Сборка печатных плат (PCBA) — это процесс монтажа и пайки электронных компонентов на печатную плату без компонентов, превращающий её из нефункциональной платы в работоспособную электронную систему. Проще говоря, печатная плата обеспечивает структуру и электрические проводники, а процесс сборки наделяет её функциональностью.
Полный процесс сборки печатной платы обычно включает в себя несколько ключевых этапов, таких как нанесение паяльной пасты, размещение компонентов, пайка оплавлением, монтаж в отверстия (THT), а также последующая проверка и тестирование. В зависимости от конструкции изделия и производственных требований, процесс может включать в себя поверхностный монтаж (SMT), монтаж в отверстия (THT) или гибридный подход к сборке.
В этом руководстве мы сосредоточимся на анализе основных концепций сборки печатных плат и всего процесса сборки в PCBasic, чтобы помочь вам четко понять, как каждый ключевой этап взаимодействует, преобразуя проектные файлы в высококачественные готовые печатные платы.
Независимо от того, являетесь ли вы новичком в области печатных плат или хотите глубже понять процесс их производства, это руководство предоставит вам понятные и практические рекомендации.
Давайте начнём!
Понимание структуры печатной платы перед сборкой.
Прежде чем изучать процесс сборки печатных плат, важно понимать базовую структуру печатной платы.
Печатная плата — это построен на субстрат, обычно сделанный из Стекловолокно FR-4, используемое для обеспечения несущей способности.
Медные печатные платы будут вытравлены на подложке. поверхность для соединения различных частей цепи.
Контактная площадка — это металлическая поверхность, используемая для пайки компонентов. Компоненты, такие как rрезисторы, конденсаторы, и ИС припаиваются к контактным площадкам или вставляются в сквозные отверстия для давать печатная плата свою функция.
Покрытый тсквозное отверстиеs Сквозные отверстия (PTH) используются для соединения различных слоев и определения того, является ли печатная плата однослойной, двухслойной или многослойной.
С помощьюS, медная пластинаed отверстиеs для обеспечения проводимости между слоями.
Паяльную маску наносят на медь. шаги для предотвращения коротких замыканий и коррозии.
Слой шелкографии используется для по оценкам, компонент этикеткиполярность маркировка и lорбитальная геофизическая обсерваторияs.
Цель проектирования печатных плат состоит в том, чтобы очередь Преобразовать требования к схеме в рациональную компоновку для облегчения последующей сборки. Понимание этих основ полезно для лучшего освоения процесса сборки печатных плат.
Что такое сборка печатной платы?
Итак, что же такое сборка печатных плат? Проще говоря, сборка печатных плат — это процесс пайки электронных компонентов на печатную плату, превращающий неработоспособную плату в работоспособную.
В настоящее время большая часть сборки печатных плат осуществляется с использованием автоматизированного оборудования. Однако в некоторых случаях по-прежнему требуется ручная работа. Технология поверхностного монтажа (SMT) позволяет напрямую устанавливать компоненты на контактные площадки, значительно повышая эффективность и способствуя миниатюризации изделий. В некоторых конструкциях или при требованиях к механической прочности технология сквозного монтажа (THT) остается незаменимой.
В многослойных печатных платах компоненты могут устанавливаться с обеих сторон или даже внутри внутренней структуры. После пайки обычно проводится дополнительное усиление для повышения виброустойчивости. Затем качество пайки подтверждается путем контроля и тестирования, чтобы исключить такие проблемы, как короткие замыкания или некачественные паяные соединения.
В зависимости от объёма производства сборка печатных плат обычно делится на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. Крупносерийное производство больше подходит для автоматизации с целью снижения затрат и повышения эффективности. Однако мелкосерийное производство или изготовление прототипов в большей степени полагаются на ручную сборку для большей гибкости.
Сборка печатных плат — это ключевой этап в превращении электронных схем в реальные продукты, начиная от проектной документации и заканчивая готовыми изделиями.
Процесс производства печатных плат
К числу трех основных методов сборки относятся технология поверхностного монтажа (SMT), технология сквозного монтажа (THT) и гибридный метод, сочетающий в себе SMT и THT.
Сборка по технологии поверхностного монтажа (SMT)
Технология поверхностного монтажа (SMT) позволяет устанавливать компоненты непосредственно на контактные площадки печатной платы, а не через сквозные отверстия, что революционизирует сборку электроники и способствует миниатюризации продукции. SMT-сборка основана на автоматизированной системе установки компонентов (pick-and-place), обеспечивающей высокоскоростные и высокоточные производственные процессы, включая:
Нанесение паяльной пасты методом печати:
Сначала печатная плата проходит под трафаретом, соответствующим расположению контактных площадок для пайки. С помощью ракеля равномерно наносится слой паяльной пасты на эти площадки. Паста не только служит клеем, но и образует паяные соединения во время оплавления.
Размещение компонентов:
Автоматизированная машина для захвата и размещения компонентов захватывает компоненты с катушек с материалом и точно размещает их на соответствующих площадках в соответствии с запрограммированными инструкциями. Эти машины обеспечивают непрерывную подачу материала через вакуумные сопла и подающие устройства, а с помощью оптической системы выравнивания они могут достигать высокоточной установки с точностью до 0.1 мм и выше.
Пайка оплавлением:
После установки компонентов печатная плата помещается в печь для оплавления, где она постепенно нагревается в различных температурных зонах. Пайка завершается при максимальной температуре (обычно 200-250 °C, в течение 60-90 секунд), после чего плата охлаждается в контролируемых условиях. Для предотвращения окисления во время процесса пайки может использоваться азотная атмосфера.
Автоматизированный оптический контроль (АОИ):
После пайки оплавлением проверяется правильность расположения компонентов и отсутствие явных дефектов, выявляемых системами контроля.
Первичная проверка образца:
Первая собранная печатная плата пройдет всестороннюю проверку под микроскопом, включая размещение компонентов, ориентацию и качество паяных соединений. Для повышения эффективности завод PCBasic самостоятельно разработал первый тестер образцов, который может автоматически проверять производительность и функциональность печатных плат, сводя к минимуму человеческие ошибки.
Испытания летающего зонда:
С помощью датчиков проверяется электрическая целостность каждой площадки и выявляются любые короткие замыкания, что гарантирует качество продукции перед отгрузкой.
Технология поверхностного монтажа (SMT) обеспечивает высокую эффективность и стабильность, что делает её идеально подходящей для массового производства. Однако она требует значительных инвестиций в оборудование, включая трафареты, принтеры, машины для установки компонентов, печи оплавления и системы автоматического оптического контроля (AOI). Тем не менее, в крупномасштабном производстве эти затраты могут быть эффективно снижены.
Сборка с использованием технологии сквозного монтажа (THT).
После завершения разработки технологии поверхностного монтажа (SMT) в тех случаях, когда изделие требует более высокой механической прочности или особых конструктивных требований, будет использоваться технология сквозного монтажа (THT). В отличие от компонентов SMT, компоненты THT имеют выводы, которые необходимо вставлять в соответствующие сквозные отверстия на печатной плате.
Процесс сборки THT включает в себя:
Вставка компонента
В соответствии со сборочным файлом, специалисты вставляют компоненты в предназначенные для них сквозные отверстия. Компоненты обычно подготавливаются заранее для повышения эффективности.
Гибка свинца
Излишки выводов загнуты вровень с поверхностью печатной платы, чтобы предотвратить их смещение во время пайки и тем самым обеспечить стабильность.
Волнообразная пайка
Печатная плата проходит над потоком расплавленного припоя при температуре приблизительно 230-260 °C, образуя прочное паяное соединение между выводами и контактными площадками. В качестве припоев обычно используются сплавы SAC305 или Sn63Pb37, также может применяться защита азотом для предотвращения окисления. Для улучшения смачивания используется флюс. После пайки плата очищается от остатков припоя.
Очистку:
Для удаления остатков флюса и предотвращения коррозии используйте подходящие растворители.
Инспекция
Подтвердите размещение компонентов, их ориентацию и качество паяного соединения путем визуального осмотра вручную.
Тестирование
Для обнаружения коротких замыканий или обрывов цепи используется контроль целостности цепи, часто в сочетании с контрольно-измерительными приборами или зондовым тестированием. После завершения производства сотрудники отдела контроля качества также используют профессиональное оборудование для проверки, а для подтверждения соответствия компонентов спецификации заказчика применяются даже запатентованные системы тестирования.
Технология THT подходит для крупных или мощных компонентов и обеспечивает высокую механическую прочность. Однако скорость её применения относительно низкая, а трудозатраты выше, чем у SMT. Тем не менее, инвестиции в оборудование относительно невелики, что делает её подходящей для мелкосерийного производства.
Гибридная сборка
Для печатных плат, содержащих как компоненты для поверхностного монтажа (SMT), так и компоненты для поверхностного монтажа (THT), будет применяться гибридный метод сборки.
Эта технология обычно сначала выполняет сборку SMT, а затем установку THT и волновую пайку. Она сочетает в себе высокую эффективность SMT с высокой прочностью THT и подходит для печатных плат со сложной структурой.
Монтаж BGA
В поверхностном монтаже (SMT) все шире применяется усовершенствованная форма упаковки — BGA (Ball Grid Array) — в сложном оборудовании с высокой плотностью ввода/вывода. Теперь давайте разберемся, что такое сборка BGA.
В компонентах BGA в качестве выводов используется сетка из шариков припоя на нижней стороне, а не контакты или площадки. Корпуса BGA обладают рядом преимуществ:
● Более высокая плотность размещения, позволяющая разместить больше портов ввода-вывода в компактном корпусе.
● Сниженная индуктивность для более высоких скоростей электрического тока
● Устойчивость к механическим напряжениям, возникающим в результате термического расширения
● Возможность обработки большого количества контактов, достигающих тысяч.
● Подходит для современных корпусов интегральных схем, таких как процессоры.
Однако сборка BGA-компонентов сопряжена с трудностями, не встречающимися при работе со стандартными SMT-компонентами:
● Точное выравнивание шариков припоя относительно контактных площадок печатной платы имеет решающее значение.
● Ограниченный визуальный доступ для осмотра нижней части упаковки.
● Малый зазор между шариками припоя увеличивает риск короткого замыкания.
● Высокотемпературная сборка может повредить шариковую решетку.
● После установки переделывать очень сложно.
Таким образом, для сборки BGA-компонентов требуется более совершенное оборудование и процессы, позволяющие справиться с проблемами, связанными с упаковкой высокой плотности. Несмотря на это, преимущества в производительности продолжают способствовать широкому распространению этой технологии в различных отраслях.
Наш завод разработал специализированные возможности для сборки BGA-компонентов, в том числе:
● Усовершенствованная трафаретная печать с 3D-оптическим контролем
● Точная установка и позиционирование с раздельным выравниванием оптики.
● Конвекционные печи оплавления с оптимизированным профилем
● Рентгеновский контроль высокого разрешения и 2D/3D КТ-сканирование
● Тестирование методом граничного сканирования для устройств в корпусе
● Варианты защитного покрытия для повышения надежности
Таким образом, независимо от того, требуются ли для ваших проектов 100 или 10 000 пакетов шариковых матричных антенн, Мы обладаем передовыми технологиями и опытом для обеспечения безупречной и высокопроизводительной сборки BGA-компонентов, отвечающей вашим техническим требованиям и объемам производства.
Технологии поверхностного монтажа (SMT), термоэлектрического монтажа (THT) и гибридной сборки обладают специфическими преимуществами, которые делают их подходящими для конкретных применений, в зависимости от таких факторов, как объемы производства, выбор компонентов, сложность изделия, целевые показатели качества и производственные условия.
В целом, у нас есть опытная команда, которая может оценить ваши требования к сборке продукции и порекомендовать оптимальный процесс для своевременной и бюджетной поставки высококачественных плат.
SMT против THT против смешанной сборки печатных плат
Теперь, когда мы подробно рассмотрели основные методы сборки печатных плат, полезно напрямую сравнить подходы поверхностного монтажа (SMT), сквозного монтажа (THT) и смешанные технологии, чтобы понять их преимущества и области применения.
Для начала давайте рассмотрим общее сравнение методов ассемблирования SMT и THT:
СМТ против ТНТ
Думайте об элегантности. Думайте о современности. Это SMT (поверхностный монтаж). Как следует из названия, SMT предполагает размещение компонентов непосредственно на поверхности печатной платы. Этот метод позволяет достичь высокой плотности компонентов, и, учитывая возможность монтажа компонентов с обеих сторон платы, неудивительно, что он является предпочтительным методом для большинства современных электронных устройств.
Если SMT был новичком на рынке, то THT — это мудрый старец. Технология THT предполагает вставку выводов компонентов через отверстия, просверленные в печатной плате, и последующую пайку их с другой стороны. Эта технология, которая десятилетиями доминировала в производстве электроники, обеспечивает надежность и долговечность.
|
Поверхностный монтаж (SMT)
|
ТНТ в сборе
|
|
Компоненты имеют выводы/контактные площадки на нижней стороне.
|
Компоненты имеют выводы, вставленные в отверстия.
|
|
Автоматизированный подбор и размещение
|
Ручная установка техниками.
|
|
Небольшие размеры компонентов
|
Поддерживает более крупные компоненты
|
|
Более высокая плотность компонентов
|
Более низкая плотность компонентов
|
|
Пайка оплавлением
|
Волнообразная пайка
|
|
Более высокие первоначальные инвестиции
|
Снижение первоначальных затрат
|
|
Более высокая скорость сборки
|
Снижение темпов производства
|
|
Идеально подходит для крупносерийного производства печатных плат.
|
Подходит для мелко- и среднесерийного производства печатных плат.
|
|
Более сложная переделка
|
Более простая доработка
|
Технология поверхностного монтажа (SMT) произвела революцию в сборке и производстве электроники, обеспечив автоматизированное производство за счет устранения необходимости ручной установки выводных компонентов. Устройства для установки компонентов и процесс оплавления придали скорость, точность и качество крупносерийной сборке. Это расширило возможности миниатюризации.
Однако у SMT есть существенные недостатки, такие как высокие затраты на запуск оборудования и сложности при доработке дефектных компонентов на плотных платах. Это делает THT по-прежнему предпочтительным для быстрого изготовления прототипов или мелкосерийного производства, где ручная сборка имеет преимущества. THT также поддерживает типы компонентов, не подходящие для SMT, такие как громоздкие разъемы или трансформаторы.
Смешанная сборка против SMT против THT
Но что, если вы хотите получить лучшее из обоих миров? Это метод смешанной сборки. Этот метод сочетает в себе преимущества поверхностного монтажа (SMT) и высокоточного монтажа (THT). Типичный сценарий может включать использование SMT для большинства компонентов, а THT — для компонентов, требующих надежного крепления, таких как разъемы или большие конденсаторы.
Теперь сравним сборку с использованием смешанных технологий, которая сочетает в себе процессы поверхностного монтажа (SMT) и термоэлектрического монтажа (THT):
|
Смешанная технология
|
SMT и THT отдельно
|
|
Единый унифицированный процесс
|
Отдельные линии SMT и THT
|
|
Меньшие инвестиции в оборудование
|
Дублированное SMT и THT оборудование
|
|
Возможные дефекты пайки
|
Оптимизированный процесс для каждого
|
|
Скомпрометированная оптимизация
|
Максимальное качество на каждой строке
|
|
Техническая сложность
|
Более простые индивидуальные процессы
|
Одновременное выполнение поверхностного монтажа (SMT) и пайки полупроводниковых компонентов (THT) может снизить капитальные затраты за счет уменьшения избыточности оборудования. Однако при интеграции обоих процессов пайки в один проход часто возникают дефекты в виде перемычек и другие недостатки. Это приводит к необходимости тщательного контроля и доработки для обеспечения качества.
Раздельные линии, оптимизированные специально для SMT и THT, обеспечивают максимальный контроль, качество и выход годной продукции для каждого типа технологии. Это требует дополнительных инвестиций в дублирующее оборудование, но обеспечивает независимую оптимизацию и упрощенные процессы, ориентированные на одну конкретную технологию сборки.
Итак, ниже приведена таблица, в которой суммированы основные различия между процессами поверхностного монтажа (SMT), термоэлектрического переноса (THT) и смешанной сборки:
|
Тип сборки
|
SMT
|
THT
|
смешанный
|
|
Стиль компонента
|
Поверхностное крепление
|
Сквозное отверстие
|
Оба формата
|
|
Подобрать оборудование
|
Машина для подбора и размещения
|
Паяльники, пайка волной припоя
|
Требуются оба
|
|
Автоматизация
|
Полностью автоматизированный
|
Ручной
|
Частичный
|
|
Скорость
|
Очень быстро
|
Замедлять
|
Средняя
|
|
Стоимость
|
Высокие затраты на запуск и производство.
|
Низкие затраты на запуск и производство
|
Уравновешенный
|
|
Уровень дефектов
|
Низкая
|
Высокая
|
Наивысший
|
|
Объем Пригодность
|
Высокий
|
Низкий / средний
|
Средней высоты
|
В целом, выбранный метод сборки существенно влияет на качество, стоимость и производственные возможности. Технология поверхностного монтажа (SMT) предпочтительна для крупномасштабного автоматизированного производства. Технология высокоточной сборки (THT) обеспечивает меньшие объемы производства с сохранением гибкости. Смешанная технология обеспечивает баланс между двумя подходами, но при этом увеличивает риски, связанные с производственным процессом.
Ручная и автоматизированная сборка печатных плат
Приступая к проекту по сборке печатных плат, одним из важнейших решений является выбор между ручным и автоматизированным производством. Каждый подход имеет свои преимущества и ограничения в зависимости от таких факторов, как объемы производства, требования к качеству, стоимость и техническая сложность. Давайте рассмотрим эти ключевые различия.
Ручная сборка печатной платы
Ручная сборка предполагает использование квалифицированными техниками микроскопов, пинцетов и паяльников для тщательной установки и крепления компонентов на печатные платы вручную. Она обеспечивает огромную гибкость на этапе прототипирования, когда изменения в конструкции еще продолжаются.
Инженеры могут изменять расположение компонентов или заменять детали без масштабного перепрограммирования, которое требуется для автоматизированного оборудования. При мелкосерийном производстве ручная сборка позволяет снизить первоначальные затраты, поскольку требуется минимальное количество оборудования. Однако это неизбежно снижает скорость. Ручная установка компонентов на платы довольно утомительна и занимает много времени, поэтому ручные методы плохо подходят для средних и высоких объемов производства.
Технические специалисты должны пройти обширную подготовку, чтобы освоить деликатный процесс точной установки компонентов и пайки. Но человеческий фактор приводит к некоторым несоответствиям, и ошибки неизбежны. Каждая плата, изготовленная вручную, не будет идентичной.
Хотя проверка каждой платы может смягчить эту проблему, увеличение количества этапов контроля качества влияет на производительность. Затраты на ручной труд в больших масштабах также быстро накапливаются. Тем не менее, при сборке очень сложных или мелкосерийных плат опытные специалисты по-прежнему остаются незаменимыми.
Автоматизированная сборка печатных плат
В отличие от этого, автоматизированная сборка использует передовое роботизированное оборудование для размещения и пайки компонентов. Программируемые машины для установки компонентов точно загружают компоненты на платы на порядок быстрее, чем это возможно для человека. Для крупносерийного производства автоматизация обеспечивает беспрецедентную стабильность и скорость с минимальным количеством ошибок.
Но сначала для работы этих машин требуется обширное предварительное программирование, основанное на конструкции платы, для определения процедур размещения компонентов. Это ограничивает гибкость, поскольку любые изменения компонентов или компоновки впоследствии потребуют перепрограммирования линий.
Хотя автоматизированные оптические системы контроля и тестирования выявляют большинство дефектов, им не хватает человеческого суждения для обнаружения едва заметных аномалий. Переделка также представляет собой сложную задачу, поскольку техники не могут просто подправить отдельные соединения. Вместо этого для исправления проблем требуется извлечь плату с линии и либо перепрограммировать систему, либо выполнить ручную корректировку.
Постоянные затраты на автоматизированное оборудование и программирование оправдываются только после амортизации на тысячах плат. Автоматизация позволяет осуществлять круглосуточное производство без участия оператора, но снижение затрат на рабочую силу компенсируется увеличением капитальных затрат.
Небольшим предприятиям может показаться сложным заложить в бюджет шестизначные инвестиции в собственные системы захвата и перемещения, чтобы только начать работу. Однако крупные производители оригинального оборудования (OEM), работающие в условиях крупномасштабного производства, рассчитывают на автоматизацию, чтобы оставаться конкурентоспособными.
Ниже приведена сравнительная таблица, суммирующая основные различия между ручной и автоматизированной сборкой печатных плат:
|
фактор
|
Ручная сборка
|
Автоматизированная сборка
|
|
Стоимость
|
Снижение первоначальных затрат, увеличение затрат на рабочую силу.
|
Более высокие первоначальные инвестиции
|
|
Скорость
|
Очень медленный и утомительный процесс.
|
Чрезвычайно быстро, без участия персонала
|
|
Переналадка/Гибкость
|
Изменения в дизайне легко вносятся.
|
Для каждого изменения требуется перепрограммирование линий.
|
|
Требования к труду
|
Высококвалифицированные специалисты
|
Меньшее количество сотрудников плюс квалифицированные программисты
|
|
Компенсация
|
Подвержен человеческим ошибкам и несоответствиям
|
Высокая стабильность и точность
|
|
Объем Пригодность
|
Идеально подходит для прототипов и небольших партий.
|
Оптимизировано для массового производства
|
|
Управление технологическими процессами
|
Более высокая возможность выявления незначительных дефектов в ходе осмотра.
|
В большей степени зависит от программирования и машинного зрения.
|
|
Восстановление после сбоя
|
Упрощена переделка паяных соединений.
|
Сложная перепрограммировка только для ремонта.
|
По сути, ручные методы обеспечивают работу с небольшими объемами сложной продукции, в то время как автоматизация способствует обеспечению высокой стабильности объемов. Опытные инженеры смогут использовать преимущества обоих подходов, сочетая ручные и автоматизированные процессы для достижения оптимальной гибкости, качества и контроля затрат.
Цель состоит в том, чтобы определить оптимальный баланс между эффективностью автоматизации и ручными методами для конкретного продукта. Обладая опытом работы со всеми видами сборочных технологий, наша опытная команда готова помочь вам подобрать оптимальные решения для вашей конкретной задачи.
Сборка печатных плат в малых, средних и больших объемах.
Объемы сборки печатных плат значительно различаются в зависимости от отрасли и области применения. Оптимизация процессов для производства 1,000 плат в месяц предполагает совершенно иные соображения, чем оптимизация для производства миллиона плат в год. Давайте рассмотрим, как различаются коэффициенты сборки при мелкосерийном, среднесерийном и крупносерийном производстве.
Печатные платы малого объема
В нижнем ценовом сегменте объемы производства менее 1,000 плат в месяц представляют собой мелкосерийную сборку. Здесь используется гибкий ручной способ. Как правило, наиболее практичные и экономически эффективные технологии. Постоянные затраты на специализированное оборудование оправданы только при массовом производстве.
При небольших объемах производства квалифицированные специалисты могут тщательно вручную устанавливать и паять компоненты, не прибегая к таким излишествам, как автоматизированный оптический контроль. Минимальные первоначальные затраты делают ручную сборку доступной для небольших компаний. Кроме того, короткие циклы сборки проще планировать, когда мощности на стационарных автоматизированных линиях не заняты.
Недостатком является меньшая производительность, более высокие затраты на рабочую силу и потенциальные несоответствия качества. Тем не менее, практический подход позволяет инженерам корректировать конструкции или настраивать сборку. При должном внимании к контролю качества и отбору проб ручные методы обеспечивают высокую отдачу при сборке сложных мелкосерийных изделий.
Печатные платы среднего объема
В среднем сегменте объемы производства от 1,000 до 10 000 плат в месяц свидетельствуют о выгодах от умеренной автоматизации. Масштабы производства позволяют потенциально окупить инвестиции в простые машины для установки компонентов или селективную пайку.
Данное дополнительное руководство содержит упражнения для повышения производительности при выполнении повторяющихся задач, сохраняя при этом гибкость для индивидуальных элементов. Баланс между эффективностью автоматизации и ручным контролем и доработками позволяет экономично наращивать объемы производства до средних размеров.
Проведение испытаний и проверок остается важнейшей мерой предосторожности по мере роста объемов производства. Сочетание автоматизированных и ручных методов обеспечивает масштабируемый промежуточный этап перед переходом к полностью автоматизированным линиям с большими объемами производства.
Высокопроизводительные печатные платы
Наконец, объемы производства, превышающие 10 000 плат в месяц, требуют специализированных высокопроизводительных сборочных линий. Здесь астрономическая производительность передовых систем установки компонентов и модулей быстрой пайки приносит свои плоды.
Благодаря значительным фиксированным затратам, заложенным в бюджет заранее, автоматизация обеспечивает максимальную стабильность и качество при значительно меньших затратах по сравнению с ручной сборкой. Крупномасштабное производство печатных плат зависит от этих сложных и высокоточных технологий для сохранения конкурентоспособности на мировом рынке.
Высокоавтоматизированные производственные мощности работают практически круглосуточно, выпуская лодки в огромных количествах. Однако при ограниченном ручном контроле необходимо проводить тщательное тестирование и проверку в процессе производства, чтобы выявлять любые случайные дефекты. Высокопроизводительная автоматизация жертвует гибкостью ручного труда ради беспрецедентной скорости и экономии за счет масштаба.
Ниже приведена таблица, в которой обобщены основные различия в подходах к сборке печатных плат в малых, средних и больших объемах:
|
фактор
|
Низкая громкость
|
Средний объем
|
Большой объем
|
|
Количества
|
<1,000 досок в месяц
|
1,000-10,000 досок в месяц
|
>10 000 плат в месяц
|
|
Стоимость соображений
|
Минимизация первоначальных затрат
|
Сбалансированные инвестиции
|
Максимальная автоматизация
|
|
Требования к рабочей силе
|
Выше, вручную
|
Умеренный, смешанный
|
Нижний уровень, ориентированный на программирование
|
|
Качественный подход
|
На основе инспекции
|
Повышенная автоматизация и контроль качества.
|
Автоматизированное тестирование в режиме реального времени
|
|
Тип сборки
|
Ручной
|
Ручной режим + умеренная автоматизация
|
Специализированные автоматизированные линии
|
|
Производственная среда
|
Гибкий Подход
|
Полуфиксированный
|
Непрерывное массовое производство
|
|
переналадка
|
Допускаются частые изменения.
|
Некоторая гибкость сохраняется.
|
Исправлены автоматизированные процедуры
|
Крайне важно понимать, где объемы производства оправдывают переход от ручных, полуавтоматических и высокопроизводительных методов. Поиск оптимальных пересечений позволяет максимизировать качество и контроль затрат на протяжении всего процесса масштабирования.
Благодаря экспертизе во всем этом спектре, наша гибкая фабрика способна обеспечить как точность автоматизации, так и тщательность ручного труда.
Независимо от того, требуется ли вам сотня искусно собранных прототипов или миллион плат, поступающих ежедневно, наша команда обладает необходимыми знаниями для определения решений по сборке, адаптированных к вашим конкретным объемам и производственным потребностям.
Почему PCBasic — надежный производитель печатных плат
За более чем 15 лет совершенствования своего мастерства компания PCBasic заслужила репутацию надежного поставщика высококачественных решений в области печатных плат. Мы подтверждаем свою приверженность быстрому обслуживанию без ущерба для качества.
Наш опыт в области технологий печатных плат и услуг по проектированию печатных плат позволяет нам выявлять и внедрять индивидуальные решения, адаптированные к уникальным требованиям каждого клиента.
Разработка нами передовых собственных систем управления демонстрирует нашу приверженность цифровым технологиям и укрепляет наш статус лидера отрасли.
Кроме того, благодаря нашему строгому подходу к прототипированию, тестированию и обеспечению функциональности в первую очередь, мы приобрели бесценный опыт работы с различными секторами экономики.
Сотрудничая с PCBasic, вы получаете ресурс, специально предназначенный для полного понимания ваших целей и обеспечения бесперебойного перехода от концепции к реализации.
Наша одержимость качеством в сочетании с духом сотрудничества делает нас идеальным партнером по производству для вашего следующего проекта по сборке печатных плат.
Терминология, связанная с производством печатных плат и печатных плат
Наконец, для лучшего понимания я собрал некоторые термины, связанные с печатными платами и процессом их сборки:
Кольцевое кольцо
Кольцевая область — это открытая медная поверхность, окружающая металлизированное сквозное отверстие на печатной плате. Она обеспечивает поверхность, к которой может прилипнуть припой, образуя надежное соединение между цилиндром сквозного отверстия и контактной площадкой или плоскостью на внешнем слое. Для обеспечения достаточной прочности паяного соединения необходима достаточная ширина кольцевой области.
DRC
Проверка правил проектирования (DRC) — это важный этап верификации в проектировании печатных плат. DRC анализирует компоновку платы на соответствие заданному списку ограничений, касающихся расстояний, зазоров, размеров контактных площадок и т. д. Любые нарушения отмечаются, чтобы разработчики могли их исправить. Это позволяет избежать потенциальных проблем с технологичностью на последующих этапах производства.
Удар сверлом
«Прокол сверлом» обозначает место, где сверло создаст отверстие в подложке печатной платы во время изготовления. Проколы сверлом также обозначают места расположения переходных отверстий или сквозных контактных площадок, куда будут вставляться выводы компонентов.
Палец
«Палец» — это длинный, тонкий выступ, отходящий от контактной площадки, дорожки или заливочной поверхности. Он используется для увеличения доступной контактной поверхности при пайке или монтаже компонентов. «Пальцы» помогают максимально увеличить механическую адгезию и электрическую проводимость.
Укусы мышей
«Мышиные укусы» — это небольшие углубления, специально созданные в медных элементах печатной платы для предотвращения растекания припоя. Эти «укусы» ограничивают поток припоя, помогая предотвратить короткие замыкания между близко расположенными дорожками или контактными площадками во время сборки.
Аттенюатор
Контактная площадка — это проводящая область (обычно медная) на поверхности печатной платы, к которой припаиваются выводы компонентов или провода. Контактные площадки соединяются с внутренними дорожками, обеспечивая электрическое соединение.
Панель
Панель — это большая плата, из которой вырезаются отдельные печатные платы. Изготовление идентичных плат в виде панелей повышает эффективность производства. Впоследствии платы разделяются на панели.
Вставить трафарет
Трафарет для нанесения паяльной пасты представляет собой тонкий металлический лист, вырезанный лазером с отверстиями, соответствующими контактным площадкам на печатной плате. В процессе сборки он точно наносит паяльную пасту на площадки перед установкой компонентов.
Выбор и размещение
Автоматические устройства для установки компонентов автоматически выбирают компоненты и точно размещают их на контактных площадках печатной платы. Это автоматизирует подготовку плат к пайке.
Самолет
Плоскость — это сплошная медная поверхность, служащая низкоимпедансным эталоном в цепи. Плоскости обеспечивают большие сети заземления или питания, улучшая электрические характеристики.
Металлизированное сквозное отверстие (PTH)
PTH — это отверстия с проводящими стенками, позволяющие устанавливать соединения между слоями в многослойной печатной плате. Химическое осаждение меди облегчает установку компонентов.
Пого Пин
Подпружиненные штыри (pogo pins) используются для создания надежных временных электрических соединений, например, для сопряжения измерительных приборов с платами во время тестирования. Штыри сжимаются при контакте.
Пайка оплавлением
Пайка оплавлением использует точно рассчитанный по времени нагрев для расплавления отложений припоя, образуя надежные электрические соединения между контактными площадками и выводами компонентов. Это основной процесс пайки в поверхностном монтаже.
паяльной пасты
Паяльная паста содержит взвешенные частицы припоя, смешанные с флюсом. Она наносится на контактные площадки, обеспечивая временное сцепление компонентов перед окончательной пайкой оплавлением.
