PCBA-käsittelyn yksityiskohtainen kuvaus: koko prosessi suunnittelusta valmistukseen

Painetun piirilevyn kokoonpano(PCBA) on yksi elektroniikkatuotteiden valmistuksen avainvaiheista. Se kattaa useita vaiheita piirilevyn suunnittelusta komponenttien asennukseen ja lopputestaukseen. Tässä artikkelissa esittelemme koko PCBA-käsittelyprosessin yksityiskohtaisesti ymmärtääksemme paremmin tätä monimutkaista valmistusprosessia.

Vaihe 1: Piirilevyn suunnittelu

Ensimmäinen askel PCBA-käsittelyssä on piirilevyn suunnittelu. Tässä vaiheessa elektroniikkainsinöörit käyttävät piirilevyjen suunnitteluohjelmistoa piirikaavioiden ja kaavioiden luomiseen. Nämä piirustukset sisältävät erilaisia ​​komponentteja, liitäntöjä, asetteluja ja viivoja piirilevyllä. Suunnittelijoiden on otettava huomioon piirilevyn koko, muoto, kerrosten lukumäärä, kerrosten väliset liitännät ja komponenttien sijoitus. Lisäksi niiden on myös noudatettava piirilevyn suunnittelun eritelmiä ja standardeja varmistaakseen, että lopullinen piirilevy täyttää suorituskykyä, luotettavuutta ja valmistusta koskevat vaatimukset.

Vaihe 2: Raaka-aineen valmistelu

Kun piirilevyn suunnittelu on valmis, seuraava vaihe on raaka-aineiden valmistelu. Tämä sisältää:

PCB-substraatti: yleensä valmistettu lasikuituvahvisteisista komposiittimateriaaleista, se voi olla yksipuolinen, kaksipuolinen tai monikerroksinen levy. Alustan materiaali ja kerrosten lukumäärä riippuvat suunnitteluvaatimuksista.

Elektroniset komponentit: Tämä sisältää erilaisia ​​siruja, vastuksia, kondensaattoreita, induktoreja, diodeja jne. Nämä komponentit ostetaan toimittajilta BOM:n (Bill of Materials) mukaisesti.

Juotos: Lyijytöntä juotetta käytetään yleensä ympäristömääräysten täyttämiseksi.

PCB-pinnoitusmateriaali: pinnoitusmateriaali, jota käytetään piirilevyjen päällystämiseen.

Muut apumateriaalit: kuten juotospasta, PCB-kiinnikkeet, pakkausmateriaalit jne.

Vaihe 3: PCB:n valmistus

Piirilevyjen valmistus on yksi PCBA-käsittelyn ydinvaiheista. Tämä prosessi sisältää:

Tulostus: Piirikuvion tulostaminen piirikaaviossa PCB-substraatille.

Etsaus: Ei-toivotun kuparikerroksen poistaminen kemiallisella etsausprosessilla jättäen tarvittavan piirikuvion.

Poraus: Poraa reikiä piirilevyyn läpireiän komponenttien ja liittimien asentamiseksi.

Galvanointi: Johtavien materiaalien levittäminen piirilevyn reikiin galvanointiprosessin kautta sähköliitäntöjen varmistamiseksi.

Pehmusteen pinnoite: Juotteen levittäminen piirilevyn tyynyille myöhempää komponenttien asennusta varten.

Vaihe 4: Komponenttien asennus

Komponenttien asennus on prosessi, jossa elektroniset komponentit asennetaan piirilevylle. On olemassa kaksi pääkomponenttien asennustekniikkaa:

Pinta-asennustekniikka (SMT): Tämä tekniikka käsittää komponenttien asentamisen suoraan piirilevyn pinnalle. Nämä komponentit ovat yleensä pieniä ja kiinnitetty piirilevyyn juotospastalla, joka juotetaan sitten uunissa.

Ohutreikätekniikka (THT): Tässä tekniikassa komponentin nastat työnnetään piirilevyn läpivienteihin ja juotetaan sitten paikoilleen.

Komponenttien asennus suoritetaan yleensä automatisoiduilla laitteilla, kuten sijoituskoneilla, aaltojuottokoneilla ja kuumailma-reflow-uunilla. Nämä laitteet varmistavat, että komponentit on sijoitettu tarkasti ja juotettu piirilevyyn.

Vaihe 5: Testaus ja laadunvalvonta

PCBA-käsittelyn seuraava vaihe on testaus ja laadunvalvonta. Tämä sisältää:

Toiminnan testaus: Varmista, että kortin toiminnallisuus täyttää vaatimukset, ja tarkista komponenttien suorituskyky käyttämällä asianmukaisia ​​jännitteitä ja signaaleja.

Silmämääräinen tarkastus: Käytetään komponenttien sijainnin, napaisuuden ja juotoslaadun tarkistamiseen.

Röntgentarkastus: Käytetään juotosliitosten ja komponenttien sisäisten liitäntöjen tarkistamiseen, erityisesti pakettien, kuten BGA:n (ball grid array).

Lämpöanalyysi: Arvioi lämmön haihtumisen ja lämmönhallinnan seuraamalla piirilevyn lämpötilajakaumaa.

Sähkötestaus: Sisältää ICT:n (de-embed test) ja FCT:n (lopullinen testi) levyn sähköisen suorituskyvyn varmistamiseksi.

Laatutiedot: Tallenna ja seuraa jokaisen piirilevyn valmistus- ja testausprosessia laadunvalvonnan varmistamiseksi.

Vaihe 6: Pakkaus ja toimitus

Kun levyt ovat läpäisseet laadunvalvonnan ja täyttävät vaatimukset, ne pakataan. Tämä tarkoittaa yleensä piirilevyjen asettamista antistaattisiin pusseihin ja tarvittavien suojatoimenpiteiden toteuttamista kuljetuksen aikana sen varmistamiseksi, että levyt saapuvat turvallisesti määränpäähänsä. Piirilevyt voidaan sitten toimittaa lopputuotteen kokoonpanolinjalle tai asiakkaalle.

Johtopäätös

PCBA-käsittely on monimutkainen ja pitkälle kehitetty valmistusprosessi, joka vaatii korkeatasoista teknistä tietämystä ja herkkiä operaatioita. Piirilevyn suunnittelusta komponenttien asennukseen, testaukseen ja laadunvalvontaan, jokainen vaihe on kriittinen ja vaikuttaa lopputuotteen suorituskykyyn ja luotettavuuteen. PCBA-käsittelyn koko prosessin ymmärtäminen auttaa suunnittelijoita, valmistajia ja asiakkaita ymmärtämään ja hallitsemaan paremmin kaikkia elektroniikkatuotteiden valmistuksen näkökohtia.

Olipa kyseessä kulutuselektroniikka, lääketieteelliset laitteet tai teollisuusautomaatiojärjestelmät, PCBA-käsittely on modernin elektroniikkateollisuuden ydin. Ymmärtämällä syvästi PCBA-käsittelyn prosessia voimme vastata paremmin kehittyviin tekniikoihin ja markkinoiden tarpeisiin ja tuottaa korkealaatuisia, luotettavia ja innovatiivisia elektroniikkatuotteita.

Toivon, että tämä artikkeli auttaa lukijoita ymmärtämään paremmin koko PCBA-käsittelyprosessia ja tarjoamaan arvokasta tietoa elektroniikkainsinööreille, valmistajille ja muille PCBA:han liittyville ammattilaisille.