In cosa consiste la produzione di PCBA?
La produzione di PCBA, abbreviazione di "Printed Circuit Board Assembly Manufacturing", comprende il complesso processo di posizionamento meticoloso dei componenti elettronici su un circuito stampato (PCB) per culminare in un assemblaggio di circuiti stampati completamente operativo. L'esecuzione con successo del PCBA Il processo richiede una gestione adeguata delle catene di fornitura dei componenti, un funzionamento efficiente delle linee di produzione PCBA, rigorose misure di controllo della qualità e procedure di collaudo complete.
La differenza tra PCBA e PCB
Prima di spiegare il processo di assemblaggio del PCB, cerchiamo di capire questi due termini comuni: PCBA e PCB. Un PCB costituisce la base di un dispositivo elettronico. È una scheda nuda in fibra di vetro o altro materiale che fornisce il cablaggio tra i componenti. Da solo, un PCB non svolge alcuna funzione. È come una tela bianca in attesa di prendere vita. Un PCBA è ciò che si ottiene quando tutti i componenti necessari vengono saldati sul PCB. Questo trasforma quella tabula rasa in un circuito stampato completamente funzionante e pronto all'uso.
Produzione PCBA Processo
Fase 1: Pasta saldante
Nella prima fase, si applica una pasta saldante su determinate aree della scheda in cui devono essere montati i componenti elettronici. La pasta saldante è composta da diverse piccole sfere di metallo, principalmente stagno (circa il 96.5%) e altri metalli, tra cui argento e rame. Inoltre, la pasta saldante deve essere miscelata con il flussante in modo che possa fondersi e aderire alla scheda. Per applicare la pasta saldante nelle aree precise e nelle quantità corrette, i produttori di PCBA utilizzano solitamente dispositivi meccanici per fissare i circuiti stampati e lo stencil di saldatura. Quindi, si utilizza l'applicatore per applicare la giusta quantità di pasta saldante nell'area desiderata e, una volta rimosso lo stencil, la pasta saldante si trova nel punto giusto.
Fase 2: Scegli e posiziona
Dopo aver aggiunto correttamente la pasta saldante, la scheda deve essere sottoposta a un processo di pick and place. I componenti a montaggio superficiale vengono prelevati da una bobina e posizionati nelle aree desiderate della scheda. La pasta saldante ha una forza adesiva sufficiente a mantenere questi componenti in posizione. Questo processo può essere eseguito manualmente o automaticamente, sebbene la maggior parte dei produttori preferisca attualmente quest'ultima opzione, poiché l'intero processo viene eseguito da una macchina, migliorando sia la precisione che l'efficienza produttiva. Inoltre, il pick and place automatico garantisce la coerenza del PCBA da un lotto all'altro.
Fase 3: Saldatura a riflusso
Dopo aver posizionato i componenti a montaggio superficiale nella scheda, i produttori di PCBA eseguono saldatura a rifusione per solidificare la pasta saldante, che collega saldamente i componenti alla scheda. Come funziona? Innanzitutto, la scheda viene trasferita su un nastro trasportatore che passa attraverso un grande forno di rifusione. Il forno contiene diversi riscaldatori che riscaldano le schede a una temperatura di circa 250 gradi Celsius finché la lega saldante non si trasforma in pasta saldante. Successivamente, la scheda passa attraverso una serie di raffreddatori che raffreddano la pasta saldante fusa per creare una giunzione saldata permanente, consentendo ai componenti a montaggio superficiale di essere assemblati saldamente sulla scheda.
Fase 4: Ispezione
È possibile che i circuiti stampati presentino problemi come scarsa qualità di connessione o cortocircuiti dopo la saldatura a rifusione. Pertanto, in questa fase, i produttori applicano diversi metodi per ispezionare il PCBA e testarne la funzionalità. Di seguito sono elencati due metodi di test per il PCBA:
Ispezione ottica: rispetto all'ispezione manuale, l'ispezione ottica automatica è più adatta all'ispezione di grandi quantità di ordini di PCBA, in quanto può individuare difetti ed errori nella scheda con elevata precisione e velocità. Durante il processo di ispezione ottica, un macchinario ottico automatico svolge un ruolo importante, essendo dotato di telecamere ad alta potenza in grado di ispezionare le connessioni da diverse angolazioni. Inoltre, il macchinario può ispezionare la qualità delle connessioni analizzando le diverse intensità luminose riflesse dalle saldature.
Ispezione a raggi X: quando si tratta di circuiti stampati complessi e stratificati, Ispezione a raggi X. È la scelta perfetta che utilizza i raggi X per ispezionare i PCB. Utilizzando i raggi X, possiamo vedere attraverso gli strati e individuare tutti gli errori sulla scheda, compresi i problemi nello strato inferiore.
Queste due ispezioni vengono eseguite prima del test funzionale finale, che ha lo scopo di confermare che la scheda sia completamente funzionante.
Fase 5: Componenti passanti placcati
Diversi tipi di PCBA richiedono l'utilizzo di componenti elettronici diversi, oltre ai componenti a montaggio superficiale, Componenti PTH (Plated Through Hole) Sono ampiamente utilizzati anche i processi di saldatura PTH. Durante l'assemblaggio PTH, vengono praticati dei fori nella scheda in modo che i componenti sulla scheda possano trasmettere i segnali da un lato all'altro del circuito stampato. Esistono due tipi di processi di saldatura PTH:
Saldatura manuale: durante questo processo, tutti i componenti vengono inseriti manualmente nella scheda. Funziona così: una persona è responsabile dell'inserimento di un tipo di componente nell'area desiderata, poi la scheda viene trasferita a un'altra postazione di lavoro, un'altra persona inserisce un altro tipo di componente e ci saranno diverse postazioni per svolgere diverse attività di inserimento dei componenti fino a quando ogni foro non viene riempito con il componente corretto.
Saldatura ad onda: È un altro processo di saldatura popolare per assemblaggi di circuiti stampati passantiQuando i componenti PTH vengono posizionati sulla scheda, quest'ultima viene trasferita tramite un trasportatore che attraversa un'onda o una cascata di saldatura pompata. La saldatura ricopre le aree metalliche esposte della scheda per creare buone connessioni meccaniche ed elettriche.
Fase 6: Test funzionale
L'ultimo passaggio nella produzione di un PCBA è l'ispezione finale di tutti i PCBA, ovvero il test funzionale. Durante questo test, il PCBA viene testato nelle stesse condizioni in cui funzionerà il circuito. I segnali simulati e i segnali di alimentazione vengono fatti passare attraverso il PCBA per testare le caratteristiche elettriche della scheda. Se le fluttuazioni di queste caratteristiche superano l'intervallo consentito, la scheda non supera il test.
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