ホームページ > ブログ > ナレッジベース > PLC基板アセンブリ：信頼性の高い産業用制御基板はどのように製造され、テストされるのか
目次
1. PLCは一般的なプリント基板ではない：コントローラの構成要素
3. DFMレビューからSMT/THT PLC PCBアセンブリまで
したがって、PLC基板の組み立てとは、単に部品を基板上に配置するだけではなく、混在信号、産業ノイズ、熱、接続の信頼性、部品の調達、テストといった問題に対処することを意味します。
この記事は説明します PLC基板の組み立てによって、一般的なプリント基板が信頼性の高い産業用制御基板へとどのように変化するのかを解説します。また、PLC制御基板の組み立てが一般的なプリント基板アセンブリ（PCBA）プロセスとどのように異なるのかも説明します。
APプログラム可能なロジックコントローラ （PLC） 産業用コントローラーは 実行 プログラムされたロジックを実装し、他の工場機器と連携します。最新のPLC設計では、I/O、通信、その他のインターフェースを備えた集中型または分散型のアーキテクチャを採用できます。 フィールドデバイス.
PLCシステムには様々な種類のPLC制御基板を設置できます。 ハンドル CPU 論理関数そのうちのいくつかは ハンドル 入出力、通信、電源、およびフィールド接続。
CPU部は、制御プログラムの実行とPLCの動作調整を担当します。 かもしれません マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、メモリユニット、クロック回路、電圧レギュレータ、通信インターフェース、およびその他の保護要素を含む。
コンポーネントの選定は、実行される操作の速度と信頼性を考える上で重要な問題です。エンジニアは、動作温度、メモリ、 耐久性とデータ保持プロセッサの可用性、EMC こちらからそして、消費電力。
PLCコントローラ基板は、信頼性の高い電源アーキテクチャを備えている必要があります。プロセッサ電源ラインにおける電圧変動やノイズは、予期せぬ動作を引き起こす可能性があります。したがって、設計およびPLC基板の製造においては、フィルタリング、デカップリング、接地、電源シーケンス制御、その他同様の問題に注意を払う必要があります。
I/Oボード インターフェースを提供する コントローラと環境の間。これらの回路はデジタル入力を処理できます。 出力アナログ信号、センサー in配置、またはアクチュエータコマンド。 通信ボードはネットワーク通信を処理します。最新のPLCは、PROFINETやEtherCATなどの産業用イーサネットプロトコルを使用する場合があります。
したがって、PLC PCB 高速通信インターフェースを備えた 特別なインピーダンス制御、コネクタの慎重な配置、絶縁、フィルタリング、および電気的過渡現象からの保護が必要になる場合があります。
産業用制御システムでは、高エネルギーの電界インターフェースを制御するために低電圧電子回路が必要となる。リレー、端子台、フォトカプラ、絶縁デバイス、ヒューズ、過渡保護装置、電力変換器などの部品は、同一のプリント基板上に配置することができる。
PLC制御基板の組み立てにおける課題の一つは、低電圧電子機器が、高電圧、スイッチング負荷、および電気的過渡現象にさらされる現場インターフェースと並行して、確実に動作する必要があることである。
かぎ PLC PCBアセンブリと一般的なPCBAの違いは、電気的性能と環境との関係です。 多くの 消費者向けプリント基板は制御された環境で動作し、PLCボードは 頻繁に 温度、振動、EMC干渉、電気的過渡現象のある環境で何年も作業する必要がある かもしれません 発生します。
したがって、産業用制御基板組立および産業用自動化基板組立のプロセスは、設計段階と製造段階において規律を必要とする。
PLC基板には、プロセッサ回路、スイッチング出力、アナログ入力、通信インターフェース、パワーエレクトロニクスなどが含まれる。これらの回路はそれぞれ固有の電気的問題を抱えている。スイッチング回路はノイズを発生させ、アナログ入力には安定した基準電圧と適切に制御された帰還経路が必要となる。
一般的なPLC用プリント基板アセンブリ（PCBA）には、ファインピッチIC、小型受動部品、コネクタ、リレー、トランス、端子台、スルーホール部品などが含まれる。 多くの場合、これはSMT PCBアセンブリと スルーホール PCB アセンブリ 異なる構成部品、組み立て工程、検査、および熱特性を持つ。
IPC-A-610Jは、電子アセンブリの外観検査基準を規定している。J-STD-001Jは、はんだ付けされた電気・電子アセンブリの要件と工程管理について規定している。
信頼性は、最初の部品が組み立てラインに到達する前から始まります。設計者は、沿面距離と空間距離、熱管理、コネクタの保持力、機械的応力、部品のディレーティング、ESD保護、およびEMC性能を考慮する必要があります。
高信頼性PCBアセンブリの製造工程では、 残る デザインと一致する こちらからはんだ付け不良sコネクタの接続不良、または 未承認 部品の交換はPLCの現場故障につながる可能性がある 長時間の運用を想定しています.
PLC基板の製造を成功させるには、組み立て設備からではなく、エンジニアリングレビューから始めることが重要です。これにより、問題点を早期に発見し、修正することができます。 早く 設計段階で、 生産の後半段階でのコストのかかる変更を削減できる.
DFMおよびDFAレビューでは、PCB設計が分析されます。具体的には、基板レイアウト、部品のフットプリント、クリアランス、パネル化、アセンブリの向き、ソルダーマスクの開口部、およびテストアクセスなどが分析されます。
部品表も同様に重要です (部品表): リードタイムの長い部品、旧式部品、偽造のリスク、メーカー固有の部品、またはパッケージの代替品は、生産を妨げる可能性があります。
PLC制御基板の組み立て時には、エンジニアはどの部品が重要な機能や信号の完全性に直接影響を与えるかを特定する必要があります。 代替部品 かもしれません 合う 同じ フットプリントですが、 まだ 電気的性能に影響を与える。
コマンドと SMTアセンブリ はんだペーストの印刷から始まります。特にファインピッチプロセッサや小型受動部品においては、ステンシルの正確な位置合わせとペースト量の制御が非常に重要です。
次に、ピックアンドプレースマシンが組立ファイルに従って部品を配置します。正確な配置が非常に重要です。 過剰な配置 オフセットは、断線、短絡、またははんだ付け不良の原因となる可能性があります。
次に、制御された熱プロファイルを用いたリフロー工程を行います。これは、はんだペーストの特性、基板構造、部品構成、および熱容量に合わせて調整する必要があります。
PLC基板の組み立てにおいては、均一な加熱と半田不良や部品への応力の防止のために、慎重に選択された熱プロファイルが必要となることが多い。
大型コネクタ、リレー、トランス、端子台、その他機械的に複雑な部品の一部は、スルーホール技術を利用して組み立てることができる。 設計によっては、メーカーは選択的はんだ付け、ウェーブはんだ付け、または手作業による組み立てといった技術を用いる場合がある。
フラックス残渣およびその他の汚染物質 電気的性能や長期的な信頼性に影響を与える可能性があります もしそうでないなら 正しく 組み立て中に制御されます。 したがって、洗浄方法は、はんだ付け技術、部品仕様、環境、および顧客の要求に応じて選択する必要がある。
産業用途では、回路を湿気、埃、その他の環境要因から保護するために、コンフォーマルコーティングが使用されることがあります。コーティングは、プリント基板の設計やプロセス管理を補完するものであり、代替するものではありません。
目視検査は、PLC基板組立試験の最初のステップにすぎません。試験を成功させるには、複数の検査および電気的検証技術が必要です。 目標は、PLCのプリント基板アセンブリ（PCBA）が見た目が正しいだけでなく、信号を正しく読み取り、処理し、出力を制御するなど、正しく機能することを保証することです。
はんだペースト検査（SPI）は、部品を実装する前に、はんだペーストの量と塗布位置をチェックします。ペーストの不足、過剰、または印刷のずれを検出します。 AOIは、部品の存在、向き、配置、および目視可能なはんだ接合部を検査します。 X線検査は、光学検査では不可能なパッケージ下の隠れたはんだ接合部を可視化することができる。
IPC-A-610は、電子アセンブリの目視検査の許容基準を規定しています。IPCによると、X線検査の基準はIPC-A-610の適用範囲外であり、関連するX線検査に関するガイダンスはJ-STD-001で提供されています。 これらの技術を組み合わせることで、産業用オートメーション用プリント基板アセンブリの検査範囲を拡大できます。
電気性能を確認するには、点検だけでは不十分です。 インサーキットテスト（ICT）は、 アクセス可能な テストポイントでは、断線、短絡、部品値の誤り、その他の組立不良を検出します。フライングプローブテストは、専用のテスト治具を必要としないため、プロトタイプや少量生産に適した、より柔軟な手法です。どちらの手法を選択するかは、生産量、PCBの複雑さ、テスト範囲、設計段階によって異なります。
機能テストとは、PLC制御基板の組み立てにおいて、単なる生産検証を超えた段階のテストである。 テストシステムは、サンプル信号をボードに送信してその性能をテストできます。たとえば、デジタル入力は 受け取る ON/OFF信号、および指定された電圧または電流レベルでのアナログチャネルのテストが可能です。 したがって、試験装置は基板の信号処理性能をテストする必要がある。
機能テストでは、基板の関連する信号経路と制御機能をシミュレートできます。
信号入力 → 信号調整 → 処理 → 出力指令 → 信号測定。
これは、目視検査だけでは得られない機能的な検証を提供する。
適切なPLC基板実装パートナーを選ぶには、単に実装サービスの価格を比較するだけでは不十分です。産業分野のお客様は、PLC基板実装製品が試作、パイロット生産、量産といったライフサイクル全体を通して一貫性を保つことを確実にする必要があります。
プロトタイプ開発段階では、回路性能を検証しながら、設計上の問題を迅速に検出して解決することが目標です。パイロット段階では、 製造焦点はプロセスの安定性に移る。DFM 調査結果試験手順、組み立て手順、および部品の調達は、厳密に管理されるべきである。 量産段階における目標は、再現性、歩留まり、生産量、トレーサビリティ、そしてコストである。
工業製品は、比較的長い製品ライフサイクルを持つことが多い。 したがって、設計時に利用可能なプロセッサやその他のコンポーネントは、製品ライフサイクル中に陳腐化する可能性があります。そのため、PLC PCBアセンブリ会社は、制御コンポーネントのデータと 承認された 代替部品。
同じ産業用制御基板アセンブリの場合、トレーサビリティが非常に重要になります デザイン 複数の生産バッチで使用されます。 これには、PCBの改訂、BOMの改訂、部品のロット番号、組み立て日、機械およびプロセスデータ、検査結果、テスト結果、オペレーターまたは機器の識別情報などが含まれる場合があります。 変更管理 この一貫性を維持するのに役立ちます: コンポーネント 置換sステンシルの変更、ファームウェアのアップデート、またはプロセスの変更は、承認された手順に従って実施し、文書化する必要があります。
PLC基板組立の全工程は、設計、調達、生産、検査、テストを統合する必要があります。有能なPLC基板組立サプライヤーは、以下の機能を提供します。
1) 生産前のDFM/DFAレビュー
2) SMT/スルーホール製造
3) 工業用部品の調達
4) SPI/AOI検査
5）X線検査（必要に応じて）
6) ICT/フライングプローブテスト
7) PLC PCBA functional テスト
8）コンフォーマルコーティング（必要な場合）
9) 生産トレーサビリティ
10) 部品表（BOM）と改訂管理
PLC PCBの組み立てには、部品を回路基板に取り付けるだけではありません。PLC PCBは よく使われます 厳しい工業環境下では、 する必要があるかもしれません 電気ノイズ、温度変化、振動、および連続運転に耐える。
したがって、製造前のPLC PCB設計とそのコンポーネントの詳細な分析から、適切なSMTおよびTHTに至るまで、製造プロセス全体を通して信頼性を考慮する必要があります。 アセンブリ検査、電気的および機能的テスト。
PLCコントローラやその他の産業用自動化機器のメーカーにとって、適切な製造サポートは非常に重要です。 PCベーシック 試作品製作から量産まで、エンジニアリングレビュー、部品調達、プリント基板製造、組み立て、テスト、生産管理など、プロジェクト全般をサポートします。
最後に、PLC基板の信頼性は、適切な計画、製造、およびテストにかかっています。
Q1: この試験は iPLC基板 assembly？
A1： PLC基板 aアセンブリとは、プログラマブルロジックコントローラ内部で使用されるプリント基板上に電子部品を組み立てる工程のことである。
Q2: この試験は components can be fオンド ona PLC cオン・ロール bボード？
A2： PLC制御基板にはプロセッサ、メモリが搭載されている。yデバイス電圧レギュレータ、通信チップ、コネクタ、リレー、絶縁部品、保護部品、アナログ回路、デジタル入出力回路。
Q3: PLC基板を使う理由 a組み立てる uSES bSMTとTHTの両方ですか？
A3： PLC基板には、小型で高密度な部品に加え、端子台、コネクタ、リレー、トランスなどの機械的に複雑な部品が搭載されている場合がある。
電話連絡
+86-755-27218592
さらに、 ヘルプセンター。 質問とその回答がすでに明確に説明されている可能性があるため、お問い合わせの前に確認することをお勧めします。
WeChatサポート
さらに、 ヘルプセンター。 質問とその回答がすでに明確に説明されている可能性があるため、お問い合わせの前に確認することをお勧めします。
WhatsAppサポート
さらに、 ヘルプセンター。 質問とその回答がすでに明確に説明されている可能性があるため、お問い合わせの前に確認することをお勧めします。
