Vad är PCB-montering?

Vad är PCB-montering?

PCB monteringhänvisar till processen att montera alla elektroniska komponenter såsom motstånd, transistorer, dioder etc. på ett kretskort, och monteringsmetoden kan vara manuell eller mekanisk.   Människor blandar ofta ihop PCB-montage med PCB-tillverkning, de involverar helt andra processer.   När det gäller PCB-tillverkning involverar det ett mycket brett spektrum av processer inklusive design och prototyper, medan montering av kretskort börjar efter PCB-tillverkning och allt handlar om komponentplacering.

3 typer av PCB-monteringstekniker

Framstegen inom elektronisk teknik har medfört fler möjligheter för PCB-montage.   Nu finns det tre vanliga monteringstekniker, en är SMT (Surface Mount Technology), den andra är THT (Thru-Hole Technology), och den tredje är en kombination av de två tidigare.

Ytmonteringsteknik

SMT PCB Montering

SMT Assembly monteras huvudsakligen genom att löda ytmonteringsenheter (SMD) på PCB.   Eftersom standardpaketet med SMD-komponenter är litet måste hela processen kontrolleras noggrant för att säkerställa hög noggrannhet och rätt temperatur på lödfogarna.   Lyckligtvis är SMT en helautomatisk monteringsteknik som automatiskt plockar upp enskilda komponenter och placerar dem på kretskortet med extrem precision.

Thru-Hole Technology

THT är en mer traditionell PCB-monteringsteknik där installatören för in elektroniska komponenter som kondensatorer, spolar och stora motstånd och induktorer i kretskortet genom hålen.   Jämfört med SMT tillåter montering av genomgående hål montering av stora komponenter, och det ger en starkare mekanisk bindning, som också är mer lämplig för testning och prototypframställning.   mer THT PCB Montering>>

Teknik för blandad PCB-montering

Elektroniska produkter tenderar att vara designade för att vara mindre i storlek och ha fler funktioner, vilket ställer högre krav påkretskortsmontering.  Människor behöver montera mycket komplexa kretsar i ett begränsat utrymme, det är svårt att uppnå önskad effekt med endast SMD eller PTH, vi måste kombinera SMT och THT-teknik.   Vid användning av blandad kretskortsmonteringsteknik måste lämpliga justeringar göras för att förenkla lödning och montering.

PCB monteringsprocess

Steg 1: Lödpasta Stenciling

I det första steget skulle lödpasta appliceras på brädet.  Lödpastan är grå och består av små metallkulor som består av 96,5 % tenn, 3 % silver och 0,5 % koppar, se till att använda den i en kontrollerad mängd och se till att den appliceras på exakt plats.  I enPCB monteringlinje, kretskort och lödstenciler hålls av mekaniska klämmor och den exakta mängden lödpasta appliceras på de önskade områdena.  Maskinen applicerar slurryn på stencilen tills den täcker varje öppet område jämnt.   Slutligen, när vi tar bort stencilen kan vi se att lödpastan ligger kvar på rätt plats.

Steg 2: Välj och placera

I det andra steget måste vi använda pick and place-maskinen som kan placera ytmonterade komponenter på kretskort automatiskt.   För närvarande används SMD-komponenter i stor utsträckning på typer av PCB, som kan monteras med hög effektivitet.  Tidigare tillämpades plockning och plats manuellt, och montören måste vara mycket uppmärksam under processen för att säkerställa att alla komponenter är placerade i rätt position.  Medan den automatiska plockningen och platsen styrs av robotar som kan arbeta 24/7 utan trötthet, förbättrade den produktiviteten och minskade felen i stor utsträckning.   Maskinen plockar upp kretskort med sitt vakuumgrepp och flyttar dem sedan till plockningsstationen.  Roboten placerar sedan kretskortet på stationen, och SMD-komponenterna skulle placeras ovanpå lödpastan på avsiktsställen.

Steg 3: Återflödeslödning

Efter val och placering skulle PCB-enheten flyttas till återflödeslödningsprocessen.  Kretskorten skulle överföras till en stor återflödesugn genom transportbandet.  Ugnen skulle värma galtarna vid höga temperaturer, normalt cirka 250 grader Celsius, för att smälta lodet i lödpastan.   När värmeprocessen är klar, skulle kretsgalten flyttas genom ugnen som består av en serie svalare värmare, som skulle hjälpa till att kyla och stelna det smälta lodet.  Under återflödeslödningen bör vi vara uppmärksamma på några speciella kort, till exempel tvåsidiga PCB.   Varje sida av tvåsidiga PCB måste stencileras och reflowlödas separat, normalt skulle sidan med färre komponenter reflowlödas först, sedan den andra sidan.

Steg 4: Inspektion

De sammansatta kretskorten måste testas för funktionalitet, återflödesprocessen kan resultera i dålig anslutning eller till och med brist på anslutning.  Rörelsen under återflödeslödningen kan också orsaka kortslutningar. Sålunda är inspektion ett nyckelsteg under monteringsprocessen. Det finns en mängd olika metoder för att inspektera fel, och de vanligaste är manuella kontroller, röntgeninspektion och automatisk optisk inspektion.  Periodiska inspektioner kan utföras efter återflödeslödning, så eventuella problem kan identifieras tills kretskortsenheten går vidare till nästa process.  Sådan inspektion kan hjälpa tillverkare att spara mycket pengar eftersom ju tidigare de upptäcker ett problem, desto snabbare kan det lösas utan att slösa tid, mänskliga resurser och material.

Steg 5: Insättning av komponenter genom hålet

Förutom SMD-komponenter kan vissa kretskort behöva monteras med andra typer av komponenter som genomgående hål eller PTH-komponenter.  Så hur monterar man dessa komponenter?  Jo, det finns pläterade hål i kretskorten, som ger åtkomst för PCB-komponenter för att överföra signaler från ena sidan till den andra sidan av kortet.  Således är lödpasta fungerande i det här fallet, så vi måste använda andra lödmetoder för att infoga PTH-komponenter som manuell lödning och våglödning.

Steg 6: Funktionstest

I det sista steget kommer den slutliga inspektionen att utföras för att testa funktionaliteten hos PCBA, vi kallar denna process för ett "funktionstest".  Detta test kommer att simulera kretskortets normala funktion och övervaka kretskortets elektriska egenskaper när strömförsörjningen och den analoga signalen passerar genom kretskortet för att bedöma om kretskortet är kvalificerat.

Förslag för att utföra PCB-montering bättre

Efter att ha förklarat den detaljerade processen för montering av tryckta kretsar vill vi nu ge några förslag som kan förbättra kvaliteten på PCBA.

Komponentstorlek

Det är av stor vikt att välja rätt förpackningsstorlek för varje komponent på skivorna under kretskortets designperiod, generellt sett föreslår vi att man väljer större förpackningar. Att välja mindre paket kan resultera i potentiella problem under kretskortets monteringsfas, vilket skulle ta mycket tid att modifiera kretsen. Medan för vissa komplicerade modifieringar som demontering och lödning av komponenter, är det mycket lättare att montera hela kretskortet igen.

Komponentavtryck

Komponenternas fotavtryck är en annan viktig faktor vid PCB-montage.  Varje fotavtryck måste skapas exakt enligt det landmönster som anges i varje integrerad komponents datablad. Många problem kan uppstå från ett felaktigt fotavtryck, som att orsaka ojämn värme som appliceras på den integrerade komponenten under lödningsprocessen, vilket gör att den bara fastnar på en sida av kretskortet istället för på båda sidorna.  Dessutom skulle passiva SMD-komponenter såsom motstånd, kondensatorer och induktorer också påverkas huvudsakligen på grund av felaktiga dimensioner av landmönstret som är associerat med komponenten och olika storlek på spåren som är anslutna till de två plattorna på komponenten, eller spåret bredden är för bred.

Avstånd mellan komponenter

Överhettning orsakad av otillräckligt utrymme mellan komponenterna är en av huvudorsakerna till PCB-fel, och detta problem är mer uttalat i vissa mycket komplexa kretsar. Att placera en komponent för nära en annan kan orsaka en mängd olika problem, varav de allvarligaste kan leda till omdesign och omtillverkning av PCB, vilket är en tidskrävande process som tillför onödiga kostnader.  När vi använder automatiserade monterings- och testmaskiner är det viktigt att se till att varje komponent hålls på långt avstånd från mekaniska delar, kanten på skivan och alla andra komponenter.  För litet avstånd mellan komponenter eller komponenter som roteras felaktigt kan orsaka problem under våglödningsprocessen.  Till exempel, om en högre komponent föregår en komponent med lägre höjd längs vägen som vågen färdas, kommer svetsen att försvagas.

Uppdaterad BOM

För både PCB-design och monteringsprocesser är det viktigt att se till att stycklistan (BOM) alltid är uppdaterad. Eventuella misstag eller felaktigheter i BOM kan ge stora problem, vilket kan skjuta upp hela monteringsfasen eftersom tillverkare behöver lägga mycket tid på att ta reda på och lösa problemet.  För att säkerställa noggrannheten och giltigheten av BOM, varje gång du uppdaterar din PCB-design, bör du granska BOM noggrant och noggrant.  Till exempel, om det finns en ny komponent som läggs till i ett befintligt projekt, är det nödvändigt att se till att BOM uppdateras därefter.

Användning av förtroendemän

Fiducials är rundade kopparformer, de skulle spela rollen som landmärken för plock- och platsmonteringsmaskiner. Genom att använda referenser kan automatiserad utrustning identifiera kortets orientering och montera ytmonteringskomponenter med fin stigning. Fiducials kan delas in i två klasser som är globala fiducials och lokala fiducials. Globala referenser används för att placera på kanten av de tryckta kretskorten så att orienteringen av kortet i X-Y-planet kan detekteras av plocka-och-placeringsmaskiner. När det gäller lokala förtroendemän är de placerade nära hörnen på kvadratiska SMD-komponenter, vilket gör att plockningsmaskiner kan lokalisera fotavtrycket för en komponent exakt vilket kan hjälpa till att minska positioneringsfelen under kretskortsmontering. Med ett ord, referenser är mycket viktiga för PCB-montering, speciellt när det finns många komponenter inblandade på kortet som inte är långt från varandra.