Смартфоныңыз немесе компьютеріңіз шынымен қалай жұмыс істейтінін ойлап көрдіңіз бе? Мұның бәрі ПХД құрастыру деп аталатын нәрседен басталады - бұл электронды схемаларды өмірге әкелетін процесс. Онсыз заманауи құрылғылар болмас еді.
ПХД жинағы барлық маңызды құрамдастарды схемалық тақтаға қосады. Бұл процесті түсіну жақсырақ жобалауға, мәселелерді тезірек шешуге және қымбат қателерден аулақ болуға көмектеседі.
Бұл постта сіз ПХД құрастыру деген не екенін, оның неліктен маңызды екенін және әрбір қадамның басынан аяғына дейін қалай жұмыс істейтінін білесіз.
ПХД жинағы дегеніміз не?
Басып шығарылған схемалар немесе ПХД барлық жерде бар. Телефондардан тоңазытқыштарға дейін олар әртүрлі электронды бөліктерді байланыстыратын мыс сызықтары бар жұқа, жиі жасыл тақталар. Бірақ ПХД өздігінен ештеңе жасамайды. Олар тек бос жолдар. Оларды жұмыс істейтін нәрсе - ПХД құрастыру процесі немесе PCBA.
Міне, қызық болады. ПХД - бос кенеп сияқты тек негіз. PCBA бұл тақтаға жұмыс істеуі үшін резисторлар, чиптер және қосқыштар сияқты компоненттерді қосып жатқанымызды білдіреді. Бұл әртүрлі технологиялар, көбінесе SMT және THT көмегімен жасалады және дәнекерлеуді, тексеруді және сынауды қамтиды.
ПХД өндірісін құрастырумен шатастыру оңай, бірақ олар бірдей емес. Өндіріс мыс, шыны талшық, дәнекер маскасы және жібек экран қабаттарын пайдаланып жалаңаш тақтаны жасауға бағытталған. Құрастыру осыдан кейін орындалады — бұл тақтаның жұмысын қамтамасыз ететін бөлшектерді орналастыру және бекіту туралы.
Сіз электрониканың барлық түрлерінде жиналған PCB таба аласыз. Смартфондар, теледидарлар, электрлік велосипедтер, кір жуғыш машиналар, маршрутизаторлар немесе тіпті зауыттардағы машиналар туралы ойланыңыз. Кейбіреулері кішкентай, ұсақ чиптермен қапталған. Басқалары үлкен және электрмен жұмыс істейтін бөліктерге толы. Өлшеміне қарамастан, PCBA - бұл тыныш тақтаны құрылғыны өңдейтін, қосатын немесе қуат беретін нәрсеге айналдыратын нәрсе.
ПХД құрастыру процесіне шолу
Тақта пайдалы әрекет жасамас бұрын, ол бірнеше негізгі кезеңдерден өтеді. ПХД құрастыру процесі автоматтандырылған қадамдар мен практикалық жұмыстардың қоспасы болып табылады. Мұның бәрі алдын ала құрастырудан басталып, SMT және THT кезеңдері арқылы өтеді және кейінгі өңдеуде аяқталады.
Алдын ала құрастыру кезінде дизайнды қайта қарауға назар аударылады. Бұл Gerber файлдарын және BOM немесе материалдар тізімін тексеруді білдіреді. Бұл файлдар ассемблерге не құрастыру керектігін, қандай бөлшектер қажет екенін және олардың бір-біріне қалай сәйкес келетінін айтады. Қатты БОМ кешігулерді, жетіспейтін бөліктерді немесе кейінірек қателерді болдырмайды. Сондай-ақ, инженерлер тақтаның шын мәнінде құрастырылатынына көз жеткізу үшін DFM тексерулерін жүргізеді. Егер аралық өшірілсе немесе төсемдер тым кішкентай болса, мәселелер тез пайда болады.
Келесі SMT кезеңі келеді. Бұл жерде тақтаның бетіне ұсақ бөлшектер орналастырылған. Машиналар дәнекерлеу пастасын белгілі бір жерлерге жағады, содан кейін компоненттерді роботтық дәлдікпен таңдап, орналастырады. Осыдан кейін, тақта қайта ағынды пешке түседі, осылайша паста ериді және қатты буындарға айналады.
Егер бетіне орнатуға болмайтын үлкенірек бөліктер болса, біз THT-ге көшеміз. Мұнда ұзын сымдары бар бөлшектер тақтадағы тесіктерден өтеді. Олар қолмен немесе толқынды дәнекерлеу арқылы дәнекерленген, мұнда балқыған дәнекерлеу тақтаның түбінен өтеді.
Құрастырудан кейін кейінгі өңдеу уақыты келді. Бұған тақтаны тазалау, кез келген чиптерді бағдарламалау, функционалдық сынақтарды жүргізу және кейде қорғаныс жабын қосу кіреді. Бұл қадамдар тақта тек жұмыс істеп қана қоймайды, сонымен қатар нақты әлемде пайдаланылған кезде сенімді болып қалады.
ПХД Ассамблеясының негізгі қадамдары
1-кезең: Құрастыру алдындағы дайындық
Кез келген құрамдас бөлік тақтаға тиіп кетпес бұрын, алдын ала құрастыру фазасы келесі барлық нәрсеге үнді орнатады. Бұл кезде дизайн файлдары екі рет тексеріліп, бөлшектер алынады және ақаулықтарды болдырмау үшін негіз салынады.
DFM/DFA талдауы дегеніміз не?
DFM қысқартылуы «Өндіріс үшін дизайн» дегенді білдіреді. Бұл инженерлер құрастыру қиын немесе қауіпті кез келген нәрсені анықтау үшін схеманың орналасуын және құрамдастардың орналасуын қарастыратын процесс. Мүмкін екі төсем тым жақын. Мүмкін іздер ағымды көтере алмайды. DFM бұл мәселелерді ерте анықтауға көмектеседі.
DFA немесе құрастыруға арналған дизайн барлығын біріктірудің қаншалықты оңай екенін қарастырады. Дизайн қағазда жұмыс істесе де, ол жоғары жылдамдықты жинау кезінде жұмыс істей ме? Қайта өңдеу кезінде бір нәрсе ауысуы мүмкін бе немесе тексеру кезінде бітеліп қалуы мүмкін бе? Бұл DFA жауап беруге көмектеседі.
DFM және DFA екеуі де қымбат қайта өңдеулерді, кідірістерді және ақауларды болдырмайды. Олар тақта дизайны өндіріс кезінде қиындық тудырмайтындығына көз жеткізу арқылы уақыт пен материалдарды үнемдейді.
Компоненттерді сатып алу және сапаны бақылау
Дизайн тексеруден өткеннен кейін бөлшектерді жинау уақыты келді. Материалдар тізімі немесе BOM жинаққа қажет болатын әрбір резистордың, конденсатордың, микросхеманың және қосқыштың тізімін береді. Бірақ оларға тапсырыс беру түймені басу ғана емес.
Өндірушілер түпнұсқа, тексерілген компоненттерді ұсынатын сенімді жеткізушілерді табуы керек. Нокауттар жоқ. Бөлшектер келгеннен кейін, кіріс сапа бақылауы іске қосылады. Бұл қадам әрбір партияның өлшемін, орамасын және күйін тексереді. Иілген сымдар немесе сынған катушкалар тақтаға түспейді.
Қолда тексерілген құрамдастардың болуы SMT және THT кезеңдерінің сенімділік пен сәйкестікке қауіп төндірмей біркелкі басталуы мүмкін екенін білдіреді.
2-кезең: беттік орнату технологиясы (SMT) құрастыру
Беткейге орнату технологиясы немесе SMT тақтада тегіс орналасқан ұсақ бөлшектерді өңдейді. Оларға көптеген резисторлар, диодтар және интегралды схемалар жатады. Бұл заманауи электронды жинақтау үшін ең тиімді және кеңінен қолданылатын әдіс.
ПХД жинағындағы SMT дегеніміз не?
SMT машиналарға бөлшектерді керемет дәлдікпен жылдам орналастыруға мүмкіндік береді. Тесіктер арқылы итеруді қажет ететін ескі саңылау әдісінен айырмашылығы, SMT бөлшектерді тікелей тақта бетіне орналастырады. Бұл жылдам, ықшам және жоғары тығыздықтағы макеттер үшін тамаша.
1-қадам: дәнекерлеу пастасын қолдану
Әрбір компонент жабысқақ қону орнын қажет етеді. Дәнекер пастасы дәл осы жерде пайда болады. Бұл паста ұнтақ металдың, негізінен қалайының, күміс пен мыстың аздап қоспасы. Оның кейінірек еріп кетуіне көмектесу үшін флюс қосылады.
Жалаңаш ПХД үстіне металл трафарет қойылады, ал паста төсемдерге мұқият басып шығарылады. Машиналар пышақ көмегімен пастаны біркелкі таратады. Трафаретті алып тастағаннан кейін, тақта қажет жерде ғана пастаның кішкене бөліктерін ұстайды.
Тым көп паста? Ол екі төсемді қысқартуы мүмкін. Тым аз? Әлсіз буын немесе байланыс жоқ. Сондықтан бұл қадам өте маңызды.
2-қадам: SMD компоненттерін таңдау және орналастыру
Енді тақта дайындалған соң, роботты қолдар жұмысқа кіріседі. Вакуумдық саптамаларды пайдаланып, таңдау және орналастыру машинасы әрбір бөлікті катушкадан алып, оны тақтаға орналастырады. Әрбір қозғалыс дизайн файлы негізінде алдын ала бағдарламаланған. Машина әр бөліктің қай жерге жататынын нақты біледі.
01005 резисторлары сияқты ұсақ бөлшектер, олар шаң түйіршіктерінен әрең үлкен, ешқандай проблема емес. Үлкен фишкалар немесе қосқыштар да әртүрлі саңылаулармен орналастырылған.
Бұл процесс найзағай жылдамдығымен – сағатына мыңдаған компоненттерді орналастыру – қатесіз немесе шаршамай-ақ болуы мүмкін.
3-қадам: Қайта ағынды дәнекерлеу процесі
Енді бөлшектерді бекіту керек. Бұл қайта ағынды пештің жұмысы. Бүкіл борт конвейер лентасында кезең-кезеңімен қызатын ұзын камера арқылы өтеді.
Алдымен тақтаны жылыту үшін температура бірте-бірте көтеріледі. Содан кейін ол дәнекерлеуді еріту үшін 217 ° C-тан жоғары шыңға жетеді. Соңында, ол баяу салқындатылады, осылайша дәнекер сызаттарсыз қатып қалады.
Нәтиже? Әрбір құрамдас таза, жылтыр дәнекерлеу қосқышымен бекітілген. Екі жақты тақталарда алдымен бір жағы орындалады, содан кейін процесс екінші жағы үшін қайталанады. Мұқият жоспарлау екінші өту кезінде бөлшектердің құлап кетуіне жол бермейді.
4-қадам: Оптикалық тексеру (AOI)
Қайта өңдеуден кейін ақауларды тексеру уақыты келді. Құрамдас бөліктер аздап жылжуы немесе дәнекерленбеуі мүмкін. Бұл жерде тексеру басталады.
Ұлғайтқыштар астында шағын партиялар қолмен көрінуі мүмкін. Үлкен көлемдер үшін автоматты оптикалық тексеру (немесе AOI) орындалады. Бұл машиналар тақтаны жоғары жылдамдықты камералармен сканерлейді. Олар суық түйіспелерді немесе тураланбаған бөліктерді анықтау үшін дәнекерлеуден шағылыстырады.
BGA сияқты чиптердің астындағы жасырын қосылыстар үшін рентгендік тексеру қолданылады. Бұл техниктерге сіз таба алмайтын ақауларды табу үшін тақта арқылы көруге мүмкіндік береді.
3-кезең: Through Hole Technology (THT) құрастыру
Барлық құрамдас бөліктер бетіне орнатылмайды. Кейбіреулер әлі де тақтадан өтуі керек. Бұл жерде саңылау технологиясы енеді. Қуат компоненттері, қосқыштар немесе трансформаторлар бұл әдісті жиі пайдаланады.
PCB жинағындағы THT дегеніміз не?
THT ПХД саңылауларынан өтетін ұзын сымдары бар компоненттерді қамтиды. Бұл сымдар күшті механикалық және электрлік байланыс жасау үшін екінші жағынан дәнекерленген. Бұл дірілге немесе қызуға ұшырауы мүмкін жоғары кернеулі бөлшектер үшін тамаша.
Тесіктен өтетін құрамдастарды қолмен кірістіру
Көптеген THT техниктің бөлшектерді қолмен орналастыруынан басталады. Бұл SMT сияқты жылдам емес, бірақ икемділікті ұсынады. Ассемблер бағдарды, полярлықты және аралықты бақылай отырып, орналастыру нұсқаулығын орындайды.
Антистатикалық сақтық шаралары, әсіресе сезімтал чиптер үшін міндетті болып табылады. Бір қате зап қымбат компонентті бұзуы мүмкін.
Орнатқаннан кейін тақта дәнекерлеу аймағына жылжытылады.
Толқынды дәнекерлеу түсіндірілді
Үлкенірек партиялар үшін толқынды дәнекерлеу - негізгі әдіс. Тақталар балқытылған дәнекерлеу ваннасы арқылы жүреді. Толқын көтеріліп, астыңғы жағына тиіп, барлық ашық сымдарды бірнеше секунд ішінде дәнекерлейді.
Бұл әдіс жылдам және сенімді, бірақ ол тек бір жақты немесе таңдаулы жинақтарға арналған. Екі жақты тақталар бұрыннан бар бөлшектерді зақымдамау үшін арнайы өңдеуді немесе қолмен дәнекерлеуді қажет етеді.
4-кезең: Құрастырудан кейінгі процедуралар
Барлық бөлшектер қосылып, дәнекерленгеннен кейін, әлі де көп жұмыс істеу керек. Кейінгі өңдеу тақтаның таза, функционалды және қорғалған болуын қамтамасыз етеді.
Тазалау және ағынды кетіру
Дәнекерлеу ағынды артта қалдырады. Бұл зиянсыз көрінеді, бірақ уақыт өте келе буындарды тот басуы мүмкін. Ол сонымен қатар ылғал мен шаңды ұстайды. Сондықтан тазалау өте маңызды.
Техниктер ионсыздандырылған суды және жоғары қысымды шайғыштарды пайдаланады. Иондардың болмауы қысқа тұйықталулардың болмауын білдіреді. Содан кейін қысылған ауа тақтаны құрғақ және дайын күйде қалдыру үшін ылғалды кетіреді.
Қорытынды тексеру және тексеру
Кез келген нәрсе жөнелтпес бұрын, тағы бір тексеру бар. Техниктер дәнекерлеу көпірлерін, жетіспейтін бөліктерді немесе косметикалық ақауларды іздейді. Қажет болса, рентген сәулесі қайтадан қолданылады.
Қандай да бір ақаулар табылса, олар қолмен түзетіледі. Дәнекерлеу үтік және кейбір флюс суық буындарды жөндеуі немесе әлсіз жерлерді толтыруы мүмкін.
IC бағдарламалау
Кейбір тақталарға ми қажет. Бұл жерде микробағдарлама кіреді. USB интерфейсі арқылы бағдарламалық құрал тақтадағы IC-ге жүктеледі.
Бұл қадам жобаға байланысты калибрлеуді немесе нұсқаны тексеруді қамтуы мүмкін. Бағдарламалаусыз тақта тамаша көрінуі мүмкін, бірақ ештеңе істемейді.
Функционалдық тестілеу (FCT)
Соңғы үлкен сынақ нақты әлемде пайдалануды модельдейді. Қуат қолданылады. Сигналдар жіберіледі. Техникалар тақтаның қалай жауап беретінін бақылайды. Кернеу тұрақты ма? Экран жанып тұр ма? Түймешіктер жұмыс істей ме?
Егер бірдеңе өшірілсе, ол белгіленіп, түзетіледі. Бұл тақталар өнімге кірер алдында немесе сәтсіздікке ұшырап, жойылғанға дейінгі соңғы қадам.
ПХД құрастыру басында қарапайым көрінуі мүмкін, бірақ әрбір қадам егжей-тегжейлі және дәлдікпен толтырылған. Әрбір бөлік, буын және із электрониканың біз күткендей жұмыс істеуінде рөл атқарады.
PCB жинағындағы SMT vs THT vs аралас технология
ПХД құрастыру кезінде бір өлшемді әдіс жоқ. Беттік орнату технологиясы (SMT), Through-hole технологиясы (THT) және аралас технологияның әрқайсысының жобаға байланысты өздерінің күшті жақтары мен шектеулері бар.
SMT жылдам, ықшам және жоғары автоматтандырылған. Бұл резисторлар немесе IC сияқты шағын бөлшектер үшін өте қолайлы, әсіресе үлкен партияларды шығарған кезде. Машиналар барлығын дерлік өңдейді, бұл еңбек шығындарын төмендетеді. Бірақ ол механикалық күшті қажет ететін үлкен, ауыр компоненттер үшін жақсы жұмыс істемейді.
Дәл осы жерде THT кіреді. Ол мықтап бекітілу керек қосқыштар, катушкалар немесе қуат бөліктері үшін тамаша. Құрамдас бөліктер тақтадан өтіп, екінші жағынан дәнекерленген. Бұл ұзағырақ уақыт алады және қымбатырақ, әсіресе қолмен орындалғанда, бірақ күшті физикалық қолдауды ұсынады.
Аралас технология екеуін де пайдаланады. Бұл тақталарда шағын логикалық чиптер мен үлкен қуат бөліктері бар заманауи дизайндарда жиі кездеседі. Егер дұрыс жоспарланса, екі әдіс бірге жұмыс істейді. SMT бөліктерін алдымен қайта өңдеу арқылы орналастырыңыз, содан кейін THT бөліктерін қосыңыз және толқынды дәнекерлеуді орындаңыз немесе саны аз болса, қолмен дәнекерлеуді пайдаланыңыз.
Мәселелерді болдырмау үшін дизайнерлер бөліктерді бір-бірінен бөліп, саңылаулардың жанында тығыз қашықтықты болдырмауы және дұрыс құрастыру ретін сақтауы керек. Бұл құрылымды тегіс етеді және қымбат қайта өңдеуді азайтады.
ПХД жинағының жалпы ақаулары және оларды болдырмау жолдары
Тіпті ең озық құрастыру желілері де қиындықтарға тап болуы мүмкін. ПХД жинағының ең көп кездесетін ақауларын білу мәселелерді ерте анықтауға және ысырап болған тақталарды болдырмауға көмектеседі. Міне, олар жиі пайда болады.
Суық дәнекерлеу қосылыстары
Бұл дәнекер толығымен ерімейтін немесе байланыспаған кезде орын алады. Ол түтіккен немесе түйіршіктелген болып көрінеді және әлсіз немесе сенімсіз электр қосылымдарын тудырады. Бұл әдетте қайта ағын немесе толқынды дәнекерлеу кезінде нашар қыздырудан туындайды. Бұған жол бермеу үшін температура профильдерін тексеріңіз және пештің дұрыс калибрленгеніне көз жеткізіңіз.
Қабырға тас қою
Қабырға тас қою өз атауын резисторлар сияқты кішкентай бөлшектердің қабір тасы сияқты бір шетінде тұруынан алады. Компоненттің бір жағы біркелкі емес қыздыру немесе дәнекерлеуден тым көп беттік керілу салдарынан төсемнен көтеріледі. Паста біркелкі емес жағылған кезде бұл кішкентай чиптерде жиі кездеседі. Жақсы трафарет дизайны және қайта ағынды басқару оны болдырмауға көмектеседі.
Дәнекерлеу көпірі
Дәнекерлеу қосылмайтын екі төсемді қосқанда, ол көпір жасайды. Бұл қысқа тұйықталуды тудыруы мүмкін. Тым көп дәнекерлеу пастасы немесе орналастыру кезінде нашар туралау жиі кездесетін себептер болып табылады. AOI машиналарын пайдалану және трафарет қалыңдығын реттеу бұл тәуекелді азайтуы мүмкін.
Дұрыс емес құрамдас бөліктер
Орналастыру немесе қайта жіберу кезінде құрамдас ауысса, ол мүлдем қосылмауы мүмкін. Машиналар жақсы калибрленген болуы керек және дәнекерлеу оларды құлыптағанша бөлшектерді орнында ұстау үшін паста біркелкі қолданылуы керек.
Қорытынды
ПХД құрастыру процесі дизайнды тексеруден және құрамдас бөліктерді орналастырудан бастап дәнекерлеуге және соңғы сынаққа дейін бірнеше қадамдарды қамтиды. Әрбір кезең — SMT, THT немесе аралас — егжей-тегжейге және дәлдікке назар аударуды талап етеді. Дұрыс әдісті таңдау, жиі тексеру және таза құрастыруды қамтамасыз ету қымбатқа түсетін мәселелердің алдын алуға көмектеседі. Күрделі жобалар үшін әрбір ПХД күтілгендей жұмыс істейтінін қамтамасыз ететін технология мен сапа стандарттарын түсінетін мамандармен жұмыс істеу әрқашан ақылды. сияқты компаниямыздың қолдау көрсететін өнімдерін тексеруге қош келдіңіз ПХД тегістеу щеткалы машина, Ультракүлгін сәулемен кептіруге арналған жабдық.
Жиі қойылатын сұрақтар
PCB мен PCBA арасындағы айырмашылық неде?
ПХД ешқандай құрамдас бөлігі жоқ жалаң басылған схемаға жатады. PCBA тақтаның барлық құрамдас бөліктері жиналғанын және пайдалануға дайын екенін білдіреді.
Неліктен PCB құрастыруында SMT және THT екеуі де қолданылады?
SMT шағын, жеңіл компоненттер үшін тамаша. THT күшті механикалық қолдауды қажет ететін бөлшектер үшін жақсы. Көптеген тақталар екі әдісті де пайдаланады.
Қайта ағынды дәнекерлеудің мақсаты қандай?
Қайта ағынды дәнекерлеу дәнекерлеу пастасын ерітеді, осылайша ол компоненттерді тақтаға байланыстырады. Бұл беткі құрылғыларды бекітудің кілті.
Көпір сияқты дәнекерлеу ақауларын қалай болдырмауға болады?
Трафареттің дұрыс қалыңдығын пайдаланыңыз, пастаны мұқият қолданыңыз және ақауларды ерте анықтау үшін AOI сияқты жүйелі тексерулерді орындаңыз.
Бір ПХД екі жағында да құрамдас бөліктерге ие бола ала ма?
Иә, екі жақты тақталар жиі кездеседі. Әрбір жағы бөлек жиналады және дәнекерленеді, көбінесе қарапайым жақтан басталады.
