Сборка печатных плат – как стать более профессиональным

Печатные платы являются движущей силой широкого спектра электроники. Вы можете найти их в простых калькуляторах и передовых военных и спутниковых системах. Однако знаете ли вы, как собрать печатную плату? Знаете ли вы этапы этого процесса? Не нужно расстраиваться, если вы этого не сделаете! Мы создали это подробное руководство по спецификации (BOM) печатной платы, которую нужно установить на борту. Сборка печатных плат, чтобы узнать все, что вам нужно о процессе. Затем вы можете собрать свою печатную плату и воплотить в жизнь свой проект.

В этом руководстве рассматривается процесс сборки печатной платы и различные используемые технологии.

Сборка печатных плат

Сборка печатной платы — это монтаж или размещение электронных компонентов, которые придают плате ее функциональность. Ручные и автоматические методы могут монтировать электронные компоненты, а затем припаивать их на место.

Сборка PCBA или печатной платы. Это помогло бы, если бы вы не путали его с производством печатных плат (PCB), которое производит и создает прототипы. Охватывает установку электронных компонентов в процессе сборки. Сборка печатной платы) — это плата, представленная после того, как все детали и детали будут спаяны и правильно установлены.

Для сборки печатной платы могут использоваться различные технологии, включая процессы SMT и THT. Мы подробно рассмотрим их в главе 4, а пока давайте взглянем на дизайн печатной платы.

Проектирование и производство печатных плат

Используя схемы, вы можете использовать решение для автоматизированного проектирования (САПР) для проектирования печатных плат. В соответствии с проектом файлы проекта или файлы Gerber затем передаются производителю, который производит или собирает печатную плату.

Базовая конструкция печатных плат включает-

Подложка: Основной материал печатной платы известен как подложка. Это то, что делает доску жесткой и прочной.

Медь: На каждую функциональную сторону печатной платы нанесен тонкий токопроводящий слой меди. Количество сторон потребует медного слоя в зависимости от того, является ли плата односторонней или двусторонней.

Паяльная маска: Зеленое вещество на печатных платах связано с нанесением паяльной маски. Он обеспечивает изоляцию медных дорожек, чтобы они не контактировали с токопроводящими компонентами.

Шелкография: Используйте белый экран в качестве последнего слоя печатной платы. Он содержит метки различных компонентов в символах и символах.

Печатные платы также могут быть трех типов-

• Жесткая печатная плата из твердого материала, такого как стекловолокно.
• Гибкая печатная плата из гибких материалов, таких как каптон.
• Плата Metalcore из металлокора

В следующей главе мы рассмотрим процесс сборки печатной платы.

Процесс сборки печатных плат

3.1 Необходимые инструменты

Вам понадобится минимальное количество инструментов, если вы планируете паять плату вручную. Вещи, которые нужно организовать, включают-

• Паяльник или паяльная станция
• Флюс для пайки
• Плоскогубцы
• Кусачки
• Отвертка
• Вольтметр/Ом

3.2 Сборка печатной платы —Паяльное оборудование

Вы можете выбрать из широкого спектра паяльного оборудования для ручной сборки печатных плат. Самые простые подключаются прямо к розетке и не имеют большого количества опций для контроля температуры. Для сборки печатной платы следует выбрать паяльник мощностью от 15 до 30 Вт.

Подойдут паяльники с термостатическим управлением, поскольку они оснащены опциями контроля температуры. У некоторых есть циферблаты для контроля температуры, в то время как другие используют намагниченный наконечник с определенной температурой.

Помогло бы, если бы вы выбрали паяльник со сменными жалами разного размера. Бонусы начинают намагничиваться по мере того, как вы увеличиваете ток, вызывая повышение температуры. Когда магнетизм падает, тепло также уменьшается.

Вам также может понадобиться термовоздушная паяльная станция, которая использует горячий воздух для расплавления припоя.

3.3 Типы припоя

На рынке вы найдете различные типы припоев и выберите их в соответствии с целью и применением вашего проекта. В электронике используются три типа припоя:

• Припой из свинцового сплава
• Бессвинцовый припой
• Припой из серебряного сплава

Свинцовый припой

Припои изготавливаются из комбинации свинца и олова и могут также содержать следы других металлов. Он отвечает за придание припою более низкой температуры плавления, что важно, поскольку большая часть электроники чувствительна к теплу.

Припои из свинцовых сплавов определяются соотношением веса олова и веса свинца. Например, он может иметь баланс 60:40 или 63:37 — первое число представляет количество контейнера, а второе — количество свинца.

Вы можете использовать оба типа припоя для типичных электронных приложений. Сплав 63:37 может эффективно переходить в жидкое состояние и помогает предотвратить холодную пайку.

Сплавы на основе свинца используются в качестве стандарта в электронной промышленности, но могут иметь последствия для здоровья.

Бессвинцовые сплавы

Вы можете встретить бессвинцовые сплавы, такие как 96,5:3:0,5, который содержит 96,5% олова, 3% серебра и 0,5% меди. Бессвинцовые сплавы дороже сплавов на основе свинца и имеют более высокую температуру плавления.

Бессвинцовые сплавы создают более прочные паяные соединения, хотя они могут быть хрупкими.

Припой из серебряного сплава

Припои могут содержать или не содержать свинец. Серебро впервые было использовано в припоях для создания более прочных и долговечных паяных соединений. Припои из серебряных сплавов, как правило, дороже, чем припои на основе свинца и без свинца.

3.4 Сборка печатной платы —Правильная техника пайки

Процесс сборки печатной платы. При сборке печатной платы несколько раз приходится прибегать к помощи методов пайки. Было бы полезно, если бы вы использовали правильные методы пайки, чтобы получить конечные продукты самого высокого качества. Здесь мы расскажем вам, как вы можете использовать соответствующие методы пайки во время составления спецификации (BOM) печатной платы, чтобы установить ее на плату.

Правильный способ пайки — нагреть поверхности, которые будут спаиваться, выше температуры плавления припоя. Это позволяет припою свободно растекаться по поверхности. Было бы полезно, если бы вы также проверяли количество припоя, стараясь не использовать слишком много.

Вы также должны убедиться, что поверхность достаточно нагрета, чтобы предотвратить холодные паяные соединения. Это происходит, когда вы слишком мало нагреваете поверхность, и припой не может свободно перемещаться.

Остальной процесс пайки осуществляется автоматически машинами. При пайке оплавлением используется ряд нагревателей и холодных нагревателей, чтобы расплавить и затвердеть припой и сделать его твердым.

Вы должны убедиться, что температура в машине для пайки оплавлением установлена ​​правильно. Чтобы расплавить припой, его нужно нагреть до 250 градусов Цельсия.

Техника ручной пайки может понадобиться при работе с компонентами THT. Вы должны разместить детали вручную, а затем припаять дополнительный вывод или провод на другой стороне платы. Это нужно делать аккуратно, чтобы припой или флюс не касался разных компонентов и только в нужном месте.

Пайка печатных плат может быть сложной или сложной, если вы новичок в этой работе. Было бы полезно, если бы вы сначала попрактиковались в некоторых небольших проектах, а затем попробовали бы свои силы в пайке печатных плат после того, как у вас появятся навыки. Было бы полезно, если бы вы также были осторожны, чтобы не вдыхать пары или дым, исходящие от флюса в припое.

Теперь мы рассмотрим различия между процессами, используемыми для сборки печатных плат.

Различия в процессе сборки печатных плат

Вы можете использовать различные технологии для сборки электронных компонентов на печатной плате. К основным методам относятся технология сквозного монтажа (THT), технология поверхностного монтажа (SMT) и смешанная технология.

Мы обсудим основные отличия и процесс SMT). Это облегчит сборку и размещение компонентов на печатной плате (сборка печатной платы для каждого метода).

Thr Технология ough-Hole (THT)

Метод сборки печатных плат THT используется для электронных компонентов, которые поставляются с проводом или выводом. Печатная плата поставляется с просверленными в ней отверстиями, чтобы соответствовать деталям. Доплата, которая проходит через отверстия, припаяна с противоположной стороны платы.

THT используется для важных компонентов, таких как катушки и конденсаторы. Он также используется для других покрытых металлом сквозных отверстий или частей PTH, которые проходят через покрытые металлом сквозные отверстия печатной платы. Различные компоненты печатной платы используют отверстия на плате для передачи сигналов с одной стороны печатной платы на другую. По этой причине вы не можете полагаться на паяльную пасту, которая пройдет прямо через отверстия.

Сборка печатной платы — процесс сборки

При сборке THT используются как ручные, так и автоматические процессы для размещения компонентов на печатной плате. Выполните следующие действия –

1. Сборка печатной платы —Размещение компонентов

Инженеры-электрики вручную размещают компоненты на печатной плате в соответствии со спецификациями. Это должно быть сделано быстро и точно с полным соблюдением стандартов эксплуатации или правил процесса сборки ТНТ для правильной работы.

Например, важно определить ориентацию и полярность электронных компонентов, чтобы элементы управления не влияли на них.

2. Сборка печатной платы —Проверка и исправление

Вам необходимо проверить, все ли электронные компоненты на печатной плате были размещены точно. Это можно сделать автоматически с использованием транспортной рамы. Инженеры могут быстро исправить любые ошибки или ошибки, если вы их обнаружите.

3. Пайка волной припоя

Эти электронные компоненты должны быть припаяны к плате на этом этапе. Вы можете сделать это вручную, но можно использовать гораздо более эффективный и автоматизированный процесс, называемый пайкой волной припоя.

Печатная плата помещается на конвейерную ленту, которая несет ее внутри специальной печи, содержащей расплавленный припой при высоких температурах. Припой наносится на нижнюю часть платы, которая покрывает сразу все выводы.

Электронные компоненты прикреплены к плате всеми выводами или проводами.

Технология поверхностного монтажа (SMT)

WellPCB, у нас есть профессионалы и эксперты, обладающие необходимым набором навыков, чтобы воплотить в жизнь ваши потребности в печатных платах. Мы предлагаем изготовление печатных плат Сборка печатных плат (поверхностный монтаж позволяет ускорить производственный процесс, но вероятность появления дефектов увеличивается. Поверхностный монтаж — это автоматическое размещение или монтаж электронных компонентов на печатной плате. По этой причине метод также использует обнаружение отказов для создание функциональных продуктов. 

Электрические компоненты, установленные с помощью SMT, меньше, чем компоненты PTH, и могут иметь или не иметь выводы. Иногда они поставляются со штырьками, плоскими контактами или разъемами на корпусе.

Процесс сборки

1. Сборка печатной платы —Нанесение припоя

Вы должны использовать принтер паяльной пасты, чтобы нанести припой на печатную плату. Экран или трафарет для припоя используются для обеспечения правильного нанесения припоя в допустимых точках, где будут размещаться электронные компоненты.

Крайне важно иметь эффективный процесс печати паяльной пасты, так как он напрямую влияет на качество пайки. Инспектор припоя используется для выявления любых дефектов качества печати паяльной пасты. При наличии ошибок на месте припой смывается для повторной печати.

При незначительных дефектах может быть достаточно доработки.

2. Размещение компонентов

Для монтажа электронных компонентов после печати припоем используется машина для установки и установки. Двигатель автоматически устанавливает ИС или компоненты через барабаны для компонентов. Катушки компонентов отвечают за подачу деталей в машину, которые затем закрепляются на печатной плате.

3. Сборка печатной платы —Пайка оплавлением

На этом этапе используется специальная печь для затвердевания паяльной пасты, чтобы надежно зафиксировать компоненты платы. Печатная плата находится внутри ряда нагревателей, которые повышают температуру платы до 250 градусов Цельсия. Высокая температура плавит припой на плате.

Затем печатная плата проходит через ряд более совершенных нагревателей, которые снижают температуру и помогают припою затвердеть. Это надежно прикрепляет все электронные компоненты к печатной плате.

Сборка печатных плат — смешанная технология

Электронные продукты усложнились, и в современную эпоху требуются различные электронные компоненты на печатных платах. Вы найдете использование технологий THT и SMT в одной печатной плате, которая содержит детали как для поверхностного монтажа, так и для сквозных отверстий.

Смешанная технология применяется в следующих случаях-

Смешанная односторонняя сборка

При односторонней смешанной сборке сначала выполняется обычный процесс нанесения паяльной пасты. Затем размещаются компоненты для поверхностного монтажа с последующей пайкой оплавлением.

Затем вы должны разместить компоненты THT и выполнить пайку волной припоя. Вы также можете использовать ручную пайку, если используете небольшое количество компонентов THT.

Односторонний THT и односторонний SMT

Сначала вам нужно нанести клей для поверхностного монтажа, а затем установить компоненты SMT. Затем вы должны поместить их в духовку для застывания, а затем перевернуть.

Затем необходимо установить компоненты THT и выполнить пайку волной припоя. Этот процесс сборки требует больших затрат из-за использования большего количества клея.

Двусторонняя смешанная сборка

Это сложный и длительный процесс, когда компоненты SMT размещаются после печати паяльной пасты. Затем вы должны использовать клеи для размещения компонентов SMT с другой стороны с последующим отверждением.

Затем монтируются компоненты THT, заканчивая пайкой волной припоя. Вы также можете провести процесс без использования клея, но вам придется использовать нагрев три раза, что приведет к снижению эффективности.

В следующей главе будет описано, как тестируется печатная плата, чтобы убедиться в ее функциональности и качестве.

Тестирование сборки печатной платы

Вам нужно будет запустить различные тесты, чтобы определить функциональность вашей сборки ПК. Он начинается с проверки DFM, которая включает в себя проверку проектных спецификаций печатной платы на наличие отсутствующих или проблемных функций.

Следующий тест на работоспособность проводится после размещения и пайки компонентов поверхностного монтажа. Плата проверяется на наличие соединений и коротких замыканий, которые могут возникнуть при возникновении несоответствующих соединений.

Вручную осмотрите печатную плату после процесса оплавления. Это может быть полезно для небольшой партии печатных плат, но нецелесообразно для крупносерийного производства. Автоматическая оптическая инспекционная машина также используется для проверки печатных плат с использованием передовых камер.

Устройство может обнаруживать низкокачественный припой, анализируя то, как он отражает свет.

Один из менее традиционных методов, используемых для очень сложных или многослойных печатных плат, включает рентгеновский контроль. Рентгеновский снимок обеспечивает визуализацию всех слоев и может помочь найти скрытые проблемы, не видимые обычным глазом.

После завершения процесса сборки проводится окончательная проверка и проверка работоспособности. Вы можете узнать различные аспекты в ходе испытания, такие как выходной сигнал, ток и напряжение. Вы можете определить электрические характеристики печатной платы с помощью симулированных сигналов.

Сборка печатной платы – Заключение

Это облегчит сборку и размещение компонентов на печатной плате (сборка печатной платы может быть сложным или простым процессом, в зависимости от количества используемых электронных компонентов и их типов. Лучший способ собирать печатную плату – значит специализироваться на соблюдении всех спецификаций и стандартов.

Вы можете обратиться к нам за сборкой печатных плат и высококачественной конечной продукцией, быстро проходящей функциональные испытания. Мы позаботимся о том, чтобы печатные платы были собраны в соответствии с вашим дизайном и инструкциями для достижения наилучших результатов.