PCBA (Printed Circuit Board Assembly) ist das Herzstück moderner elektronischer Geräte. Alle kompakten, effizienten und zuverlässigen elektronischen Produkte, die wir heute verwenden, basieren darauf. Da manche Einsteiger jedoch nicht viel über PCBA wissen, haben wir uns entschlossen, einen Artikel wie diesen zu schreiben, um PCBA umfassend vorzustellen, einschließlich seiner Typen, seines Herstellungsprozesses, seiner Testmethoden usw. Beginnen wir mit der Definition.
Was ist PCBA?
PCBA bezeichnet die fertige Platine, nachdem alle elektronischen Komponenten auf eine Leiterplatte (PCB) gelötet wurden. Der Prozess der Komponentenmontage auf der Leiterplatte wird als PCB-Montage bezeichnet und spielt bei der Herstellung elektronischer Geräte eine wichtige Rolle. Der Hauptzweck einer PCBA besteht darin, als Plattform zu fungieren, die das harmonische Zusammenspiel der notwendigen elektronischen Komponenten unterstützt, um die beabsichtigten Funktionen des elektronischen Geräts zu erreichen.
Arten von PCBAs
Entsprechend der Montagetechnik können wir PCBAs in drei Typen unterteilen: SMT-PCBAs, durchkontaktierte PCBAs und PCBAs mit gemischter Technologie.
SMT-PCBA
SMT PCBAs, wie der Name schon sagt, verwenden Oberflächenmontage-Technologie Dabei werden die Komponenten direkt auf der Leiterplatte montiert und durch Reflow-Löten mit den Leiterbahnen verbunden. SMT-Komponenten sind vergleichsweise klein und können beidseitig auf der Leiterplatte montiert werden, um kompakte Designs zu erzielen. PCBAs mit oberflächenmontierten Bauteilen werden aufgrund ihrer verbesserten Leistung und Platzersparnis in den meisten elektronischen Produkten eingesetzt. Die BGA-Montage ist besonders wichtig für hochdichte Verbindungen in Anwendungen wie Prozessoren und Speicherchips.
Durchsteckmontierte PCBAs
Bestückte Leiterplatten (PCBAs) sind Leiterplatten, auf denen elektronische Komponenten mittels Durchsteckmontage montiert werden. Bei dieser Montagemethode werden die Anschlüsse der Komponenten durch Bohrungen in der Leiterplatte geführt und auf der anderen Seite verlötet. Diese Montagetechnik bietet Vorteile wie verbesserte mechanische Verbindungen und schnelles Prototyping. Sie eignen sich jedoch nicht für kleine und dichte Leiterplattendesigns, da Durchgangslochkomponenten sind relativ größer als die Aufputzgeräte (SMD).
Leiterplattenbestückung mit gemischter Technologie
Bei der Leiterplattenmontage mit gemischter Technologie werden bedrahtete und oberflächenmontierte Komponenten auf derselben Platine verwendet. Diese Art von PCBA nutzt die Vorteile sowohl der Bedrahtungs- als auch der Oberflächenmontage. Sie wird üblicherweise dort eingesetzt, wo das Design mechanisch sichere Bedrahtungsverbindungen und dichte Oberflächenmontagetechnik erfordert.
Unterschiede zwischen PCBA und PCB
PCB und PCBA sind zwei Begriffe, die sich sehr ähnlich sehen und Anfänger in der Elektronikbranche oft verwirren. Was ist also der Unterschied zwischen PCB und PCBA?
Eine Leiterplatte dient als grundlegende Plattform. Sie besteht aus dem nichtleitenden Substrat und den Leiterbahnen, die verschiedene Komponenten elektrisch verbinden, jedoch ohne angeschlossene elektronische Komponenten. Im Wesentlichen handelt es sich um eine leere Platine, die auf die Bestückung mit Komponenten wartet. PCBA hingegen stellt den nächsten Schritt im Herstellungsprozess dar, bei dem elektronische Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und integrierte Schaltkreise (ICs) werden auf die Leiterplatte gelötet, wodurch diese zu einer vollständig montierten und funktionsfähigen Leiterplatte wird, die für den Einsatz in elektronischen Geräten bereit ist.
Nachfolgend haben wir eine Tabelle aufgeführt, in der die wichtigsten Unterschiede zwischen PCB und PCBA aufgeführt sind:
| Merkmal | PCB | PCBA |
| Definition | Unbestückte Platine mit Leiterbahnen | Fertige Platine mit Bauteilen |
| Komponenten | Keine Komponenten angeschlossen | Auf die Platine gelötete Komponenten |
| Funktionalität | Kann nicht alleine funktionieren | Bereit für den Einsatz in elektronischen Geräten |
| Komplexität | Einfacher | Komplexer |
| Kosten | Senken | Höher (einschließlich Komponenten und Montage) |
| Testen | Grundlegende elektrische Tests | Funktions- und Qualitätstests |
| Zeit zu produzieren | Kürzere | Länger (inkl. Montagezeit) |
PCBA-Prozess: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung
Der PCBA-Prozess umfasst mehrere entscheidende Schritte zur Montage einer funktionsfähigen Leiterplatte:
- Lötpasten-Schablonenverfahren: Der Prozess beginnt mit dem Auftragen von Lötpaste auf bestimmte Bereiche der Leiterplatte, auf denen die Komponenten verlötet werden. Diese Paste besteht hauptsächlich aus Zinnkugeln, enthält aber auch etwas Silber und Kupfer sowie Flussmittel, das das Schmelzen und Fixieren der Paste auf der Leiterplatte unterstützt.
- Pick and Place: Elektronische Komponenten und SMDs werden mithilfe einer manuellen Pinzette und manchmal auch mithilfe von Maschinen auf der Platine platziert, um die Komponenten an der richtigen Position zu platzieren.
- Reflow-Löten: Während der Reflow-Lötenwird die Platine einem Förderband des Ofens ausgesetzt, der bis zu 250 °C erreichen kann, wo die Lötpaste schmilzt und beim Abkühlen die Komponenten auf der Platine festigt.
- Inspektion und Qualitätskontrolle: Nach dem Reflow-Löten wird eine Inspektion durchgeführt, um festzustellen, ob Verbindungsfehler oder Fehlverbindungen vorliegen. Außerdem wird sichergestellt, dass alle Leitungen gut und fest auf der Platine verlötet sind.
- Einfügen von bedrahteten Bauteilen: Einige Leiterplatten benötigen auch bedrahtete Bauteile. Diese Bauteile benötigen Löcher in der Leiterplatte, um Signale von einer Schicht zur anderen zu übertragen. Dieser Schritt kann manuell und maschinell durchgeführt werden.
- Hand- und Wellenlöten: Handlöten wird für die Bestückung einzelner PTH-Bauteile verwendet, ein zeitaufwändiger Prozess. Eine weitere Methode ist das Wellenlöten, bei dem die Platine über das geschmolzene Lot geführt und die Bauteile fixiert werden. Allerdings ist das Wellenlöten für doppelseitige Leiterplatten nicht geeignet.
Weiter lesen: Wellenlöten vs. Reflow-Löten: Was ist der Unterschied? - Prüfung und Endkontrolle: Der letzte Schritt umfasst eine strenge Funktionsprüfung, bei der ein Produkt unter realen Betriebsbedingungen getestet wird: verschiedene Optionen für Spannung, Signale, Stromstärke usw., um eventuell auftretende Probleme zu identifizieren.
Beliebte PCBA-Testmethoden
- In-Circuit-Test (ICT): Hierbei handelt es sich um eine häufig verwendete Testtechnik, bei der ein Nagelbett mit mehreren Kontaktpunkten verwendet wird, um mehrere Punkte auf der Platine gleichzeitig zu berühren. Diese Technik umfasst die Identifizierung des Vorhandenseins, der Ausrichtung und der grundlegenden Funktionen einzelner Komponenten. Obwohl ICT im Vergleich zu anderen Verfahren schnell und effizient ist, erfordert es die Verwendung maßgeschneiderter Vorrichtungen für jedes Platinenlayout.
- Flying Probe Testing (FPT): In ftp-ErweiterungDie Sonden werden beweglich eingesetzt, um verschiedene Punkte auf der Platine zu testen. Im Vergleich zu ICT ist es flexibler, da keine speziellen Vorrichtungen erforderlich sind. Dennoch ist FPT bei Massentests relativ langsamer als ICT.
- Automatische optische Inspektion (AOI): Hierbei handelt es sich um ein Gerätesystem, das mithilfe einer hochauflösenden Kamera und eines Bildprozessors nach Defekten auf der Leiterplatte sucht, beispielsweise nach fehlenden Komponenten, falscher Komponentenplatzierung und Lötproblemen. AOI ist eine effiziente und berührungslose Inspektion, bei der jedoch manchmal interne oder versteckte Mängel übersehen werden.
- Automatisierte Röntgeninspektion (AXI): Bei dieser Prüfmethode werden Röntgenstrahlen eingesetzt, um das Innere von Bauteilen und Lötstellen zu prüfen. Diese Methode eignet sich besonders zur Beurteilung von BGAs (Ball Grid Arrays) und anderen verdeckten Verbindungen. AXI ist zwar teurer als AOI, bietet aber ein deutlich breiteres Prüfspektrum.
- Funktionstests (FCT): Sie werden durchgeführt, um die Funktionalität der Platine durch Simulation der tatsächlichen Betriebsumgebung zu bewerten. FCT kann ein sehr zeitaufwändiger Prozess sein, der mit spezieller Testausrüstung durchgeführt werden muss. Dennoch ist er notwendig, um sicherzustellen, dass die Platine wie vorgesehen funktioniert.
Wie wählt man den besten PCBA-Hersteller aus?
Die Wahl des besten PCBA-Herstellers ist entscheidend für die Qualität und Zuverlässigkeit der Produkte. Nachfolgend finden Sie wichtige Faktoren, die Sie bei der Suche nach Ihrem PCBA-Fertigungspartner berücksichtigen sollten:
- Qualitätssicherung
Die Qualität steht immer im Vordergrund. Bei der Auswahl eines PCBA-Herstellers müssen wir berücksichtigen, ob er den Standard erfüllt, eine Zertifizierung wie ISO 9001 besitzt und über ein strenges Qualitätskontrollsystem verfügt.
- Technische Kompetenz
Um an Ihrem Projekt arbeiten zu können, muss ein PCBA-Hersteller in der Lage sein, die Spezifikationen Ihres Projekts zu erfüllen. Dies umfasst seine Kompetenz im Umgang mit verschiedenen PCBA-Technologien wie Durchsteck- und Oberflächenmontage, seine Fähigkeit, mit den verschiedenen Komponenten und Materialien umzugehen, sowie seine Fertigungskapazitäten.
- AnzeigenPreise
Obwohl Qualität entscheidend ist, darf der Kostenfaktor bei der Herstellung von PCBA nicht außer Acht gelassen werden. Für uns ist es immer ideal, mit einem PCBA-Hersteller zusammenzuarbeiten, der gleichzeitig günstige Preise und hochwertige Produkte bietet.
- Produktionszeitplan
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Produktionszeit der PCBA. Daher ist es wichtig, einen Hersteller zu wählen, der innerhalb Ihres Zeitrahmens hochwertige Leiterplatten liefern kann.
Arbeiten Sie mit MOKO Technology für den Erfolg Ihres PCBA-Projekts
Als führender PCBA-Hersteller in China ist MOKO Technology bestrebt, hochwertige Leiterplatten zu wettbewerbsfähigen Preisen zu liefern, mit einem Bekenntnis zur Transparenz und ohne versteckte Gebühren. Wir beherrschen verschiedene PCB-Montagetechnologien und unsere hochmoderne Anlage ist auf die vielfältigen Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten. Wir verfügen über einen strengen Qualitätskontrollprozess, um die Qualität jedes Produkts sicherzustellen. Kontaktieren Sie uns um Ihr Projekt jetzt zu starten!
Häufig gestellte Fragen zur Leiterplattenbestückung
Welche Faktoren beeinflussen die PCBA-Kosten?
Wichtige Faktoren, die die PCBA-Kosten beeinflussen, sind die Größe der Platine, die Anzahl der Lagen, die Komplexität, die Anzahl der Komponenten, das Produktionsvolumen, die Art der durchzuführenden Tests und die benötigte Zeit. Höhere Komplexität und kürzere Durchlaufzeiten führen in der Regel zu höheren Kosten.
Was ist der Unterschied zwischen SMT und Durchsteckmontage?
Bei der SMT-Technik werden Bauteile auf der Leiterplattenoberfläche platziert, während bei der Durchsteckmontage die Bauteile durch Bohrungen in der Leiterplatte eingesetzt und auf der Rückseite verlötet werden. SMT ermöglicht eine höhere Bauteildichte und wird in modernen PCBAs häufiger eingesetzt.
Kann ich sowohl durchkontaktierte als auch oberflächenmontierte Komponenten auf derselben PCBA verwenden?
Ja, bedrahtete und oberflächenmontierte Komponenten können auf derselben PCBA verwendet werden. Auf diese Weise profitiert die PCBA von der starken mechanischen Festigkeit der bedrahteten Komponenten und der hohen Dichte der Oberflächenmontagetechnologie.
Was sind häufige PCBA-Defekte?
Zu den häufigsten Defekten zählen Lötbrücken, kalte oder trockene Lötstellen, eine falsche Bauteilposition, fehlende Bauteile, falsche Polarität und durch Hitze beim Löten beschädigte Bauteile.
Wie stellt die MOKO-Technologie die Qualität der Leiterplattenbestückung sicher?
Die Qualitätskontrolle der PCBA von MOKO Technology beginnt mit sorgfältigen Designs. Außerdem verfügen wir über einen standardisierten Produktionsprozess und implementieren eine Reihe von Testmethoden, um die höchste Qualität jeder Platine sicherzustellen.
Können PCBAs repariert werden, wenn sie ausfallen?
In den meisten Fällen können sie repariert werden. Einige stark beschädigte Leiterplatten sind jedoch nicht reparierbar. In der Regel umfasst die Reparatur von Leiterplatten den Austausch von Komponenten und die Behebung von Lötproblemen oder beschädigten Leiterbahnen.
