Che cos'è l'assemblaggio PCB?
L'assemblaggio PCB si riferisce al processo di assemblaggio di tutti i componenti elettronici come i resistori, transistor, diodi, eccetera. su una scheda a circuito stampato, e il metodo di assemblaggio può essere manuale o meccanico. Le persone spesso confondono l'assemblaggio di PCB con la produzione di PCB, implicano processi completamente diversi. Per quanto riguarda la produzione di PCB, coinvolge una gamma molto ampia di processi tra cui progettazione e prototipazione, mentre l'assemblaggio del circuito stampato inizia dopo la fabbricazione del PCB ed è tutta una questione di posizionamento dei componenti.
3 Tipi di tecnologie di assemblaggio PCB
Il progresso delle tecnologie elettroniche ha portato più possibilità per l'assemblaggio di PCB. Ora ci sono tre tecnologie di assemblaggio comunemente usate, uno è SMT ( Tecnologia a montaggio superficiale), il secondo è THT(Tecnologia Thru-Hole), e il terzo è una combinazione dei primi due.
Tecnologia a montaggio superficiale
Assemblaggio SMT è assemblato principalmente saldando dispositivi a montaggio superficiale (SMD) sul PCB. Poiché il pacchetto standard di componenti SMD è piccolo, l'intero processo deve essere attentamente controllato per garantire l'elevata precisione e la corretta temperatura dei giunti di saldatura. per fortuna, SMT è una tecnologia di assemblaggio completamente automatizzata che preleva automaticamente i singoli componenti e li posiziona sul PCB con estrema precisione.
Tecnologia Thru-Hole
THT è una tecnologia di assemblaggio PCB più tradizionale in cui l'installatore inserisce componenti elettronici come condensatori, bobine, e grandi resistori e induttori nel circuito stampato attraverso i fori. Rispetto a SMT, il montaggio a foro passante consente l'assemblaggio di componenti di grandi dimensioni, e fornisce un legame meccanico più forte, che è anche più adatto per test e prototipazione. altro Assemblaggio PCB THT>>
Tecnologia di assemblaggio PCB mista
I prodotti elettronici tendono ad essere progettati per essere di dimensioni inferiori e avere più funzioni, ponendo quindi requisiti più elevati sull'assemblaggio dei circuiti stampati. Le persone hanno bisogno di assemblare circuiti altamente complessi in uno spazio limitato, è difficile ottenere l'effetto desiderato usando solo SMD o PTH, dobbiamo combinare la tecnologia SMT e THT. Quando si utilizza la tecnologia mista di assemblaggio di circuiti stampati, devono essere apportate le opportune regolazioni per semplificare la saldatura e il montaggio.
Processo di assemblaggio PCB
Passo 1: Stencil per pasta saldante
Nella prima fase, la pasta saldante verrebbe applicata alla scheda. La pasta saldante è grigia ed è composta da minuscole palline di metallo composte da 96.5% credere, 3% argento, e 0.5% rame, assicurati di usarlo in una quantità controllata e assicurati che sia applicato nella posizione esatta. In una linea di assemblaggio PCB, i circuiti stampati e gli stampini di saldatura sono trattenuti da morsetti meccanici e la quantità esatta di pasta saldante viene applicata alle aree desiderate. La macchina applicherà l'impasto liquido allo stampino fino a coprire uniformemente ogni area aperta. Finalmente, quando rimuoviamo lo stencil possiamo vedere che la pasta saldante rimane al posto giusto.
Passo 2: Scegli e posiziona
Nella seconda fase, dobbiamo utilizzare la macchina pick and place in grado di posizionare automaticamente i componenti a montaggio superficiale sui circuiti stampati. Attualmente, I componenti SMD sono ampiamente utilizzati su tipi di PCB, che può essere assemblato con alta efficienza. Nel passato, pick and place vengono applicati manualmente, e l'assemblatore deve prestare molta attenzione durante il processo per assicurarsi che tutti i componenti siano posizionati nella giusta posizione. Mentre il pick and place automatico è gestito da robot che possono funzionare 24/7 senza fatica, ha migliorato la produttività e ridotto in larga misura gli errori. La macchina preleva i circuiti stampati con la sua presa a vuoto e poi li sposta alla stazione di prelievo e posizionamento. Il robot posiziona quindi il PCB sulla stazione, e i componenti SMD verrebbero posizionati sopra la pasta saldante nelle posizioni intenzionali.
Passo 3: Saldatura a riflusso
Dopo il pick and place, l'assieme PCB passerebbe al processo di saldatura a rifusione. I circuiti stampati verrebbero trasferiti a un grande forno di rifusione attraverso il nastro trasportatore. Il forno riscalderebbe i cinghiali ad alte temperature, normalmente circa 250 gradi centigradi, per sciogliere la saldatura nella pasta saldante. Quando il processo di riscaldamento è terminato, i circuiti verrebbero spostati attraverso il forno che consiste in una serie di riscaldatori più freddi, che aiuterebbe a raffreddare e solidificare la saldatura fusa. Durante la saldatura a rifusione, dovremmo prestare attenzione ad alcune schede speciali, prendendo PCB a due facce per esempio. Ciascun lato dei PCB a due lati deve essere stampato e saldato di nuovo separatamente, normalmente, il lato con meno componenti verrebbe saldato per primo, poi l'altro lato.
Passo 4: ispezione
I circuiti stampati assemblati devono essere testati per la funzionalità, il processo di riflusso può comportare una connessione scadente o addirittura una mancanza di connessione. Il movimento durante la saldatura a rifusione può anche causare cortocircuiti. così, l'ispezione è un passaggio fondamentale durante il processo di assemblaggio. Esistono diversi metodi per controllare gli errori, e quelli comunemente usati sono i controlli manuali, ispezione a raggi X, e ispezione ottica automatica. Ispezioni periodiche possono essere eseguite dopo la saldatura di rifusione, in questo modo è possibile identificare eventuali problemi finché l'assemblaggio della scheda del circuito non passa al processo successivo. Tale ispezione può aiutare i produttori a risparmiare molti soldi perché prima rilevano un problema, prima si risolverà senza perdere tempo, risorse umane, e materiali.
Passo 5: Inserimento di componenti a foro passante
A parte i componenti SMD, alcuni circuiti stampati potrebbero dover essere assemblati con altri tipi di componenti come componenti a foro passante o PTH. Quindi come assemblare questi componenti? Bene, ci sono fori placcati nei circuiti stampati, che forniscono l'accesso ai componenti PCB per trasferire segnali da un lato all'altro lato della scheda. così, la pasta saldante è praticabile in questo caso, quindi è necessario utilizzare altri metodi di saldatura per inserire componenti PTH come la saldatura manuale e la saldatura ad onda.
Passo 6: Test funzionale
Nell'ultimo passaggio, l'ispezione finale verrà eseguita per testare la funzionalità del PCBA, chiamiamo questo processo a “test funzionale”. Questo test simulerà il normale funzionamento del PCB, e monitorare le caratteristiche elettriche del PCB quando l'alimentazione e il segnale analogico passano attraverso il PCB per giudicare se il PCBA è qualificato.
Suggerimenti eseguire Assemblaggio PCB Meglio
Dopo aver spiegato il processo dettagliato di assemblaggio del circuito stampato, ora vorremmo offrire alcuni suggerimenti che possono migliorare la qualità del PCBA.
- Dimensione del componente
È di grande importanza selezionare la dimensione corretta del pacchetto per ciascun componente sulle schede durante il periodo di progettazione del PCB, parlando in generale, suggeriamo di scegliere pacchetti più grandi. La scelta di package più piccoli può comportare potenziali problemi durante la fase di assemblaggio della scheda, che richiederebbe molto tempo per modificare il circuito. Mentre per alcune modifiche complicate come lo smontaggio e la saldatura dei componenti, rimontare l'intero circuito è molto più semplice.
- Impronta del componente
L'ingombro dei componenti è un'altra considerazione chiave dell'assemblaggio PCB. Ogni impronta deve essere creata esattamente in base al modello del terreno specificato nella scheda tecnica di ciascun componente integrato. Molti problemi possono derivare da un'impronta errata, come causare un calore non uniforme applicato al componente integrato durante il processo di saldatura, facendolo aderire solo a un lato del PCB invece che su entrambi i lati. Inoltre, componenti SMD passivi come resistori, condensatori, e anche gli induttori sarebbero interessati principalmente a causa di dimensioni errate del modello del terreno associato al componente, e diversa grandezza delle piste collegate ai due pad del componente, o la larghezza della carreggiata è troppo ampia.
- Spaziatura tra i componenti
Il surriscaldamento causato da uno spazio insufficiente tra i componenti è una delle principali cause di guasto del PCB, e questo problema è più pronunciato in alcuni circuiti molto complessi. Posizionare un componente troppo vicino a un altro può causare una serie di problemi, il più grave dei quali può portare alla riprogettazione e alla rifabbricazione del PCB, che è un processo che richiede tempo che aggiunge costi inutili. Quando applichiamo macchine automatizzate di assemblaggio e test, è importante assicurarsi che ogni componente sia tenuto lontano dalle parti meccaniche, il bordo della tavola, e tutti gli altri componenti. Una distanza troppo ridotta tra i componenti oi componenti ruotati in modo errato possono causare problemi durante il processo di saldatura ad onda. Per esempio, se una componente maggiore precede una componente di altezza minore lungo il percorso percorso dall'onda, la saldatura si indebolirà.
- Distinta base aggiornata
Sia per la progettazione di PCB che per i processi di assemblaggio, è fondamentale assicurarsi che la distinta base(BUONA) è sempre aggiornato. Eventuali errori o imprecisioni della distinta base possono portare grossi problemi, che potrebbe rimandare l'intera fase di assemblaggio poiché i produttori devono dedicare molto tempo a capire e risolvere il problema. Per garantire l'accuratezza e la validità della distinta base, ogni volta che aggiorni il design del tuo PCB, è necessario rivedere la distinta base in modo completo e accurato. Per esempio, se c'è un nuovo componente viene aggiunto a un progetto esistente, quindi è necessario assicurarsi che la distinta base sia aggiornata di conseguenza.
- Uso di fiducial
Fiduciali sono forme arrotondate di rame, svolgerebbero il ruolo di punti di riferimento per le macchine di assemblaggio pick and place. Usando i fiducial, le apparecchiature automatizzate possono identificare l'orientamento della scheda e assemblare componenti a montaggio superficiale a passo fine. I fiduciali possono essere divisi in due classi che sono fiducial globali e fiducial locali. I fiducial globali vengono utilizzati per posizionare sul bordo dei circuiti stampati in modo che l'orientamento della scheda nel piano X-Y possa essere rilevato da macchine pick and place. Quanto ai fiduciali locali, sono posizionati vicino agli angoli dei componenti SMD quadrati, che consente alle macchine pick and place di localizzare accuratamente l'impronta di un componente che può aiutare a ridurre gli errori di posizionamento durante l'assemblaggio del PCB. In una parola, i fiducial sono molto importanti per l'assemblaggio di PCB, soprattutto quando ci sono molti componenti coinvolti sulla scheda che non sono distanti tra loro.
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