ПЕЧАТНАЯ PCB - Электрическая сборка: полный цикл от печатной платы до готового изделия

В современной индустрии производства электроники электрическая сборка является важнейшим процессом, охватывающим все этапы, начиная с изготовления отдельной печатной платы и заканчивая окончательной сборкой готового изделия. Это связующее звено между проектированием, производством и маркетингом и является абсолютной гарантией качества и производительности продукции.

PCBA

Что такое электрическая сборка?

Электрическая сборка, как правило, представляет собой процесс объединения электронных компонентов, печатных плат, электромеханических компонентов и других аксессуаров в единое изделие в соответствии с требованиями проектирования.

С технической точки зрения электрическая сборка включает в себя проектирование схемы на печатной плате, методы монтажа компонентов (такие как поверхностный монтаж (SMT) и сквозной монтаж (THT)), упаковку и защиту, функциональное тестирование и управление технологическим процессом.

Ключевые этапы сборки печатных плат

Подготовка печатных плат и компонентов: Изготовление печатных плат: изготовление печатных плат в соответствии с файлами Gerber, включая такие процессы, как трассировка, переходные отверстия и нанесение золота.

Закупка и проверка компонентов: Микросхемы поверхностного монтажа, резисторы, конденсаторы и электромеханические компоненты, такие как разъемы и корпуса, должны соответствовать техническим характеристикам и требованиям к качеству.

электрическая сборка

Весь производственный процесс сборки печатных плат можно разделить на следующие этапы:

Предварительная обработка - Офсетная печать - SMT-Вставка - пайка волной - Тестирование - Упаковка

1. Предварительная обработка: Этот этап в основном включает в себя такие операции, как отслаивание, дегуммирование и раскисление. Очистка печатной платы от клея включает в себя обработку контактных площадок и контактных пластин, к которым может прилипнуть клей. Очистка печатной платы от клея включает в себя удаление паяльной маски и защитного слоя с поверхности печатной платы для улучшения адгезии и электропроводности клея. Раскисление включает в себя очистку поверхности печатной платы от оксидного слоя.

2. Офсетная печать: на поверхность печатной платы наносится слой клея для закрепления SMD-модулей на месте. На этом этапе требуется высокоточное оборудование и методы, предотвращающие смещение SMD-модулей, что может повлиять на качество и стабильность сборки печатной платы.

3. Технология поверхностного монтажа (SMT)

На ранних стадиях сборки печатной платы процесс SMT используется для прикрепления компонентов поверхностного монтажа (SMD) к поверхности печатной платы. Как правило, паяльная паста наносится методом трафаретной печати, компоненты позиционируются с помощью установочной машины, а затем паяются в печи для оплавления. Технология SMT обладает преимуществами высокой скорости, плотности и надежности, что делает ее ключевым этапом в сборке современных электронных изделий, особенно подходящих для небольших печатных плат с высокой степенью интеграции. 

4. Технология сквозных отверстий (THT)

Технология сквозных отверстий (THT) обычно применяется после SMT и используется для монтажа компонентов, требующих более прочной механической поддержки или подачи большого тока, таких как разъемы, катушки индуктивности и трансформаторы. Контакты компонентов вставляются в сквозные отверстия на печатной плате и затем закрепляются с помощью пайки волной или ручной пайки. Несмотря на свою традиционность, технология THT остается незаменимой в таких областях, как промышленное управление и автомобильная электроника.

5. Пайка волной

Метод пайки, при котором для соединения электронных компонентов используются тепло, флюс и давление. Он используется для пайки проводов к корпусу электронного компонента.

Провод подключается к аппарату для пайки волной, который перемещается по компоненту волнообразным движением. Тепло, выделяемое машиной, расплавляет припой, заставляя его обтекать проволоку и проникать во все уголки детали, прежде чем снова остыть.

6. Существует три типа тестирования печатной платы. Каждый печатный модуль проходит эти виды проверок для обеспечения качества:

Ручная проверка

Как следует из названия, этап ручной проверки в процессе сборки печатной платы включает в себя проверку печатной платы специалистом и сравнение ее с оригинальным дизайном. Инспекторы проверяют наличие любых проблем, которые могли возникнуть в процессе производства.

Оптический контроль:

После того, как компоненты припаяны к печатной плате, их проверяют, чтобы убедиться, что они правильно выровнены, а все паяные соединения надежны и прочны. Для этого используется оптическое контрольное оборудование. Обычно это светодиодный микроскоп с большим увеличением и ярким источником света.

Предметное стекло, на котором размещена каждая печатная плата, должно быть чистым и без каких-либо загрязнений. Это необходимо для того, чтобы не ухудшить качество изображения в микроскопе. Специалист, выполняющий эту работу, берет каждую печатную плату пинцетом. Они следят за тем, чтобы не прикасаться руками к каким-либо поверхностям и не загрязнять их.

Рентгеновский контроль

Этот контроль проводится после пайки всех компонентов и до начала любых других процессов.

Рентгеновский аппарат направляет лучи на печатную плату в сборе. Эти лучи отражаются от внутренних компонентов и отображают их изображение на мониторе. Специалист по рентгенографии может увидеть любые дефекты в сборке, такие как отсутствие или неправильное расположение деталей.

Если на этом этапе не обнаружено никаких дефектов, это означает, что все подключения были выполнены правильно. Это означает, что все компоненты надежно установлены на печатной плате. 7. Сборка и отправка готового изделия

7. На заключительном этапе сборки устройства в корпус сначала монтируется тщательно протестированная и квалифицированная PCBA (печатная плата в сборе). На этом этапе не только интегрируется электроника с механическим корпусом, но и обеспечивается общая структура изделия и удобство использования. После сборки корпуса готовое изделие переходит к заключительному этапу тестирования, проходя всестороннее функциональное тестирование и проверку эксплуатационных характеристик, чтобы убедиться, что собранный прибор соответствует конструктивным требованиям и стандартам качества. Упаковываются и отправляются только те изделия, которые прошли окончательное тестирование, гарантируя, что каждое устройство, полученное заказчиками, прошло полный процесс электрической сборки и контроля качества, что обеспечивает высокую надежность и стабильность.

электрическая сборка

Сборка печатных плат, являющаяся важнейшим этапом сборки электроприборов, имеет решающее значение для обеспечения функциональности и производительности электромонтажных изделий. С ростом сложности и разнообразия электронных изделий технология сборки печатных плат постоянно совершенствуется, переходя от традиционной ручной пайки к автоматизированной высокоточной технологии поверхностного монтажа (SMT) и гибридной сборке. Кроме того, интеграция методов оптимизации конструкции (таких как Design for Manufacturing (DfMA)) с интеллектуальными производственными технологиями еще больше повышает эффективность сборки и качество продукции.

В будущем, благодаря широкому использованию гибких печатных плат, плат HDI (High Density Interconnect) и экологически чистых материалов, электромонтажные работы будут еще больше ориентированы на совершенствование и устойчивое развитие.