Processo e servizi di assemblaggio di PCB
Assemblaggio di PCB SMT
Assemblaggio di PCB a foro passante
Assemblaggio di PCB BGA
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Dopo che tutti i componenti elettronici sono stati saldati e montati su una scheda a circuito stampato, la scheda completata viene chiamata "assemblaggio di schede a circuito stampato" e generalmente abbreviata in PCBA. In una procedura nota come "assemblaggio di circuiti stampati" o "PCBA", i componenti vengono applicati ai circuiti stampati mediante il processo di saldatura. I componenti, un substrato formato da fibra di vetro, uno strato di rame che produce le tracce, i fori in cui possono essere inseriti i componenti e gli strati che possono essere interni o esterni, costituiscono il PCBA completo.
In questo post, imparerete a conoscere le conoscenze di base dell'assemblaggio di PCB, il processo di assemblaggio di PCB, le diverse tecnologie e i metodi di assemblaggio. SMT e THT, il PCBA negli Stati Uniti rispetto al PCBA in Cina e il produttore consigliato che offre servizi eccellenti di PCBA, ELEPCB.
Conoscenza di base dell'assemblaggio di PCB
Per comprendere meglio il processo di assemblaggio dei circuiti stampati, è necessario innanzitutto capire l'unità di base del circuito stampato: la base. La base del PCB è composta da diversi strati, come questi:
- Substrato: I substrati più comuni utilizzati come strato isolante tra due strati di rame conduttivo sono le resine della serie fluoro, le resine di polifenilene (PPO) o ossido di polifenilene (PPE) e le resine epossidiche modificate, i substrati dielettrici della serie fluoro, il politetrafluoroetilene (PTFE) e così via.
- Rame: Per migliorare la resistenza termica e la capacità di trasporto di corrente del PCB, viene aggiunto un sottile strato di lamina di rame.
- Resistenze a saldare: Di solito, per isolare i fili di rame da altri materiali conduttivi si utilizza una resistenza di saldatura verde.
- Stampa serigrafica: La finale strato del PCB è serigrafato, il che contribuisce a fornire indicatori di testo per i componenti. Lo strato serigrafico aiuta a identificare punti di prova, numeri di parte, simboli di avvertimento, loghi e marchi del produttore.
Per tutti tipi di PCBGli strati di base descritti sopra sono quasi sempre gli stessi. L'unica differenza tra rigido, flessibileIl substrato utilizzato è quello dei PCB metalcore, a montaggio superficiale o a foro passante. Il produttore sceglie il substrato dopo aver preso in considerazione le caratteristiche di applicazione.
Processo di assemblaggio dei PCB
Stencil: Primo, pasta per saldare (minuscole particelle di pasta saldante mescolate con il flussante) viene applicata sulla scheda. La maggior parte dei produttori di PCB utilizza stencil (disponibili in una varietà di dimensioni, forme e misure per soddisfare le specifiche) per applicare la quantità precisa di pasta saldante alle porzioni specifiche della scheda.
Posizionamento dei componenti: Questa parte del processo di assemblaggio dei PCB è ora completamente automatizzata. Il prelievo e il posizionamento dei pezzi (ad esempio, gli assemblaggi a montaggio superficiale), che in precedenza avveniva manualmente, oggi è affidato a macchine robotizzate pick-and-place.
Processi di saldatura (Saldatura a onda o Saldatura a riflusso): Dopo aver applicato la pasta saldante e installato tutti i componenti a montaggio superficiale, la fase successiva consiste nel polimerizzare la pasta saldante nella posizione corretta. Questa è la fase di saldatura a riflusso del processo di assemblaggio dei PCB. Per fondere la pasta saldante, l'assemblaggio e i suoi componenti vengono fatti passare su un nastro trasportatore attraverso un forno a rifusione di livello industriale. Una volta terminata la fusione, l'assemblaggio passa attraverso il nastro trasportatore e viene esposto a una serie di raffreddatori. Alla fine la saldatura fusa si raffredda e si indurisce.
Ispezione e test dei PCB: Questa fase consente di rilevare connessioni di scarsa qualità, componenti non correttamente posizionati e cortocircuitinonché di eventuali difetti nascosti. È suddiviso in tre fasi: ispezione manuale, ispezione ottica automatica (AOI), e Ispezione a raggi X per garantire le prestazioni della scheda. Se si riscontrano errori, le schede vengono rispedite indietro per essere rilavorate.
Pulizia: Poiché la procedura di saldatura lascia una certa quantità di flusso sul PCB, i componenti devono essere puliti prima di consegnare la scheda finale al cliente. Dopo la pulizia, la scheda viene lasciata asciugare completamente con aria compressa. Infine, il consumatore può ispezionarla.
Tecnologie di montaggio dei PCB e relative fasi di assemblaggio
Nell'odierno settore dell'assemblaggio dei circuiti stampati vengono utilizzati i principali tipi di tecnologia di montaggio, entrambi offerti da ELEPCB.
Tecnologia a foro passante (THT) e fasi di montaggio
Il termine "tecnologia a foro passante" si riferisce a un metodo di costruzione di schede elettroniche che prevede l'inserimento di componenti con foro passante sul PCB attraverso fori praticati nelle schede. Questo metodo viene utilizzato per i circuiti stampati che devono essere costruiti e che contengono componenti di grandi dimensioni come condensatori e bobine.
Plated through Hole (PTH) è un altro nome per questi componenti. I conduttori di questi componenti sono progettati per passare attraverso il foro sul circuito stampato. Le tracce di rame consentono a questi fori di interfacciarsi con altri fori e con i circuiti stampati. vias sul PCB.
Esistono due tipi principali di saldatura utilizzati per THT componenti. Le fasi seguenti vengono eseguite su un PCBA basato sulla tecnologia thru-hole.
Saldatura manuale
La procedura di inserimento manuale dei componenti a foro passante è abbastanza semplice da capire. Nella maggior parte dei casi, a una singola persona che lavora in un'unica stazione viene assegnata la responsabilità di inserire un singolo componente in un particolare foro passante. PTH. Dopo aver completato il loro compito, il circuito stampato viene spostato alla stazione successiva, dove un altro individuo inizierà il processo di installazione di un altro componente. A seconda del numero di componenti PTH che devono essere posizionati durante un singolo ciclo di produzione di schede elettroniche, questa procedura può richiedere molto tempo.
Saldatura a onda
Saldatura a onda è un'alternativa automatizzata al metodo tradizionale di saldatura manuale. Dopo l'inserimento dei componenti PTH nel PCB con questa tecnica, la scheda viene posta su un nastro trasportatore e trasportata in un forno specializzato. A questo punto, un'onda calda di saldatura viene spruzzata sullo strato inferiore del PCB, dove si trovano i conduttori dei componenti. Tutti i pin vengono saldati contemporaneamente.
Ispezione finale
Dopo il completamento della fase di saldatura del processo PCBA, il PCB sarà sottoposto a un'ispezione finale in cui verrà valutato il suo funzionamento. A "test funzionale" è il nome dato a questo tipo di esame. Durante il test, il PCB viene messo alla prova replicando le condizioni in cui funzionerà normalmente. Durante questo test, l'alimentazione e i segnali simulati vengono fatti passare attraverso il PCB e le proprietà elettriche del PCB vengono monitorate dai tester.
Tecnologia di montaggio superficiale (SMT) e fasi di assemblaggio
A differenza del metodo tipico di assemblaggio dei circuiti stampati, che prevede l'inserimento dei componenti attraverso i fori, il metodo SMT Il sottocampo dell'assemblaggio elettronico è in grado di montare i componenti elettronici direttamente sulla superficie del PCB. La tecnologia SMT è stata concepita per ridurre i costi di produzione e per sfruttare meglio lo spazio disponibile sui circuiti stampati. La tecnologia a montaggio superficiale ha reso possibile l'assemblaggio di circuiti elettronici estremamente complicati in gruppi sempre più piccoli, mantenendo una forte ripetibilità grazie a un maggiore livello di automazione. Tutto questo è stato possibile grazie allo sviluppo della tecnologia a montaggio superficiale.
Le fasi seguenti vengono eseguite su un PCBA basato sulla tecnologia di montaggio superficiale:
Stencil di pasta saldante
La pasta saldante viene prima applicata alle sezioni del circuito stampato in cui si inseriranno i componenti. A tale scopo, la pasta saldante viene applicata su uno stencil di acciaio inossidabile. Dopo aver utilizzato un dispositivo meccanico per mantenere lo stencil e il PCB in posizione, un applicatore applica la pasta saldante in modo uniforme su ogni area della scheda. La pasta saldante viene distribuita uniformemente grazie all'applicatore. È necessario utilizzare una quantità adeguata di pasta saldante nell'applicatore. Dopo che l'applicatore è stato ritirato dal PCB, la pasta si troverà ancora nei punti in cui era prevista.
Posizionamento dei componenti
Il processo di assemblaggio dei circuiti stampati prosegue con la macchina pick and place una volta che la pasta saldante è stata applicata alla scheda PCB. Questa macchina è un dispositivo robotico che posiziona i componenti a montaggio superficiale, noti anche come SMD, su una scheda PCB preparata. Gli SMD sono responsabili della maggior parte dei componenti non connettorizzati che si vedono sui PCB nei tempi moderni. Nella fase successiva del processo di produzione dei PCBA, questi SMD vengono saldati sullo strato superiore della scheda.
Saldatura a riflusso
Saldatura a riflusso è la terza fase, che avviene dopo il posizionamento dei componenti e l'applicazione della pasta saldante. I nastri trasportatori sono utilizzati nel processo di saldatura a riflusso, durante il quale le schede di circuito stampato e i componenti in esse contenuti vengono caricati sui nastri trasportatori.
Successivamente, i circuiti stampati e i componenti vengono spostati da questo nastro trasportatore all'interno di un grande forno che ha una temperatura di 250 gradi Celsius. A questa temperatura la saldatura si scioglie. La saldatura fusa crea giunzioni e fissa i componenti al PCB. Dopo essere stato sottoposto a temperature elevate durante il processo di trattamento, il PCB viene posto in un raffreddatore. Le giunzioni di saldatura vengono quindi solidificate in modo regolato da questi raffreddatori. In questo modo si crea una connessione permanente tra il componente SMT e lo strato conduttivo del PCB.
Ispezioni finali
La procedura di ispezione automatizzata è adatta alle enormi quantità di PCB che devono essere ispezionate. Questa tecnica si avvale di apparecchiature automatizzate dotate di telecamere ad alta potenza e ad alta risoluzione posizionate in diverse angolazioni per vedere le giunzioni di saldatura da diverse prospettive. La qualità delle connessioni di saldatura fa sì che la luce si rifletta su di esse con diverse angolazioni. Durante la lavorazione di grandi lotti di PCB, questo ispezione ottica automatizzata (AOI) Il sistema funziona a un ritmo molto veloce e richiede solo una quantità di tempo molto breve.
Assemblaggio di PCB misti
L'assemblaggio ibrido di PCB è un processo di assemblaggio elettronico che combina la tecnologia a montaggio superficiale (SMT) e la tecnologia a foro passante (THT). Questa tecnologia consente di integrare vari tipi e dimensioni di assemblaggi elettronici su un'unica scheda a circuito stampato (PCB), offrendo così flessibilità di progettazione e la possibilità di soddisfare le esigenze di diversi scenari applicativi.
Tipo 1: Miscelazione su un solo lato
- Stampa della pasta saldante
- Posizionamento dei componenti SMD
- Saldatura a riflusso
- THT posizionamento dei componenti
- Saldatura a onda
Tipo 2: un lato SMT e un lato THT
- Adesivo per il montaggio in superficie
- Posizionamento dei componenti SMD
- Solidificazione
- Capovolgere
- THT posizionamento dei componenti
- Saldatura a onda
Tipo 3: Miscelazione bilaterale
- Stampa della pasta saldante
- Posizionamento dei componenti SMD
- Saldatura a riflusso
- Capovolgere
- Adesivo SMT
- Posizionamento dei componenti SMD
- Solidificazione
- Capovolgere
- Posizionamento dei componenti THT
- Saldatura a onda
SMT o THT, quale scegliere?
La scelta tra SMT e THT dipende da diversi fattori, come le dimensioni, il peso, la velocità, l'affidabilità e il costo dei componenti e dei PCB. Ecco alcuni vantaggi e svantaggi di ciascuna tecnologia:
- Vantaggi: L'SMT consente di ridurre le dimensioni del PCB e di aumentare la densità dei componenti, migliorando la velocità e le prestazioni del circuito. L'SMT richiede inoltre un minor numero di fori, il che rende la produzione più economica e veloce. I componenti SMT vengono posizionati da macchine a migliaia all'ora, il che riduce l'errore umano e aumenta la qualità della saldatura.
- Svantaggi: L'SMT può non essere adatto a componenti più grandi e pesanti che necessitano di forti legami meccanici, come i connettori o l'alimentazione. transistor. L'SMT può anche essere più difficile da riparare o modificare, poiché i componenti sono più difficili da accedere e da rimuovere. L'SMT può anche richiedere competenze di progettazione, produzione e collaudo più avanzate rispetto al THT.
- Vantaggi: Il THT garantisce legami più forti per i componenti sottoposti a sollecitazioni o vibrazioni, come interruttori o potenziometri. Il THT è ideale anche per la prototipazione rapida, in quanto consente di inserire e rimuovere facilmente i componenti a mano. Il THT può sopportare tensioni e correnti più elevate rispetto all'SMT, il che lo rende più adatto alle applicazioni di potenza.
- Svantaggi: Il THT richiede la foratura dei PCB, che è costosa e richiede molto tempo. Inoltre, la foratura limita l'area di routing sulle schede multistrato e riduce la densità dei circuiti. La THT richiede anche la saldatura su entrambi i lati del PCB, il che rende il processo più lungo e soggetto a errori. In generale, il THT è più costoso dell'SMT.
La scelta di un metodo di assemblaggio di PCB richiede tempo. Se il vostro obiettivo è l'assemblaggio di PCB a basso costo e in tempi rapidi, è meglio che scegliate il nostro Assemblaggio di PCB SMT servizio. Se desiderate un metodo più stabile di assemblaggio dei PCB, l'assemblaggio THT sarà più adatto a voi. La scelta migliore dipende dalle vostre esigenze e preferenze specifiche.
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Assemblaggio di PCB in Cina e assemblaggio di PCB negli Stati Uniti
L'attributo competitivo principale del concorrente non statunitense è il prezzo. E la Cina ha dei vantaggi nei seguenti campi:
- Costo del lavoro
- Costi dei materiali
- Costi delle attrezzature
- Costi di conformità ambientale
- Costi dello spazio dell'edificio
- Costi di R&S
I produttori statunitensi di PCB nudi possiedono un vantaggio comparativo in:
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- Qualità
- Prestazioni
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