PCB vs. PCBA: Was ist der Unterschied? - PCBasic

Moderne Elektronik ist eine Symphonie hochentwickelter Komponenten, die fachmännisch entwickelt wurden, um bemerkenswerte Funktionalitäten zu erreichen. Leiterplatten (PCBs) und Leiterplattenbaugruppen (PCBAs) spielen eine zentrale Rolle bei dieser Innovation und gewährleisten die robuste Leistung hochmoderner elektronischer Geräte.

Für Elektronikexperten – seien es Ingenieure, Designer oder Hersteller – ist das Verständnis der Feinheiten zwischen Leiterplatten und PCBAs nicht nur von Vorteil, sondern grundlegend. Dieses Wissen ermöglicht ihnen strategische Entscheidungen bei der Entwicklung neuer Produkte oder der Verbesserung bestehender Geräte.

Dieser umfassende Leitfaden erläutert die entscheidenden Eigenschaften von PCB und PCBA und ihre verschiedenen Typen, avantgardistischen Herstellungsverfahren und Unterscheidungsmerkmale. 

Beim Durcharbeiten dieses Handbuchs gewinnen Fachleute Erkenntnisse, die ihnen dabei helfen, ihre elektronischen Projekte auf das höchste Niveau zu heben.

           

  

Was ist eine Leiterplatte?

Leiterplatten (PCBs) sind dünne Platten aus isolierenden Materialien wie Glasfaser oder Epoxidharz. Ihre Oberflächen weisen leitfähige Spuren, vorwiegend aus Kupfer, auf, die als wichtige elektrische Leitungen dienen und elektronische Elemente wie Widerstände, Kondensatoren und integrierte Schaltkreise miteinander verbinden. 

Die Hauptaufgabe einer Leiterplatte besteht darin, eine feste, strukturierte Basis für die Befestigung und Verbindung dieser Schaltungskomponenten bereitzustellen, sodass diese gemeinsam bestimmte Funktionen in einem elektronischen Gerät ausführen können.

Leiterplatten vereinfachen die Verdrahtung und erhöhen die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte. Mithilfe von Leiterplatten können Designer schlanke, leistungsstarke Schaltungen entwickeln, die fehlerresistent sind und die Diagnose vereinfachen. 

Darüber hinaus bieten Leiterplatten wichtige mechanische Unterstützung, indem sie die Komponenten an ihrem Platz und präzise ausgerichtet halten. Diese Stabilität ist insbesondere in Umgebungen mit starken Vibrationen oder bei starker Beanspruchung der Geräte von entscheidender Bedeutung.

Die Leistung einer Leiterplatte hängt von mehreren Faktoren ab. Die Dicke und Vielfalt des Isoliermaterials, die Breite und der Abstand zwischen den Leiterbahnen sowie die Qualität der Lötstellen sind dabei die wichtigsten Einflussfaktoren. Diese Elemente prägen die elektrischen Eigenschaften der Leiterplatte, von Widerstand und Kapazität bis hin zur Induktivität, die wiederum die Gesamteffizienz des Geräts bestimmen. 

Daher ist es äußerst wichtig, diese Faktoren während der Entwurfs- und Fertigungsphase sorgfältig abzuwägen. Diese sorgfältige Prüfung stellt sicher, dass die Leiterplatte und die zugehörigen Geräte ihr volles Potenzial entfalten.

Über PCBasic

Zeit ist Geld in Ihren Projekten – und PCBasic versteht es. PCBasic ist das Leiterplattenbestückungsunternehmen das jedes Mal schnelle, einwandfreie Ergebnisse liefert. Unsere umfassende PCB-Bestückungsdienste Wir bieten Ihnen bei jedem Schritt kompetente technische Unterstützung und gewährleisten so höchste Qualität bei jedem Board. Als führender Hersteller von Leiterplattenbaugruppen, Wir bieten eine Komplettlösung, die Ihre Lieferkette optimiert. Arbeiten Sie mit unseren fortschrittlichen PCB-Prototypenfabrik für schnelle Bearbeitungszeiten und hervorragende Ergebnisse, auf die Sie sich verlassen können.

Arten von Leiterplatten

Bei der Kategorisierung von Leiterplatten gibt es einiges zu beachten. Zunächst betrachten wir die Montagetechnik. Dann ist die Komplexität der Schaltung zu berücksichtigen. Und natürlich dürfen wir den Anwendungszweck nicht vergessen.

Um direkt einzusteigen: Wir haben drei Haupttypen von Leiterplatten. 

1. Einseitige Leiterplatten

Mit nur einer Isolierschicht weisen diese Leiterplatten auf einer Seite Leiterbahnen auf. Bauteile? Diese liegen direkt auf der Leiterbahnseite und werden entweder durch das bewährte Durchstecklöten (oder, wie manche es nennen, „Thru-Hole“) oder die elegantere Oberflächenmontagetechnik verbunden.

Wenn Sie nach kostengünstigen Optionen suchen, die sich ideal für unkomplizierte Schaltkreise mit geringer Dichte oder einfache Steuerungsaufbauten eignen, sind diese die richtige Wahl für Sie.

2. Doppelseitige Leiterplatten

Wie der Name schon sagt, weisen sie auf beiden Seiten des Isolators leitfähige Spuren auf und ermöglichen so dichtere und komplexere Schaltungskonfigurationen. Sie können Komponenten auf beiden Seiten platzieren und sie über die glänzenden Durchkontaktierungen (PTHs) oder Vias verbinden. Wenn Sie sich mit Bereichen wie Autotechnik, Industriesteuerungen oder Kommunikationsgeräten befassen, sind diese Leiterplatten genau das Richtige für Sie. Bedenken Sie, dass ihre Vielseitigkeit mit einem etwas höheren Preis verbunden ist, da für die Herstellung dieser PTHs und Vias zusätzliche Schritte erforderlich sind.

3. Mehrschichtige Leiterplatten

Stellen Sie sich zahlreiche Schichten von Isolatoren und Leiterbahnen vor, die harmonisch miteinander verwoben sind. Die Kommunikation zwischen den Schichten erfolgt über Durchkontaktierungen (PTHs) oder die schwieriger zu realisierenden blinden und vergrabenen Vias.

Mit einer Anzahl von bescheidenen vier bis hin zu beeindruckenden 30 (oder sogar mehr!) Schichten sind diese Leiterplatten für die Crème de la Crème der Elektronik gedacht. Denken Sie an Hochleistungscomputer, hochmoderne Smartphones oder hochmoderne medizinische Geräte.

Sie sind zwar teurer und die Herstellung dauert länger, aber sie sind unschlagbar, wenn Sie Spitzenleistung benötigen und vor räumlichen Herausforderungen stehen.

In der Elektronik hat jeder Leiterplattentyp seine Stärken. Ihre Wahl hängt von mehreren Faktoren ab: Schaltungskomplexität, Platzbedarf im Gerät, Leistung und Budget.

Doch mit einem soliden Verständnis dieser PCB-Typen wird es für Designer und Ingenieure zum Kinderspiel, die perfekte Wahl zu treffen.

   

Was sind die Hauptteile einer Leiterplatte?

Eine Leiterplatte ist mehr als nur eine Basis für die Befestigung elektronischer Komponenten. Sie ist eine sorgfältig konzipierte Plattform, die aus mehreren Schichten und Elementen besteht und so eine nahtlose Funktionalität gewährleistet. Hier sind die grundlegenden Komponenten einer unbestückten Leiterplatte:

1. Substrat (FR4)

Das Basismaterial oder Substrat, das häufig aus Glasfaser (FR4) besteht, verleiht der Leiterplatte mechanische Stabilität.

2. Kupferschichten

Je nachdem, ob die Leiterplatte einseitig, doppelseitig oder mehrschichtig ist, werden eine oder mehrere Kupferschichten auf das Substrat laminiert. Diese Kupferschichten leiten den elektrischen Strom durch die Platine.

3. Lötmaske

Diese Schutzschicht, die oft grün ist, aber auch in verschiedenen Farben erhältlich ist, wird über das Kupfer gelegt, um versehentlichen Kontakt und Kurzschlüsse zu verhindern. Sie schützt das Kupfer auch vor äußeren Einflüssen.

4. Siebdruck

Diese normalerweise weiße Ebene enthält Symbole, Zahlen und Buchstaben, die als Referenz für die Montage der Komponenten dienen. Sie dient als Orientierungshilfe, um sicherzustellen, dass die Komponenten richtig platziert und ausgerichtet sind.

5. Randverbinder (Goldfinger)

Dabei handelt es sich um glänzende, vergoldete Anschlüsse am Rand mancher Leiterplatten. Sie dienen zur Verbindung mit anderen Platinen oder Geräten.

6. Durchkontaktierungen

Dabei handelt es sich um winzige Löcher, die in die Leiterplatte gebohrt werden und die elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Kupferschichten ermöglichen.

Das Wesentliche einer Leiterplatte liegt in ihrem komplexen Design und der Harmonie zwischen diesen grundlegenden Elementen, die die Unterbringung komplexer Elektronik auf kompaktem Raum ermöglicht.

 

 

PCB-Herstellungsprozess

Die Herstellung einer Leiterplatte (PCB) ist ein komplexes Unterfangen und erfordert höchste Präzision in mehreren entscheidenden Phasen. Eine reibungslose Ausführung dieser Schritte garantiert die außergewöhnliche Funktionalität, Haltbarkeit und Effizienz der Leiterplatte. 

Die drei Herstellungsverfahren sind Design, Fertigung und Montage.

1. Design

Den Anfang des Prozesses macht die Designphase, in der CAD-Software (Computer-Aided Design) im Mittelpunkt steht. Hier werden akribische Details wie das Komponentenlayout, die Leiterbahnführung und die strategische Platzierung von Vias und PTHs berücksichtigt. 

Neben dem grundlegenden Layout umfasst die Entwurfsphase auch die Auswahl geeigneter Materialien, die Abstimmung des Schichtaufbaus und die Definition der Leiterbahnabmessungen, alles in Übereinstimmung mit spezifischen elektrischen und mechanischen Voraussetzungen. 

Sobald dieser Entwurf seine Vollendung erreicht hat, wird er in Fertigungsrichtlinien umgewandelt, insbesondere in die Gerber-Dateien, die im Wesentlichen die nachfolgende Fertigungsphase steuern.

2. Herstellung

In der Fertigung wird das virtuelle Design in eine greifbare Leiterplatte umgesetzt. Typischerweise beginnt der Prozess mit einem Grundsubstrat, das mit Kupferschichten versehen ist, wie beispielsweise dem weit verbreiteten FR-4 (ein feuerhemmender Verbundwerkstoff aus gewebtem Glasfasergewebe, das mit einem Epoxidharzbinder verbunden ist). 

Dieses Kupfer wird anschließend sorgfältig chemisch oder mechanisch geätzt, um das gewünschte Leiterbahnmuster zu erzeugen. Bei mehrschichtigen Leiterplatten werden die einzelnen Schichten zunächst einzeln hergestellt und anschließend durch eine Kombination aus Hitze und Druck miteinander verschmolzen.

Nach der Leiterbahnbildung erfolgt das Bohren, um den Weg für die Bauteilmontage zu ebnen und die Verbindungen zwischen den Schichten zu ermöglichen. Die frisch gebohrten Hohlräume werden anschließend verkupfert, wodurch Durchkontaktierungen (PTHs) entstehen. 

Eine Lötmaske umhüllt die Leiterbahnen zum Schutz, und darüber befindet sich eine Siebdruckschicht, die die Bauteile und wichtige Details enthält. Zum Abschluss der Fertigung wird die Leiterplatte behandelt, um Oxidation zu verhindern und so ihre Langlebigkeit zu gewährleisten.

3. Montage

Die Montagephase erweckt die Leiterplatte zum Leben, indem die elektronischen Bauteile ihren richtigen Platz auf der Platine finden. Zur Befestigung dieser Bauteile gibt es hauptsächlich zwei Techniken: das traditionelle Durchstecklöten und die moderne Oberflächenmontage (SMT). 

Bei ersterem werden die Komponenten mit den Anschlüssen in die vorgebohrten Öffnungen eingebettet und anschließend auf die Rückseiten der Leiterplatte gelötet. Für die Verkapselung ist an jedem Punkt der Leiterplattenherstellung höchste Präzision und ein Auge fürs Detail erforderlich. 

Durch ein tiefgreifendes Verständnis dieses sorgfältigen Verfahrens können Ingenieure und Designer Erkenntnisse gewinnen, mit denen sie die Leistung optimieren, Kosten einsparen und die Herstellbarkeit ihrer PCB-Entwürfe verbessern können.

Was ist PCBA

Im Kern ist eine Leiterplattenbaugruppe (PCBA) mehr als nur eine einfache Leiterplatte; es handelt sich um eine sorgfältig montierte und gelötete elektronische Komponente, die einen voll funktionsfähigen Schaltkreis ergibt. 

Um das Wesentliche von PCBA zu verstehen, begeben wir uns auf eine Reise durch den Prozess der Leiterplattenmontage. Dieser Prozess ist unbestreitbar wichtig und bildet den Grundstein für die Herstellung elektronischer Geräte.

Was ist also der Sinn einer PCBA? Einfach ausgedrückt: Sie bietet eine einheitliche Plattform, eine Symphoniebühne, auf der elektronische Komponenten nahtlos zusammenarbeiten. Diese Einheit stellt sicher, dass das übergeordnete Gerät seine Versprechen einhält und seine Aufgaben einwandfrei erfüllt.

Eine PCBA leitet Signale zwischen den Komponenten, die alle durch den Schaltplan des Geräts orchestriert werden. Darüber hinaus ist sie für die Bereitstellung von Masseflächen, Spannungsebenen und die komplexe Impedanzkontrolle verantwortlich, die für eine zuverlässige elektrische Leistung entscheidend sind.

Die Leistung einer PCBA hängt jedoch nicht allein von ihrem Design ab. Mehrere externe Einflussfaktoren spielen eine Rolle:

• Das Kaliber der verwendeten Komponenten

• Die Präzision des Montageprozesses

• Die Integrität dieser empfindlichen Lötstellen

  

PCBA-Zusammensetzung

  

In der Elektronik ist die Leiterplattenbestückung (PCBA) ein komplexes und dennoch stimmiges Gesamtkunstwerk. Doch was genau macht dieses entscheidende Element unserer Geräte aus? 

1. Die Leiterplatte

Das Herzstück der PCBA ist die Leiterplatte (PCB). Sie ist die grundlegende Plattform, sozusagen eine Leinwand, auf der alles andere seinen Platz findet. Die aus Laminatmaterialien bestehende und oft geschichtete Leiterplatte sorgt für strukturelle Stabilität und beherbergt gleichzeitig leitfähige Leiterbahnen.

2. Elektronische Komponenten

Auf dieser Platine sind die verschiedenen elektronischen Komponenten elegant angeordnet. Diese reichen in der Regel von passiven Elementen wie Widerständen, Kondensatoren und Induktivitäten bis hin zu aktiven Elementen wie Transistoren und integrierten Schaltkreisen, und jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle. Diese Bausteine ​​verleihen der Platine Funktionalität und tragen jeweils ihre einzigartigen elektrischen Eigenschaften bei.

3. Leiterbahnen und Durchkontaktierungen

Die Leiterbahnen dienen als Adern unserer PCBA und sind dünne, leitfähige Pfade, die den reibungslosen Fluss elektrischer Ströme ermöglichen. Vias hingegen fungieren als Brücken, die verschiedene Schichten einer mehrschichtigen Leiterplatte verbinden und so die Signalharmonie durchgängig gewährleisten.

4. Die Lötpaste

Vor dem Platzieren der Bauteile wird eine Lötpaste (eine Mischung aus feinen Lötpartikeln und Flussmittel) auf die zu bestückende Platine aufgetragen. Diese sorgt beim Erhitzen für eine feste Verbindung. 

Das gleichmäßige Auftragen der Paste ist für den Montageprozess entscheidend, da es die Qualität der Verbindungen bestimmt. Die Zusammensetzung der Paste ermöglicht optimale elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit. 

Eine PCBA besteht aus mehr als nur ihren Einzelteilen; sie ist ein harmonisches Zusammenspiel sorgfältig ausgewählter und präzise platzierter Komponenten. Jedes Element ist für sich genommen bedeutsam, trägt aber gemeinsam zur Gesamtfunktionalität und Leistung bei und macht die PCBA zu einem Meisterwerk moderner Ingenieurskunst.

Zwei Hauptmethoden der PCBA-Montage

Bestückung einer Leiterplatte (PCB) ist wie die Umsetzung eines schematischen Entwurfs in greifbares Leben. Zwei vorherrschende Methoden steuern diesen komplexen Prozess: Durchsteckmontage (THT) und Oberflächenmontage (SMT).

  

Durchgangsloch-Technologie (THT)

Die Through-Hole-Technologie (THT) stammt aus den Gründerjahren der Elektronik und gilt als Leuchtturm der traditionellen PCB-Montagemethoden. 

THT zeichnet sich im Kern durch seinen systematischen Prozess aus. Dabei werden verlängerte Anschlüsse elektronischer Komponenten durch sorgfältig gebohrte Löcher auf einer Leiterplatte platziert. 

Diese von der gegenüberliegenden Seite herausgeführten Leitungen werden dann durch Löten an dafür vorgesehenen Pads sicher verankert. Dadurch wird sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung gewährleistet. 

Obwohl der gesamte Vorgang scheinbar unkompliziert ist, erfordert er Präzision, insbesondere bei der Ausrichtung der Anschlussleitungen der Komponenten mit den Bohrlöchern der Leiterplatte. 

Anwendungen der Durchstecktechnologie

THT ist bekannt für seine unübertroffene Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit. Hier finden Sie eine detailliertere Beschreibung einiger seiner Anwendungen:

● Luft- und Raumfahrt: THT ist unverzichtbar in einer Umgebung, in der jede Sekunde und jede Verbindung zählt. Von Satelliten bis zu Raumfahrzeugen können sich diese Systeme nicht einmal kleinste Störungen leisten. Die robusten THT-Verbindungen stellen sicher, dass Vibrationen oder Temperaturschwankungen im Weltraum die Geräte nicht beeinträchtigen.

● Militärische Hardware: Auf dem Schlachtfeld ist Zuverlässigkeit das A und O. Militärische Ausrüstung, von Kommunikationsgeräten bis hin zu modernen Waffen, basiert aufgrund ihrer bewährten Erfolgsbilanz auf THT. Seine Fähigkeit, rauen Bedingungen standzuhalten und die Leistung aufrechtzuerhalten, macht es zur naheliegenden Wahl.

● Industrielle Maschinen: In Branchen, in denen Maschinen im Dauerbetrieb arbeiten, ist die Elektronik ständigem Verschleiß ausgesetzt. THT-Baugruppen sorgen mit ihren robusten Verbindungen für einen reibungslosen Betrieb dieser Maschinen und minimieren Ausfallzeiten.

● Vintage-Elektronik: THT ist die bevorzugte Montagemethode für Liebhaber von Retro-Elektronik und Vintage-Radios. Es ist nicht nur historisch korrekt, sondern bietet auch die Langlebigkeit, die solche Geräte ursprünglich auszeichnete.

Montageprozess für Through-Hole-Technologie (THT)

  

1. Bohren

Kartierung und Design: Die Platine wird vor dem Bohren sorgfältig kartiert, um sicherzustellen, dass die Bohrlöcher dem Schaltungsdesign entsprechen. Für diese Aufgabe werden häufig hochauflösende Röntgenstrahlen oder automatisierte Maschinen eingesetzt.

Präzisionsbohren: Mithilfe modernster Maschinen werden mit höchster Präzision Löcher in die Leiterplatte gebohrt. Diese Löcher dienen der Aufnahme der Anschlussdrähte der Komponenten. Durchmesser, Tiefe und Position gewährleisten einen reibungslosen Montageprozess.

2. Einfügen von Komponenten

Lead-Ausrichtung: Die Anschlussdrähte der Bauteile werden vor dem Einstecken sorgfältig in die Bohrungen ausgerichtet. Dies gewährleistet einen festen Sitz und erleichtert das anschließende Löten.

Manuelles vs. automatisches Einfügen: Je nach Komplexität, Größe und erforderlicher Präzision können die Bauteile manuell oder mithilfe automatisierter Bestückungsautomaten eingesetzt werden. Bei größeren Bauteilen oder Spezialbaugruppen ist das manuelle Einsetzen aufgrund der taktilen Rückmeldung möglicherweise dennoch vorzuziehen.

3. Lötung

Flussmittelanwendung: Vor dem Löten wird eine Flussmittelschicht auf die Stelle aufgetragen. Das Flussmittel unterstützt den Lötvorgang, indem es die Leitungen und die Platine reinigt und so eine stärkere Verbindung gewährleistet.

Wellenlöten: Dies ist die vorherrschende Methode für THT. Die Leiterplatte wird mit ihren hervorstehenden Bauteilanschlüssen über eine kaskadierende Welle aus geschmolzenem Lot geführt. Während sich die Platte bewegt, haftet das Lot an den Anschlüssen und sorgt so für eine feste elektrische und mechanische Verbindung.

Abkühlen und Verfestigen: Sobald das Löten abgeschlossen ist, wird die Platine durch eine Kühlzone geführt, damit das Lot aushärten und die Komponenten fest an ihrem Platz verankern kann.

4. Trimmen und Reinigen

Trimmen: Die nun aus der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte herausragenden Anschlussleitungen werden mit Handwerkzeugen oder automatischen Schneidemaschinen sorgfältig auf die gewünschte Länge gekürzt. Dies gewährleistet ein sauberes Erscheinungsbild und verhindert unbeabsichtigten elektrischen Kontakt.

Reinigung: Nach dem Trimmen wird die Platine häufig einem Reinigungsprozess unterzogen, um Flussmittelrückstände und Schmutz zu entfernen. Dieser Schritt gewährleistet die Langlebigkeit und optimale Funktionalität der Platine, indem er potenzielle Korrosionsschäden oder Kurzschlüsse verhindert.

Der THT-Montageprozess ist zwar methodisch und kompliziert, zielt aber darauf ab, eine robuste und langlebige Leiterplatte zu liefern, die anspruchsvollen Umgebungen und längerer Nutzung standhält.

Oberflächenmontagetechnik (SMT)

Oberflächenmontagetechnologie (SMT), das als revolutionäre Abkehr von herkömmlichen Montagemethoden entstand, basiert auf der Platzierung und dem Löten von Komponenten direkt auf der Oberfläche einer Leiterplatte (PCB). 

Im Gegensatz zu seinem Vorgänger mit Durchgangsbohrung, bei dem die Anschlüsse durch Löcher geführt werden müssen, nutzt SMT winzige Lötpads und unterstreicht damit seinen Anspruch an die Miniaturisierung. Dies führt zu einer Reduzierung der Platinengröße und einer Verbesserung der elektrischen Leistung, insbesondere bei hohen Frequenzen. 

Der Name dieser Methode leitet sich auch von ihrem Wesen ab: Die Komponenten werden auf der Leiterplatte „oberflächenmontiert“, wodurch bei Bedarf eine dichte Integration der Komponenten auf beiden Seiten der Platine möglich ist.

Anwendungen der Oberflächenmontagetechnik

Die Flexibilität und Skalierbarkeit der SMT haben sie zum Eckpfeiler moderner Unterhaltungselektronik gemacht. Ihre Leistungsfähigkeit zeigt sich besonders bei Geräten, bei denen Formfaktor, Gewicht und Leistung entscheidend sind:

● Smartphones: Smartphones sind heute nahezu allgegenwärtig und ein Beleg für die Leistungsfähigkeit von SMT. Von hochauflösenden Bildschirmen bis hin zu Multicore-Prozessoren – die Kompaktheit und Effizienz dieser Geräte ist ein direktes Ergebnis der komplexen Montagetechniken von SMT.

● Tablets: Tablets, die die Lücke zwischen Smartphones und Laptops schließen, sind mit ihren größeren Bildschirmen und erweiterten Funktionen ebenfalls auf SMT angewiesen, um ein schlankes Profil beizubehalten, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

● Tragfähig: Geräte wie Smartwatches, Fitnessarmbänder und Augmented-Reality-Brillen erfordern höchste Miniaturisierung. Die Fähigkeit von SMT, Leiterplatten dicht zu bestücken, gewährleistet, dass diese Wearables leicht, vielseitig und leistungsstark bleiben.

  

Montageprozess der Oberflächenmontagetechnik

  

1. Schablonendruck

  

Bevor der Montageprozess beginnen kann, muss die Lötpaste präzise auf die Leiterplatte aufgetragen werden. Dies geschieht mithilfe einer Schablone, einem dünnen Blech (oftmals Edelstahl), in das Löcher an den Positionen der Lötpads auf der Leiterplatte eingearbeitet sind. 

Anschließend fährt eine Rakelklinge über diese Schablone und presst die Lötpaste durch die Löcher auf die Leiterplatte. Die präzise Lötpastenabscheidung ist entscheidend, da sie die Qualität der Lötstellen und damit die Leistung der bestückten Leiterplatte beeinflusst.

2. Komponentenplatzierung

Sobald die Lötpaste aufgetragen ist, wird die Leiterplatte mit Bauteilen bestückt. Angesichts der winzigen Größe vieler moderner Bauteile erfordert diese Aufgabe ein hohes Maß an Präzision. 

Um dies zu erreichen, kommen hochmoderne Bestückungsautomaten zum Einsatz. Diese Maschinen wählen Bauteile aus Zuführungen aus, prüfen deren Typ und Ausrichtung und platzieren sie anschließend mit höchster Präzision an den vorgesehenen Positionen auf der Leiterplatte.

3. Reflow-Löten

Nach dem Bestücken wird die Platine in einen Reflow-Ofen geschickt – eine spezielle Maschine, die die Leiterplatte einem kontrollierten Temperaturprofil aussetzt. Nach einer Vorheizphase, in der die gesamte Platine sanft erhitzt wird, um Feuchtigkeit zu entfernen, wird die Temperatur schrittweise erhöht. 

Während die Platine den Ofen durchläuft, erreicht die Lötpaste ihren Schmelzpunkt und bildet feste Lötverbindungen, die die Komponenten mechanisch und elektrisch mit der Leiterplatte verbinden. Nach Abschluss der Lötphase verfestigt sich das Lot in einer Abkühlphase und stellt die Verbindungen sicher.

4. Inspektion und Qualitätskontrolle

Für einen reibungslosen Montageprozess reicht nicht nur das Platzieren und Löten von Komponenten aus; eine strenge Kontrolle nach der Montage ist unerlässlich. Die Automatische Optische Inspektion (AOI) spielt dabei eine Schlüsselrolle. 

Mithilfe hochauflösender Kameras und ausgefeilter Softwarealgorithmen scannen AOI-Systeme die Leiterplatte auf mögliche Defekte – wie Fehlausrichtungen, Tombstoning oder unzureichende Lötung. Erkannte Abweichungen werden zur weiteren Überprüfung oder Nacharbeit markiert. So wird sichergestellt, dass jede Leiterplatte strenge Qualitätsstandards erfüllt, bevor sie weiterverarbeitet wird.

PCBA Testing

  

       

Wenn wir von PCBA-Tests sprechen, meinen wir die Prüfung der IC-Programmierung, der Leistung, des Stroms, der Spannung und der Schaltkreiskontinuität auf der verarbeiteten PCBA-Platine. Diese Tests folgen strikt dem PCBA-Teststandard und prüfen die Leiterplattenpunkte gemäß dem Testplan des Kunden.

Die Prüfung von PCBA ist die wichtigste Methode zur Qualitätskontrolle im gesamten PCBA-Verarbeitungsprozess und ein wichtiges Bindeglied zur strengen Kontrolle der Qualität der Lieferungen.

PCBA-Tests umfassen hauptsächlich:

• 1. IKT-Test: Testen Sie Schaltkreis-Ein/Aus, Strom- und Spannungswerte, Schwankungskurve, Amplitude und Rauschen.

• 2. FCT-Test: Wird oft als Funktionstest bezeichnet. Bei diesem Test wird ein Funktionssimulationstest auf der PCBA-Platine ausgeführt, wodurch Probleme in Hardware und Software aufgedeckt werden.

• 3. Flying-Probe-Test: Der Flying-Probe-Tester verwendet Sonden, um elektrische Tests an den Werten und elektrischen Eigenschaften elektronischer Komponenten durchzuführen.

• 4. Alterungstest: Unterbrechungsfreies und kontinuierliches Einschalten der PCBA-Platine, die den FCT-Test bestanden hat, Simulieren von Benutzereingaben und -ausgaben, Beobachten, ob die PCBA-Platine bei längerem und periodischem Betrieb ausfällt, und Testen der Haltbarkeit und Stabilität des Produkts.

• 5. Test in rauer Umgebung: Setzen Sie die PCBA-Platine extremen Temperaturen, Feuchtigkeit, Spritzwasser, Stürzen und Vibrationen aus und ermitteln Sie die Testergebnisse von Zufallsstichproben, um die Zuverlässigkeit des gesamten PCBA-Platinenprodukts zu beurteilen.

Die oben genannten sind die Standard-PCBA-Testmethoden. Der Betrieb sollte je nach tatsächlicher Produktsituation unterschiedliche Testmethoden wählen. Eine PCBA-Verarbeitungsfabrik mit umfassender Testerfahrung kann Ihre Produkte in kürzester Zeit testen und so eine gute Qualität und längere Haltbarkeit gewährleisten.

   

Wie hängen PCB und PCBA zusammen?

Leiterplatten (PCB) und Leiterplattenbaugruppen (PCBA) sind eng miteinander verbundene Phasen der Elektronikfertigung. Eine Leiterplatte bildet die Grundstruktur und besteht aus Leiterbahnen, Pads und anderen Elementen, die auf ein nichtleitendes Substrat geätzt sind. 

Es dient als Blaupause, auf der später elektronische Komponenten angebracht werden. Der Übergang zu PCBA erfolgt, wenn diese elektronischen Komponenten – wie Widerstände, Kondensatoren und integrierte Schaltkreise – auf der Leiterplatte montiert und verlötet werden, wodurch diese zu einem vollständigen, funktionsfähigen Schaltkreis wird. 

Während eine Leiterplatte im Wesentlichen wie eine leere Leinwand ist, ist eine PCBA das fertige Gemälde mit allen Komponenten an Ort und Stelle und bereit für die Ausführung seiner elektronischen Funktionen. Das Verständnis des Unterschieds und der Beziehung zwischen PCB und PCBA ist grundlegend für das Verständnis des Elektronikproduktionsprozesses.

  

 

Hauptunterschiede zwischen PCB und PCBA

 

Wir haben vor nicht allzu langer Zeit nur kurz erwähnt, wie sie verwandt sind, aber haben Sie sich schon einmal Gedanken darüber gemacht, was sie voneinander unterscheidet?

Was unterscheidet eine Leiterplatte von einer PCBA? Um dies besser zu verstehen, werfen wir einen Blick auf ihre Definitionen, Kosten und Herstellung.

1. Definition

PCB: Bezieht sich auf eine gedruckte Leiterplatte, die im Wesentlichen die Grundstruktur mit leitfähigen Spuren auf einem nichtleitenden Substrat bereitstellt.

PCBA: Steht für Printed Circuit Board Assembly (gedruckte Leiterplattenmontage). Dies ist das fortgeschrittene Stadium, in dem alle elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte montiert und verlötet sind, wodurch sie zu einer funktionsfähigen Schaltung wird.

2. Herstellungsprozess

PCB: Umfasst den Entwurf des Platinenlayouts, das Ätzen von Leiterbahnen und das Bohren von Löchern für das mögliche Einsetzen von Komponenten.

PCBA: Verleiht einer Leiterplatte durch das Hinzufügen von Komponenten wie Widerständen, Kondensatoren und ICs neue Dimensionen. Dazu gehören Prozesse wie Schablonendruck, Bauteilplatzierung und Reflow-Löten.

3. Kosten

Leiterplatte: Im Allgemeinen günstiger, da es sich nur um die Platine ohne Komponenten handelt.

PCBA: Dies ist tendenziell teurer, da die Kosten für einzelne Komponenten und zusätzliche Montageprozesse berücksichtigt werden.

Übersichtstabelle: 

Aspekt	PCB	PCBA
Definition	Platine mit Leiterbahnen	Leiterplatte mit angebrachten Komponenten
Fertigung	Design, Ätzen, Bohren	Schablonendruck, Bestückung, Reflow-Löten (SMT)
Kosten	Günstiger (nur Board)	Teurer (Platinenkomponenten plus Montagegebühr)
Montagetechniken	Komponenten sind nicht montiert	Kann Durchstecklöten, SMT und BGA-Montage beinhalten

              

Wählen Sie zwischen PCB und PCBA

Wann genau sollten Sie sich also zwischen PCB und PCBA entscheiden? 

Entscheidung für PCB:

Die Wahl einer unbestückten Leiterplatte ist ideal für die Anfangsphasen des Produktdesigns und Prototypings. Eine eigenständige Leiterplatte reicht aus, wenn Sie sich in der Testphase befinden, das Layout verfeinern oder die Leiterbahnen evaluieren. Sie bietet Flexibilität und ermöglicht Änderungen, ohne Bauteile zu verschwenden. 

Wenn Sie außerdem die Möglichkeit und den Wunsch haben, die Beschaffung und Montage der Komponenten intern oder durch einen anderen spezialisierten Dienst abzuwickeln, ist die Beschaffung nur der Leiterplatte die beste Lösung.

Tendenz zu PCBA:

Wenn Sie eine voll funktionsfähige Platine suchen, die direkt in ein Produkt integriert werden kann, ist PCBA die optimale Wahl. Es ist eine zeitsparende Lösung, insbesondere für die Massenproduktion, da die Platine bereits mit allen notwendigen Komponenten bestückt geliefert wird. 

Dies gewährleistet Konsistenz, reduziert Montagefehler und kann im großen Maßstab kostengünstiger sein. Für fertige Produkte oder nahezu fertige Prototypen bietet PCBA eine Plug-and-Play-Lösung.

  

Anwendungen von PCB und PCBA

  

Wir sprechen jetzt seit einigen Minuten über PCB und PCBA und ich denke, es ist sehr sinnvoll, die Anwendung beider zu kennen, meinen Sie nicht auch? 

1. Consumer Elektronik

Im Zentrum alltäglicher Technologien – vom allgegenwärtigen Smartphone bis zum immersiven Erlebnis moderner Fernseher – stehen PCBA und PCB. Sie dienen als operative Grundlage und verbinden Mikroprozessoren, Speichermodule und andere zentrale Komponenten.

2. Automotive Electronics

In der sich wandelnden Verkehrslandschaft, insbesondere mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen (EVs), sind PCB und PCBA unverzichtbar geworden. Sie steuern das Batteriemanagement, verbessern die Energienutzung und ermöglichen die autonome Navigation. Auf dem Weg in eine stärker elektrifizierte Zukunft kann die Bedeutung dieser Platinen für die Effizienz und Sicherheit von Fahrzeugen nicht hoch genug eingeschätzt werden.

3. Industrielle Steuerungen

In der Industrie sind Leiterplatten und PCBAs das Herzstück von Maschinen – von der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) über dynamische Motorantriebe bis hin zu komplexen Sensoren. Ihre Präsenz garantiert einen reibungslosen Betriebsablauf.

4. Medizintechnik

In der Medizin ist Genauigkeit von größter Bedeutung. Ob es um einen einfachen Herzfrequenzmesser, die Funktionsweise eines MRT-Scanners oder die Präzision robotergestützter chirurgischer Instrumente geht – die unerschütterliche Zuverlässigkeit von PCB gegenüber PCBA ist eine Grundvoraussetzung.

5. Computergeräte

Ob in riesigen Servern oder persönlichen Laptops – die Rechenleistung wird durch sorgfältig gefertigte PCBAs gesteigert. Diese Platinen enthalten viele wichtige Komponenten wie CPUs, GPUs und RAM und bilden somit den Kern der Rechenleistung.

6. Telekommunikation

Die digitalen Verbindungen, die uns verbinden – Mobilfunknetze oder riesige Internetkanäle – basieren auf hochwertigen Leiterplatten. Sie bilden die Grundlage für die Leistungsfähigkeit von Routern, Switches und weitläufigen Basisstationen.

7. Luft-und Raumfahrt und Verteidigung

Die Anforderungen an die Technologie sind in den anspruchsvollen Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung enorm. PCBA und PCB erfüllen strenge Kriterien und sind in vielen Anwendungen verankert, von komplexen Cockpitinstrumenten bis hin zu hochentwickelten Raketenleitsystemen.

8. Geräte für das Internet der Dinge (IoT).

Während wir das Zeitalter des IoT einläuten, das durch vernetzte Smart Homes, tragbare Technologie und industrielle Sensoren gekennzeichnet ist, sind die kompakten und dennoch leistungsstarken PCBAs die stillen Wegbereiter.

Unsere PCBA-Dienstleistungen

At PCBasic JS Technology Co., LtdUnser Hauptaugenmerk liegt auf der Bereitstellung erstklassiger intelligenter Fertigungslösungen für die PCBA-Produktion im kleinen und großen Maßstab. Als führendes Unternehmen im Bereich PCB-Design und -Fertigung sind wir stolz darauf, mehr als nur ein PCB-Unternehmen zu sein. 

Wir sind Ihr Partner für:

● Intelligente Leiterplattenherstellung

● PCB-Design

● PCB-Herstellung

● F&E-Lösungen

● Materialauswahl

● Integrierte Managementsysteme

● Oberflächenmontagetechnik (SMT)

● Durchsteckmontage

● BGA-Röntgeninspektion

● Prototyp-Leiterplattenmontage

● PCB-Tests

Wir stehen zu unserem Versprechen eines schnellen Services ohne Kompromisse bei der Qualität. Dank unserer Expertise in PCBA-Technologie und PCB-Design-Services können unsere Kunden darauf vertrauen, dass wir innovative F&E-Lösungen und eine sinnvolle Materialauswahl liefern und so optimale Ergebnisse für die OEM-Auftragsproduktion gewährleisten.

Unsere proprietären Managementsysteme, darunter CRM, MES, ERP und IoT, wurden sorgfältig intern entwickelt. Dieser zukunftsorientierte Ansatz ermöglicht es uns, im Bereich der digitalen Intelligenz zu brillieren und uns als Branchenführer hervorzuheben.

Wir haben umfangreiches Wissen und Kompetenz in der Betreuung so unterschiedlicher Sektoren wie Industriesteuerung, Smart-Home-Ökosystemen, fortschrittlicher Instrumentierung, Fahrzeug-IoT, Kommunikationsstrominfrastruktur, Medizingerätetechnologie, Automobilelektronik und Luftfahrt erworben.

Darüber hinaus ist unser Engagement für die Gewährleistung der Funktionalität unerschütterlich, was sich in unseren strengen Protokollen für die Prototyp-Leiterplattenmontage und Leiterplattenprüfung zeigt.

Wenn Sie mit uns zusammenarbeiten, arbeiten Sie mit einem Team zusammen, das Ihre Ziele priorisiert und einen reibungslosen Ablauf vom Entwurf bis zur Auslieferung gewährleistet.