Podrobné vysvetlenie toku spracovania PCBA: celý proces od návrhu až po výrobu

Zostava dosky s plošnými spojmi(PCBA) je jedným z kľúčových krokov pri výrobe elektronických produktov. Zahŕňa viacero fáz od návrhu dosky plošných spojov až po inštaláciu komponentov a záverečné testovanie. V tomto článku si podrobne predstavíme celý proces spracovania PCBA, aby sme lepšie porozumeli tomuto zložitému výrobnému procesu.

Fáza 1: Návrh dosky plošných spojov

Prvým krokom pri spracovaní PCBA je návrh dosky plošných spojov. V tejto fáze elektronickí inžinieri používajú softvér na návrh PCB na vytváranie schém zapojenia a schém. Tieto výkresy obsahujú rôzne komponenty, pripojenia, rozloženia a čiary na doske plošných spojov. Dizajnéri musia zvážiť veľkosť, tvar, počet vrstiev, medzivrstvové spojenia a umiestnenie komponentov dosky plošných spojov. Okrem toho musia dodržiavať špecifikácie a normy návrhu dosky plošných spojov, aby sa zabezpečilo, že konečná doska plošných spojov bude spĺňať požiadavky na výkon, spoľahlivosť a výrobu.

2. fáza: Príprava suroviny

Po dokončení návrhu dosky plošných spojov je ďalším krokom príprava surovín. Toto zahŕňa:

Substrát PCB: zvyčajne vyrobený z kompozitných materiálov vystužených sklenenými vláknami, môžu to byť jednostranné, obojstranné alebo viacvrstvové dosky. Materiál a počet vrstiev podkladu závisí od konštrukčných požiadaviek.

Elektronické súčiastky: Patria sem rôzne čipy, rezistory, kondenzátory, tlmivky, diódy atď. Tieto súčiastky sa nakupujú od dodávateľov podľa kusovníka (Bill of Materials).

Spájka: Na splnenie environmentálnych predpisov sa zvyčajne používa spájka bez olova.

Materiál na pokovovanie PCB: Materiál na pokovovanie používaný na poťahovanie podložiek PCB.

Iné pomocné materiály: ako spájkovacia pasta, upínacie prvky PCB, obalové materiály atď.

Fáza 3: Výroba PCB

Výroba PCB je jednou z hlavných etáp spracovania PCBA. Tento proces zahŕňa:

Tlač: Tlač vzoru obvodu na schéme zapojenia na substrát PCB.

Leptanie: Použitie procesu chemického leptania na odstránenie nežiaducej medenej vrstvy a ponechanie požadovaného vzoru obvodu.

Vŕtanie: Vŕtanie otvorov do PCB na inštaláciu komponentov a konektorov s priechodnými otvormi.

Galvanické pokovovanie: Nanášanie vodivých materiálov do otvorov DPS prostredníctvom procesu elektrolytického pokovovania, aby sa zabezpečilo elektrické spojenie.

Povlak podložky: Nanášanie spájky na podložky DPS pre následnú montáž súčiastok.

Fáza 4: Inštalácia komponentov

Montáž komponentov je proces montáže elektronických komponentov na PCB. Existujú dve hlavné technológie montáže komponentov:

Technológia povrchovej montáže (SMT): Táto technológia zahŕňa montáž komponentov priamo na povrch PCB. Tieto súčiastky sú zvyčajne malé a pripevnené k DPS pomocou spájkovacej pasty, ktorá sa potom spájkuje v peci.

Technológia tenkých dier (THT): Táto technológia zahŕňa vloženie kolíkov komponentu do priechodiek na doske plošných spojov a ich následné prispájkovanie na miesto.

Montáž súčiastok sa zvyčajne vykonáva pomocou automatizovaných zariadení, ako sú umiestňovacie stroje, stroje na spájkovanie vlnou a pece s pretavením horúceho vzduchu. Tieto zariadenia zabezpečujú presné umiestnenie súčiastok a ich prispájkovanie k doske plošných spojov.

Fáza 5: Testovanie a kontrola kvality

Ďalším krokom pri spracovaní PCBA je testovanie a kontrola kvality. Toto zahŕňa:

Funkčné testovanie: Uistite sa, že funkčnosť dosky spĺňa špecifikácie a skontrolujte výkon komponentov použitím vhodného napätia a signálov.

Vizuálna kontrola: Používa sa na kontrolu polohy, polarity a kvality spájkovania komponentov.

Röntgenová kontrola: Používa sa na kontrolu spájkovaných spojov a vnútorných spojov komponentov, najmä obalov ako BGA (ball grid array).

Tepelná analýza: Vyhodnocuje rozptyl tepla a tepelný manažment monitorovaním rozloženia teploty na doske plošných spojov.

Elektrické testovanie: Zahŕňa ICT (de-embed test) a FCT (finálny test) na zabezpečenie elektrického výkonu dosky.

Záznamy o kvalite: Zaznamenajte a sledujte proces výroby a testovania každej dosky plošných spojov, aby ste zabezpečili kontrolu kvality.

Fáza 6: Balenie a dodávka

Keď dosky prejdú kontrolou kvality a spĺňajú špecifikácie, sú zabalené. To zvyčajne zahŕňa umiestnenie PCB do antistatických vreciek a prijatie potrebných ochranných opatrení počas prepravy, aby sa zabezpečilo, že dosky bezpečne dorazia na miesto určenia. PCB potom môžu byť dodané na montážnu linku konečného produktu alebo zákazníkovi.

Záver

Spracovanie PCBA je zložitý a sofistikovaný výrobný proces, ktorý si vyžaduje vysoký stupeň technických znalostí a jemné operácie. Od návrhu dosky plošných spojov cez inštaláciu komponentov až po testovanie a kontrolu kvality je každý krok kritický a ovplyvňuje výkon a spoľahlivosť konečného produktu. Pochopenie celého procesu spracovania PCBA pomáha konštruktérom, výrobcom a zákazníkom lepšie pochopiť a riadiť všetky aspekty výroby elektronických produktov.

Či už ide o spotrebnú elektroniku, lekárske prístroje alebo systémy priemyselnej automatizácie, spracovanie PCBA je jadrom moderného elektronického priemyslu. Hlbokým pochopením procesu spracovania PCBA môžeme lepšie reagovať na vyvíjajúce sa technológie a potreby trhu a vyrábať vysokokvalitné, spoľahlivé a inovatívne elektronické produkty.

Dúfam, že tento článok pomôže čitateľom lepšie porozumieť celému procesu spracovania PCBA a poskytne cenné informácie pre elektronických inžinierov, výrobcov a iných odborníkov súvisiacich s PCBA.