Вы ніколі не задаваліся пытаннем, як працуе ваш смартфон ці кампутар? Усё пачынаецца з таго, што называецца зборкай друкаванай платы - працэсам, які ажыўляе электронныя схемы. Без гэтага сучасныя прылады не існавалі б.
Зборка друкаванай платы падключае ўсе неабходныя кампаненты на плату. Разуменне гэтага працэсу дапамагае вам лепш распрацаваць, выправіць праблемы хутчэй і пазбягаць дарагіх памылак.
У гэтым пасце вы даведаецеся, што такое зборка PCB, чаму гэта важна і як працуе кожны крок - ад пачатку да канца.
Што такое зборку друкаванай платы?
Друкаваныя платы, альбо ПХБ, ёсць усюды. Ад тэлефонаў да халадзільнікаў яны - тонкія, часта зялёныя дошкі з меднымі лініямі, якія звязваюць розныя электронныя дэталі. Але самі па сабе, ПХБ нічога не робяць. Яны проста пустыя дарогі. Што прымушае іх працаваць, гэта працэс зборкі друкаванай платы альбо PCBA.
Вось дзе гэта становіцца цікавым. ПХБ - гэта толькі аснова - як чыстае палатно. PCBA азначае, што мы на самой справе дадаем кампаненты, такія як рэзістары, чыпы і раздымы, на гэтую дошку, каб яна магла працаваць. Гэта робіцца з выкарыстаннем розных тэхналогій, часта SMT і THT, і ўключае паянне, агляд і тэставанне.
Лёгка заблытаць вытворчасць друкаванай платы з зборкай, але яны не супадаюць. Вытворчасць засяроджана на тым, каб зрабіць голую дошку з дапамогай пластоў медзі, шкловалакна, паяння і шаўкаграфіі. Пасля гэтага зборка адбываецца - гэта ўсё аб размяшчэнні і забеспячэнні запчастак, якія прымушаюць савет працаваць.
Вы знойдзеце сабраныя ПХБ ва ўсіх відах электронікі. Падумайце смартфоны, тэлевізары, электрычныя веласіпеды, пральныя машыны, маршрутызатары і нават машыны на заводах. Некаторыя з іх малюсенькія, спакаваныя невялікімі чыпсамі. Іншыя вялікія і загружаныя часткамі, якія тычацца электраэнергіі. Незалежна ад памеру, PCBA - гэта тое, што ператварае ціхую дошку ў тое, што апрацоўвае, падключае або падтрымлівае прыладу.
Агляд працэсу зборкі друкаванай платы
Перад тым, як плашка схемы зробіць што -небудзь карыснае, ён праходзіць праз некалькі ключавых этапаў. Працэс зборкі друкаванай платы-гэта сумесь аўтаматызаваных крокаў і практычнай працы. Усё пачынаецца з папярэдняй зборкі, рухаецца праз SMT і THT, і заканчваецца пасля апрацоўкі.
Падчас папярэдняй зборкі асноўная ўвага надаецца разгляду дызайну. Гэта азначае праверку файлаў Gerber і BOM, альбо Біл матэрыялаў. Гэтыя файлы паведамляюць зборшчыку, што будаваць, якія дэталі патрэбныя і як яны ўпісваюцца разам. Суцэльны бом дазваляе пазбегнуць затрымкі, адсутных дэталяў або памылак пазней. Інжынеры таксама праводзяць праверку DFM, каб пераканацца, што дошка на самай справе можна пабудаваць. Калі інтэрвал выключаны, альбо калодкі занадта мала, праблемы хутка ўсплываюць.
Далей ідзе этап SMT. Менавіта тут на паверхні дошкі размяшчаюцца малюсенькія кампаненты. Машыны наносяць прыпойную пасту на пэўныя плямы, а затым выбірайце кампаненты з робатызаванай дакладнасцю. Пасля гэтага дошка пераходзіць у духоўку, каб пасты растае і цвярдзее ў цвёрдыя суставы.
Калі ёсць вялікія дэталі, якія на паверхні нельга ўсталяваць, мы пераходзім да THT. Тут дэталі з доўгімі адвядзеннямі праходзяць праз адтуліны ў дошцы. Яны прыпаяны альбо ўручную, альбо па пайку хвалі, дзе расплаўлены прыпой цячэ па ніжняй частцы дошкі.
Пасля зборкі прыйшоў час пасля апрацоўкі. Сюды ўваходзіць ачыстка дошкі, праграмаванне любых чыпаў, запуск функцыянальных выпрабаванняў, а часам і даданне ахоўнага пакрыцця. Гэтыя крокі гарантуюць, што савет не толькі працуе, але і застаецца надзейным пры выкарыстанні ў рэальным свеце.
Асноўныя крокі зборкі друкаванай платы
Этап 1: Падрыхтоўка да зборкі
Перш чым любыя кампаненты дакрануцца да дошкі, фаза папярэдняга збору задае тон для ўсяго, што вынікае. У гэты момант дызайнерскія файлы падвойныя, запчасткі, якія знаходзяцца, і аснова закладзена, каб пазбегнуць праблем уніз.
Што такое аналіз DFM/DFA?
DFM расшыфроўваецца як дызайн для вытворчасці. Гэта працэс, калі інжынеры разглядаюць размяшчэнне схемы і размяшчэнне кампанентаў, каб выявіць што -небудзь складанае ці рызыкоўнае для стварэння. Магчыма, дзве калодкі занадта блізкія. Магчыма, сляды не спраўляюцца з токам. DFM дапамагае рана злавіць гэтыя праблемы.
DFA, альбо дызайн для зборкі, разглядае, як лёгка на самай справе сабраць усё разам. Нават калі праект функцыянуе на паперы, ці будзе ён працаваць падчас хуткаснага зборкі? Ці можа нешта змяніцца падчас пакрыцця альбо заблакаваць падчас праверкі? Вось што DFA дапамагае адказаць.
І DFM, і DFA прадухіляюць дарагое перапрацоўку, затрымкі і дэфекты. Яны эканоміць час і матэрыялы, пераканаўшыся, што дызайн дошкі не выклікае праблем падчас вытворчасці.
Закупкі кампанентаў і кантроль якасці
Як толькі дызайн праходзіць праверку, прыйшоў час сабраць дэталі. У рахунку матэрыялаў, альбо BOM, неабходна спатрэбіцца кожны рэзістар, кандэнсатар, чып і раз'ём. Але замова іх не проста націсканне кнопкі.
Вытворцы павінны знайсці давераных пастаўшчыкоў, якія прапануюць арыгінальныя, выпрабаваныя кампаненты. Няма звальнення. Пасля таго, як прыходзяць дэталі, уваходзіць кантроль якасці. Гэты крок правярае памер, упакоўку і стан кожнай партыі. Запчасткі з сагнутымі адвядзеннямі або разбітымі барабанамі не ідуць на дошку.
Правераныя кампаненты ў руках азначаюць, што этапы SMT і THT могуць пачацца безумоўна - без рызыкі надзейнасці або выканання патрабаванняў.
2 этап: Асамблея тэхналогіі павярхоўнага мацавання (SMT)
Тэхналогія павярхоўнага мацавання, альбо SMT, апрацоўвае малюсенькія кампаненты, якія сядзяць на дошцы. Сюды ўваходзяць большасць рэзістараў, дыёдаў і ўбудаваных схем. Гэта найбольш эфектыўны і шырока выкарыстоўваецца метад сучаснага электроннага зборкі.
Што такое SMT на зборцы друкаванай платы?
SMT дазваляе машынам хутка размяшчаць дэталі з неверагоднай дакладнасцю. У адрозненне ад старых метадаў адтуліны, які патрабуе адвядзенняў, якія праштурхоўваюцца праз адтуліны, SMT размяшчае дэталі непасрэдна на паверхню дошкі. Гэта хутка, кампактная і выдатна падыходзіць для макетаў высокай шчыльнасці.
Крок 1: Прыпой Дадатак
Кожны кампанент мае патрэбу ў ліпкім месцы для пасадкі. Менавіта тут прыходзіць прыпой. Гэтая паста ўяўляе сабой сумесь з парашковай металу - у асноўным волава - з крыху срэбнай і медзі. Дадаецца паток, каб дапамагчы яму раставаць і цячы пазней.
Металічны трафарэт размешчаны над голай друкаванай платай, а паста старанна друкуецца на калодках. Машыны раўнамерна выкладваюць пасту з дапамогай ляза. Пасля таго, як трафарэт будзе выдалены, дошка змяшчае невялікія кроплі пасты толькі там, дзе трэба.
Занадта шмат пасты? Гэта можа кароткае дзве калодкі. Занадта мала? Слабы сустаў альбо адсутнасць злучэння. Вось чаму гэты крок вельмі важны.
Крок 2: Выбар і месца кампанентаў SMD
Цяпер, калі дошка падрыхтавана, робататэхнічная зброя ідуць на працу. Выкарыстоўваючы вакуумныя асадкі, машына падбору хапае кожную частку з шпулькі і змяшчае яе на дошку. Кожны крок папярэдне запраграмаваны на аснове файла дызайну. Машына дакладна ведае, куды належыць кожная частка.
Невялікія дэталі, такія як рэзістары 01005, якія ледзь большыя за зерне пылу, не з'яўляюцца праблемамі. Больш буйныя чыпы або раздымы таксама размяшчаюцца, проста з рознымі асадкамі.
Гэты працэс можа адбыцца пры хуткасці маланкі - набліжаючы тысячы кампанентаў у гадзіну - без памылак і стомленасці.
Крок 3: Працэс паяння пакрыцця
Цяпер дэталі трэба замацавацца. Гэта задача печы для пакрыцця. Уся дошка падарожнічае па канвеерным поясе праз доўгую камеру, якая награваецца этапамі.
Спачатку тэмпература паступова павышаецца, каб сагрэць дошку. Затым ён дасягае максімуму вышэй 217 ° С, каб расплавіць прыпой. Нарэшце, ён павольна астывае, таму прыпой застывае, не трэскаючыся.
Вынік? Кожны кампанент заблакаваны на месцы чыстым, бліскучым прыпоем. На двухбаковых дошках адзін бок зроблены спачатку, потым працэс паўтараецца для другога боку. Уважлівае планаванне прадухіляе адпаванне дэталяў падчас другога праходу.
Крок 4: Аптычная інспекцыя (AOI)
Пасля пакрыцця прыйшоў час праверыць праблемы. Кампаненты могуць злёгку змяніцца альбо не прыпаяцца. Вось дзе ідзе інспекцыя.
Невялікія партыі могуць атрымаць ручны выгляд пад лупамі. Для больш высокіх аб'ёмаў, аўтаматычная аптычная інспекцыя - альбо AOI - перажывае. Гэтыя машыны скануюць дошку з хуткаснымі камерамі. Яны распазнаюць адлюстраванні з прыпоя, каб выявіць халодныя суставы або няроўныя часткі.
Для схаваных суставаў пад чыпамі, такімі як BGAS, выкарыстоўваецца рэнтгенаўская праверка. Гэта дазваляе тэхнікам бачыць праз дошку, каб злавіць дэфекты, якія вы не можаце заўважыць з паверхні.
3 этап: Асамблея праз адтуліну (THT)
Не ўсе кампаненты ўстаноўлены на паверхні. Некаторыя ўсё яшчэ павінны прайсці праз дошку. Тут прыходзіць тэхналогія праз адтуліну. Кампаненты харчавання, раздымы або трансфарматары часта выкарыстоўваюць гэты метад.
Што такое THT у зборцы друкаванай платы?
THT прадугледжвае кампаненты з доўгімі адвядзеннямі, якія праходзяць праз адтуліны ў друкаванай плаце. Гэтыя адвядзенні прыпаяны з іншага боку, каб стварыць моцную механічную і электрычную сувязь. Гэта выдатна падыходзіць для дэталяў з высокім узроўнем стрэсу, якія могуць сутыкнуцца з вібрацыяй або цяплом.
Ручная ўстаўка кампанентаў праз адтуліну
Большасць THT пачынаецца з тэхніка, які размяшчае дэталі ўручную. Гэта не так хутка, як SMT, але ён прапануе гнуткасць. Асемблер ідзе за кіраўніцтвам па размяшчэнні, назіраючы за арыентацыяй, палярнасцю і інтэрвалам.
Антыстатычныя меры засцярогі з'яўляюцца абавязковымі, асабліва для адчувальных чыпаў. Адзін няправільны зап можа сапсаваць дарагі кампанент.
Пасля размяшчэння дошка перамяшчаецца ў паянне.
Паянне хвалі патлумачана
Для вялікіх партый паянне хваль-гэта метад. Дошкі падарожнічаюць праз ванну расплаўленага прыпоя. Хваля падымаецца ўверх і закранае ніжнюю частку, паяную ўсе выстаўленыя за лічаныя секунды.
Гэты метад з'яўляецца хуткім і надзейным-але гэта толькі для аднабаковых або селектыўных зборкі. Двухбаковыя дошкі маюць патрэбу ў спецыяльнай апрацоўцы або ручной пайцы, каб пазбегнуць пашкоджання дэталяў ужо на месцы.
Этап 4: Працэдуры пасля зборкі
Пасля таго, як усе дэталі ўключаны і прыпаяны, яшчэ трэба зрабіць яшчэ. Пасля апрацоўкі гарантуе, што дошка чыстая, функцыянальная і абароненая.
Ачыстка і выдаленне патоку
Паяльны лісце ззаду патоку. Гэта выглядае бяскрыўдным, але з цягам часу можа раз'ядаць суставы. Ён таксама захоплівае вільгаць і пыл. Вось чаму чыстка вельмі важная.
Тэхнікі выкарыстоўваюць деионизированную ваду і шайбы высокага ціску. Ні адзін іёны не азначае кароткага замыкання. Пасля гэтага сціснутае паветра выдаляе вільгаць, каб пакінуць дошку сухім і гатовым.
Канчатковая інспекцыя і падключэнне
Перад чым -небудзь караблёў, ёсць яшчэ адзін агляд. Тэхнікі шукаюць масты паяння, адсутнічаюць дэталі або касметычныя дэфекты. Пры неабходнасці рэнтген выкарыстоўваецца зноў.
Калі якія -небудзь праблемы знойдзены, яны замацаваны ўручную. Паяльнік жалеза і некаторы паток могуць аднавіць халодныя суставы альбо запоўніць слабыя ўчасткі.
ІС -праграмаванне
Некаторыя дошкі маюць патрэбу ў мозгу. Менавіта тут ідзе прашыўка. Выкарыстоўваючы USB -інтэрфейс, праграмнае забеспячэнне загружаецца ў IC на дошцы.
Гэты крок можа ўключаць у сябе каліброўку або праверку версій у залежнасці ад праекта. Без праграмавання дошка можа выглядаць ідэальна, але нічога не рабіць.
Функцыянальнае тэставанне (FCT)
Апошні вялікі тэст імітуе выкарыстанне рэальнага свету. Ужываецца магутнасць. Сігналы адпраўляюцца. Тэхнікі назіраюць, як рэагуе савет. Ці з'яўляецца напружанне стабільным? Ці загараецца экран? Ці працуюць кнопкі?
Калі што -небудзь выключана, гэта адзначана і выпраўлена. Гэта апошні крок, перш чым дошкі перайдуць у прадукты - альбо адмовіцца і здымаюцца.
Збор друкаванай платы спачатку можа здацца простым, але кожны крок спакаваны з дэталямі і дакладнасцю. Кожная частка, сумеснае і слядоў гуляе ролю ў прымусе электронікі, як мы іх чакаем.
SMT супраць THT супраць змешанай тэхналогіі ў зборцы друкаванай платы
Пры зборцы ПХБ няма метаду, які змяшчае адзін памер. Тэхналогія Surface Mount (SMT), Technology Technology (THT) і змешаныя тэхналогіі маюць свае сілы і абмежаванні ў залежнасці ад праекта.
SMT хутка, кампактны і вельмі аўтаматызаваны. Ідэальна падыходзіць для невялікіх дэталяў, такіх як рэзістары ці ІС, асабліва калі вы вырабляеце вялікія партыі. Машыны апрацоўваюць практычна ўсё, што падтрымлівае выдаткі на працу нізкія. Але гэта не працуе добра для вялікіх, цяжкіх кампанентаў, якія маюць патрэбу ў механічнай трываласці.
Вось тут прыходзіць THT. Гэта выдатна падыходзіць для раздымаў, шпулек або дэталяў харчавання, якія павінны заставацца трывала прымацаванымі. Кампаненты праходзяць праз дошку і прыпаяны з іншага боку. Гэта займае больш часу і каштуе больш, асабліва калі зроблена ўручную, але прапануе больш моцную фізічную падтрымку.
Змешаныя тэхналогіі выкарыстоўваюць абодва. Гэта часта ў сучасных дызайнах, дзе дошкі нясуць невялікія логічныя чыпсы і вялікія часткі магутнасці. Калі плануецца правільна, абодва метаду працуюць разам. Пакладзеце SMT дэталі спачатку, выкарыстоўваючы рэфлоу, а затым дадайце часткі THT і запусціце пайку хвалі - альбо выкарыстоўвайце пайку рук, калі колькасць невялікая.
Каб пазбегнуць праблем, дызайнеры павінны аддзяляць дэталі побач, пазбягайце шчыльнага размяшчэння каля адтулін і прытрымлівацца правільнай паслядоўнасці зборкі. Гэта робіць зборку гладкім і памяншае дарагую перапрацоўку.
Распаўсюджаныя дэфекты зборкі друкаванай платы і як іх пазбегнуць
Нават самыя сучасныя зборачныя лініі могуць сутыкнуцца з непрыемнасцямі. Ведаючы самыя распаўсюджаныя дэфекты зборкі друкаванай платы, дапамагае рана злавіць праблемы і пазбягаць марнатраўных дошак. Вось некалькі, якія часта паказваюцца.
Халодныя паяльныя суставы
Гэта адбываецца, калі прыпой не цалкам растае і не злучае. Гэта выглядае цьмяным або крупчастым і выклікае слабыя або ненадзейныя электрычныя злучэнні. Звычайна гэта адбываецца ад дрэннага нагрэву падчас паяння папаўняння або хвалі. Каб пазбегнуць гэтага, праверце тэмпературныя профілі і пераканайцеся, што духоўка правільна адкалібравана.
Надмагільны стон
Намагілку атрымлівае сваю назву ад таго, як на адным канцы ўсталёўваюцца невялікія дэталі, як рэзістары, як надмагільны камень. Адзін бок кампанента падымаецца з пракладкі з -за нераўнамернага нагрэву альбо занадта вялікага павярхоўнага нацяжэння з прыпоя. Гэта часта на малюсенькіх чыпсах, калі паста ўжываецца нераўнамерна. Добры дызайн трафарэта і кантроль папраўкі дапамагаюць прадухіліць яго.
Паяльнік пераадольвае
Калі прыпой злучае дзве калодкі, якія не павінны дакранацца, ён стварае мост. Гэта можа выклікаць кароткае замыканне. Занадта шмат прыпой або дрэннае выраўноўванне падчас размяшчэння - агульныя прычыны. Выкарыстанне машын AOI і рэгуляванне таўшчыні трафарэта можа знізіць гэты рызыка.
Няроўныя кампаненты
Калі кампанент змяняецца падчас размяшчэння або пакрыцця, ён можа зусім не падключацца. Машыны павінны быць добра калібраваны, а паста павінна быць раўнамерна ўжывацца, каб утрымліваць дэталі на месцы, пакуль паянне закрывае іх уніз.
Выснова
Працэс зборкі друкаванай платы ўключае ў сябе некалькі этапаў: ад праектных праверкі і размяшчэння кампанентаў да паяння і канчатковага тэсціравання. Кожны этап - будзь SMT, THT ці сумесь - патрабуе ўвагі да дэталяў і дакладнасці. Выбар правільнага метаду, часта праверкі і забеспячэнне чыстага зборкі дапамагае прадухіліць дарагія праблемы. Для складаных праектаў заўсёды разумна працаваць з прафесіяналамі, якія разумеюць як тэхналогіі, так і стандарты якасці, якія забяспечваюць кожную друкаваную плату, як чакалася. Сардэчна запрашаем, каб праверыць прадукты, якія падтрымліваюць нашай кампаніі, напрыклад, PCB шліфавальная машына для чысткі, Ультрафіялетавае абсталяванне для сушкі.
FAQ
У чым розніца паміж друкаванай платай і PCBA?
ПХБ ставіцца да голай друкаванай платы без якіх -небудзь кампанентаў. PCBA азначае, што дошка мае ўсе кампаненты і гатовая да выкарыстання.
Чаму SMT і THT выкарыстоўваюцца ў зборцы друкаванай платы?
SMT выдатна падыходзіць для невялікіх, лёгкіх кампанентаў. THT лепш для дэталяў, якія маюць патрэбу ў моцнай механічнай падтрымцы. У многіх саветах выкарыстоўваюцца абодва метаду.
Якая мэта паяння перакрыцця?
Перафармірайце паянне растае прыпой, каб ён злучаўся з кампанентамі да дошкі. Гэта ключавое значэнне для забеспячэння павярхоўных прылад.
Як прадухіліць дэфекты паяння, такія як пераадоленне?
Выкарыстоўвайце правую таўшчыню трафарэта, асцярожна наносіце пасту і рэгулярна праводзіце рэгулярныя праверкі, як AOI, каб рана злавіць праблемы.
Ці можа адна друкаваная плата мець кампаненты з абодвух бакоў?
Так, двухбаковыя дошкі распаўсюджаныя. Кожны бок сабраны і прыпаяны асобна, часта пачынаючы з больш простага боку.
