Что такое сборка печатной платы?

Сборка печатной платыотносится к процессу сборки всех электронных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, диоды и т. д., на печатной плате, причем метод сборки может быть ручным или механическим. Люди часто путают сборку печатных плат с производством печатных плат, это совершенно разные процессы. Что касается производства печатных плат, то оно включает в себя очень широкий спектр процессов, включая проектирование и прототипирование, тогда как сборка печатной платы начинается после изготовления печатной платы и все зависит от размещения компонентов.

3 типа технологий сборки печатных плат

Развитие электронных технологий открыло больше возможностей для сборки печатных плат. Сейчас существует три широко используемые технологии сборки: одна — SMT (технология поверхностного монтажа), вторая — THT (технология сквозного монтажа), а третья — комбинация первых двух.

Технология поверхностного монтажа

Сборка печатной платы SMT

Сборка SMT в основном собирается путем пайки устройств поверхностного монтажа (SMD) на печатной плате. Поскольку стандартный пакет SMD-компонентов небольшой, весь процесс необходимо тщательно контролировать, чтобы обеспечить высокую точность и правильную температуру паяных соединений. К счастью, SMT — это полностью автоматизированная технология сборки, которая автоматически собирает отдельные компоненты и размещает их на печатной плате с предельной точностью.

Технология сквозных отверстий

THT — это более традиционная технология сборки печатных плат, при которой установщик вставляет электронные компоненты, такие как конденсаторы, катушки, большие резисторы и индукторы, в печатную плату через отверстия. По сравнению с SMT монтаж через отверстия позволяет собирать компоненты большого размера и обеспечивает более прочное механическое соединение, что также больше подходит для тестирования и прототипирования. больше Сборка печатной платы THT>>

Технология сборки смешанных печатных плат

Электронные продукты, как правило, имеют меньшие размеры и больше функций, что предъявляет более высокие требования ксборка печатной платы. Людям необходимо собирать очень сложные схемы в ограниченном пространстве, трудно добиться желаемого эффекта, используя только SMD или PTH, нам необходимо объединить технологии SMT и THT. При использовании смешанной технологии сборки печатных плат необходимо внести соответствующие корректировки для упрощения пайки и сборки.

Процесс сборки печатной платы

Шаг 1. Нанесение паяльной пасты по трафарету

На первом этапе на плату наносится паяльная паста. Паяльная паста серого цвета и состоит из крошечных металлических шариков, состоящих из 96,5% олова, 3% серебра и 0,5% меди. Обязательно используйте ее в контролируемом количестве и убедитесь, что она наносится в точном месте. ВСборка печатной платыЛиния, печатные платы и трафареты для пайки удерживаются механическими зажимами и на нужные участки наносится точное количество паяльной пасты. Машина будет наносить суспензию на трафарет до тех пор, пока она равномерно не покроет каждую открытую область. Наконец, когда мы удалим трафарет, мы увидим, что паяльная паста осталась на правильном месте.

Шаг 2: Выберите и разместите

На втором этапе нам нужно использовать машину для захвата и размещения, которая может автоматически размещать компоненты поверхностного монтажа на печатных платах. В настоящее время компоненты SMD широко используются на печатных платах, сборка которых возможна с высокой эффективностью. Раньше сборка и установка выполнялись вручную, и сборщику приходилось уделять много внимания во время процесса, чтобы убедиться, что все компоненты расположены в правильном положении. Хотя автоматический захват и размещение управляются роботами, которые могут работать круглосуточно и без устали, это повышает производительность и в значительной степени снижает количество ошибок. Машина захватывает печатные платы вакуумным захватом, а затем перемещает их на станцию захвата и размещения. Затем робот размещает печатную плату на станции, а SMD-компоненты будут размещены поверх паяльной пасты в намеченных местах.

Шаг 3. Пайка оплавлением

После выбора и размещения сборка печатной платы перейдет к процессу пайки оплавлением. Печатные платы будут перенесены в большую печь оплавления по конвейерной ленте. Духовка нагревала кабанов при высоких температурах, обычно около 250 градусов по Цельсию, чтобы расплавить припой в паяльной пасте. Когда процесс нагрева будет завершен, платы будут перемещены через печь, состоящую из ряда более холодных нагревателей, которые помогут охладить и затвердеть расплавленный припой. При пайке оплавлением следует обратить внимание на некоторые специальные платы, например, на двусторонние печатные платы. Каждую сторону двусторонних печатных плат необходимо наносить по трафарету и паять оплавлением отдельно. Обычно сначала припаивается сторона с меньшим количеством компонентов, а затем другая сторона.

Шаг 4: Проверка

Собранные платы необходимо проверить на функциональность: процесс оплавления может привести к плохому соединению или даже его отсутствию. Движение во время пайки оплавлением также может стать причиной короткого замыкания. Таким образом, проверка является ключевым этапом процесса сборки. Существует множество методов проверки ошибок, наиболее часто используемые из них — ручная проверка, рентгеновский контроль и автоматический оптический контроль. После пайки оплавлением можно проводить периодические проверки, чтобы можно было выявить любые потенциальные проблемы до тех пор, пока сборка печатной платы не перейдет к следующему процессу. Такая проверка может помочь производителям сэкономить много денег, поскольку чем раньше они обнаружат проблему, тем быстрее ее можно будет решить, не тратя время, человеческие ресурсы и материалы.

Шаг 5. Вставка компонента через отверстие

Помимо компонентов SMD, некоторые печатные платы, возможно, придется собирать с другими типами компонентов, такими как компоненты для сквозных отверстий или компоненты PTH. Так как же собрать эти компоненты? Ну, в печатных платах есть гальванические отверстия, которые обеспечивают доступ к компонентам печатной платы для передачи сигналов с одной стороны платы на другую. Таким образом, паяльная паста в данном случае пригодна, поэтому для вставки компонентов PTH нам необходимо использовать другие методы пайки, такие как ручная пайка и волновая пайка.

Шаг 6: Функциональный тест

На последнем этапе будет проведена окончательная проверка функциональности печатной платы. Мы называем этот процесс «функциональным тестом». Этот тест моделирует нормальную работу печатной платы и контролирует электрические характеристики печатной платы, когда источник питания и аналоговый сигнал проходят через печатную плату, чтобы определить, соответствует ли печатная плата требованиям.

Рекомендации по улучшению сборки печатной платы

После подробного объяснения процесса сборки печатной платы мы хотели бы предложить некоторые предложения, которые могут улучшить качество печатной платы.

Размер компонента

Очень важно выбрать правильный размер корпуса для каждого компонента на плате в период проектирования печатной платы, вообще говоря, мы предлагаем выбирать корпуса большего размера. Выбор корпусов меньшего размера может привести к потенциальным проблемам на этапе сборки печатной платы, что потребует много времени для модификации схемы. В то время как для некоторых сложных модификаций, таких как разборка и пайка компонентов, собрать всю плату заново гораздо проще.

Площадь компонента

Площадь компонента — еще один ключевой момент при сборке печатной платы. Каждый контур должен быть создан точно в соответствии со схемой расположения, указанной в таблице данных каждого интегрированного компонента. Многие проблемы могут возникнуть из-за неправильного размещения печатной платы, например, из-за неравномерного нагрева интегрированного компонента во время процесса пайки, в результате чего он прилипает только к одной стороне печатной платы, а не к обеим сторонам. Кроме того, пассивные компоненты SMD, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, также будут затронуты в основном из-за неправильных размеров рисунка земли, связанного с компонентом, и разной величины дорожек, соединенных с двумя контактными площадками компонента, или дорожки. ширина слишком велика.

Расстояние между компонентами

Перегрев, вызванный недостаточным пространством между компонентами, является одной из основных причин выхода из строя печатной платы, и эта проблема более выражена в некоторых очень сложных схемах. Размещение одного компонента слишком близко к другому может вызвать множество проблем, наиболее серьезные из которых могут привести к перепроектированию и повторному изготовлению печатной платы, что является трудоемким процессом, приводящим к ненужным затратам. Когда мы применяем автоматизированные машины для сборки и тестирования, важно гарантировать, что каждый компонент находится на большом расстоянии от механических частей, края платы и всех других компонентов. Слишком маленькое расстояние между компонентами или компоненты, которые повернуты неправильно, могут вызвать проблемы в процессе пайки волновой пайкой. Например, если на пути прохождения волны более высокий компонент предшествует компоненту с меньшей высотой, сварной шов ослабнет.

Обновленная спецификация

Как для процессов проектирования печатных плат, так и для процессов сборки очень важно следить за тем, чтобы спецификация всегда обновлялась. Любые ошибки или неточности в спецификации могут принести большие неприятности, которые могут отложить весь этап сборки, поскольку производителям приходится тратить много времени на выяснение и решение проблемы. Чтобы убедиться в точности и достоверности спецификации, каждый раз, когда вы обновляете проект печатной платы, вам следует тщательно и внимательно просматривать спецификацию. Например, если в существующий проект добавляется новый компонент, необходимо убедиться, что спецификация обновлена соответствующим образом.

Использование фидуциалов

Метки представляют собой округлые медные формы, они будут играть роль ориентиров для сборочных машин. Используя контрольные точки, автоматизированное оборудование может определять ориентацию платы и собирать компоненты для поверхностного монтажа с малым шагом. Фидуциалы можно разделить на два класса: глобальные фидуциалы и локальные фидуциалы. Глобальные реперные метки используются для размещения на краях печатных плат, чтобы ориентацию платы в плоскости XY можно было определить с помощью машин для захвата и размещения. Что касается локальных меток, они размещаются близко к углам квадратных компонентов SMD, что позволяет машинам для захвата и размещения точно определять место расположения компонента, что может помочь уменьшить ошибки позиционирования во время сборки печатной платы. Одним словом, контрольные точки очень важны при сборке печатной платы, особенно когда на плате задействовано много компонентов, расположенных недалеко друг от друга.