Сборка печатных плат: основные процессы, технологии и контроль качества

Сборка печатной платы-это когда вы кладете и паяете электронные детали на печатную плату. Это заставляет схемы работать. Люди используют этот процесс, чтобы сделать электронику, которая хорошо работает каждый день.

Сборка печатных плат: основные процессы, технологии и контроль качества

Сборка печатных платЭто когда вы кладете и паяете электронные детали на печатную плату. Это заставляет схемы работать. Люди используют этот процесс, чтобы сделать электронику, которая хорошо работает каждый день. Машины помогают положить детали в нужное место сТочность ± 0,01 мм. Эти машины могут размещать более 20 000 деталей каждый час. Это снижает потребность в работниках до 70%. Если вы изучите основные шаги и новые методы на печатной платеСборка, Вы можете делать лучшие продукты. Это также помогает предотвратить ошибки и убедиться, что ваши схемы работают правильно.

Аспект

Описание/Статистика

Точность размещения

± 0,01 мм

Пропускная способность

Более 20 000 деталей в час (CPH)

Снижение затрат труда

До 70% меньше из-за машин

Ключевые выходы

  • Сборка печатной платы помещает электронные детали на платы. Это помогает устройствам работать лучше и прослужить дольше. Хороший дизайн и планирование экономят время и деньги. Они также помогают предотвратить ошибки во время сборки. Машины размещают детали быстро и очень точно. Это означает меньше работы для людей и меньше ошибок. Контроль качества использует AOI, рентгеновский снимок и инструменты тестирования. Эти инструменты обнаруживают проблемы на ранней стадии и гарантируют, что продукты работают хорошо. Следование отраслевым стандартам обеспечивает безопасность и безопасность печатных плат. Это также помогает людям доверять этим продуктам.

Обзор сборки печатной платы

Что такое PCB Ассамблеи

Вы используетеСборка печатных платПоставить электронные детали наПечатная плата. Это делает схемы, которые помогают устройствам работать. Вы начинаете с простогоПечатная плата. Имеет медные линии и прокладки. Медные линии перемещают электричество в каждую часть. В сборке вы добавляете такие вещи, какРезисторы,Конденсаторы, И чипсы. Машины или люди могут сделать эту работу. Далее вы припаиваете детали к плате. Пайка удерживает детали на месте и пропускает электричество. Этот шаг превращает простую плату в рабочее устройство.

Подсказка:Всегда осматривайте свой дизайн, прежде чем начинать сборку. Хороший дизайн помогает предотвратить ошибки и экономит время.

Цель собрания платы с печатным монтажом

Вам нужноСборка печатной платыСделать сильную электронику. Основная цель состоит в том, чтобы построить схемы, которые работают правильно. Когда вы собралиПечатная плата, Вы проверяете, что каждая часть находится в нужном месте. Вы также убедитесь, что каждое соединение плотно. Это помогает остановить короткие замыкания и другие проблемы. Вы можете использоватьСборка печатных платДля таких вещей, как компьютеры, телефоны и автомобили. Каждый шаг сборки делает ваше устройство лучше и прочнее.

  • Основные причины дляСборка печатных плат:

    • Это превращает ваш дизайн в нечто реальное.

    • Это гарантирует безопасность ваших цепей.

    • Это поможет вам сделать много электроники одновременно.

    • Это позволяет вам следовать отраслевым правилам.

Вы рассчитываете наСборка печатных платЧтобы помочь вашим устройствам прослужить дольше и работать лучше.

Процесс сборки печатных плат

Процесс сборки печатных плат
Источник изображения:Pexels

Дизайн для сборки (DFA)

Процесс сборки печатных плат начинается с проектирования для сборки. Этот шаг упрощает сборку вашей печатной платы и делает ее более надежной. Если вы думаете о технологичности рано, вы избегаете ошибок и задержек. Планирование заранее экономит время и деньги.

  • Раннее планирование означает меньше переделок и более быстрое производство.

  • Хорошие дизайны двигают через собрание быстро, поэтому продукты достигают клиентов раньше.

  • Использование меньшего объема материалов и рабочей силы помогает снизить затраты.

  • ПХД сделанные с ДФА более сильны и готовы к делать.

  • Большая часть стоимости вашего продукта приходится на дизайн.. Умный выбор может снизить ваш счет материалов, сократить время сборки и продлить срок службы вашего продукта.

  • Если вы используете только устройства для поверхностного монтажа с одной стороны, вы можете припаять все за один шаг. Это экономит время и делает вещи простыми.

  • Меньшее количество деталей означает меньшую обработку и более быструю обработку документов, что упрощает работу и повышает прибыль.

Подсказка:Всегда проверяйте свой дизайн перед началом сборки. Простой и хорошо спланированный дизайн делает все более гладким.

Применение паяльной пасты

Далее вы нанесете паяльную пасту на печатную плата. Этот шаг важен, потому что он удерживает детали на месте перед пайкой. Вы используете трафарет, чтобы нанести пасту на подушечки.Трафаретная печать может покрывать до 10 000 подушечек каждый час., Чтобы вы могли работать быстро. Этот метод держит уровень дефектов ниже 1% в больших производственных тиражах, что означает хорошее качество.

Струйное дозирование-еще один способ нанесения пасты. Он обеспечивает точность размещения ± 0025 мм и стабильно удерживает количество пасты. Вы используете не менее трех фидуциальных меток на каждой печатной плате, чтобы выровнять трафарет и избежать ошибок. Многоуровневые трафареты помогут вам нанести нужное количество пасты на разные части. Хороший дизайн трафарета с правильным размером и толщиной отверстия предотвращает такие проблемы, как перегрев или слабые соединения.

  • Трафаретная печать быстрая для больших работ

  • Низкие дефекты в массовом производстве

  • Струйное дозирование является точным и повторяемым

  • Фидуциальные метки помогают с правильным выравниванием

  • Многоуровневые трафареты позволяют использовать индивидуальное количество пасты.

Размещение SMD и THT

После нанесения паяльной пасты вы кладете детали на печатную плата. Есть два основных способа: установка устройства поверхностного монтажа (SMD) и размещение технологии сквозного отверстия (THT). Размещение SMD использует машины для размещения мелких деталей поверх доски. Размещение THT пропускает детали через отверстия в печатной плате.

Тематическое исследование

Сообщенные показатели успеха и улучшения

Бытовая электроника

Производство увеличилось с 10 000 до 85 000 единиц ежедневно

Изготовитель

Показатели дефекта снижены с 2% до 0,02%

Ускорение запуска новых продуктов на 65%

Затраты на оплату труда на единицу сократились на 78%

Автомобильная электроника

Показатель успеха первого прохождения улучшился с 92% до 99,7%

Поставщик

Гарантийные претензии снизились на 83%

Запуск медицинского устройства

Ежемесячный объем производства от 100 до 5000 единиц

Время выхода на рынок сокращено с 18 месяцев до 7 месяцев

Размещение SMD делает вещи быстрее и снижает количество ошибок. Размещение ТХТ дает сильные и устойчивые соединения, которые необходимы для частей которые регулируют стресс.

Пайка

Теперь пришло время для пайки. Этот шаг плавит паяльную пасту и создает прочные электрические связи между деталями и печатной платой. Вы можете использовать пайку оплавлением для деталей SMD или волновую пайку для деталей THT. Новые методы пайки, наряду с тщательной проверкой и тестированием, могутСнижение дефектов до 90%. Это означает, что ваши платы работают лучше и служат дольше.

Хорошая пайка обеспечивает безопасность и хорошую работу ваших цепей. Плохая пайка может привести к сбоям и дорогостоящему ремонту.

Очистка

После пайки вы очищаете печатную плата, чтобы избавиться от остатков флюса или остатков. Чистые доски останавливают такие проблемы, как ржавчина, плохое покрытие и электрические сбои.

  • Вы ищете видимые остатки, используя лупу.

  • Вы используете ионные тесты загрязнения, чтобы сохранитьОстаток ниже 1,56 мкг/см² NaCl, Что важно для чувствительной электроники.

  • Если вы обнаружите стойкие остатки, вам может потребоваться изменить метод очистки или использовать новый растворитель.

  • Чистота важна для надежности и производительности сборки вашей печатной платы.

Проверка и испытания

Последний шаг в сборке печатных плат-проверка и тестирование. Вы используете различные способы, чтобы убедиться, что ваши доски соответствуют правилам качества.

  1. Вы проверяете детали перед сборкой, чтобы найти повреждения или дефекты.

  2. Вы проверяете правильную высоту и размещение паяльной пасты.

  3. Автоматизированная оптическая инспекция (AOI)Использует камеры для поиска недостающих деталей или проблем с пайкой.

  4. Рентгеновский осмотр позволяет увидеть внутренние паяные соединения и найти скрытые проблемы.

  5. Тестирование в цепи проверяет, работает ли плата так, как должна.

Статистический контроль процесса (SPC)Помогает просматривать данные во время производства. Это позволяет вам выявлять проблемы на ранней стадии и устранять их.Меньше дефектов означает меньше отходов и лучшую надежность. Хорошая проверка и тестирование повышают производительность и экономят деньги, останавливая переделку и гарантийные претензии.

Примечание:Тщательный осмотр и испытание на каждом шаге помогают вам поставить надежные, высококачественные собрания пкб.

Технологии печатных плат

Технология поверхностного монтажа (SMT)

Технология поверхностного монтажа помещает мелкие детали прямо на поверхность печатной платы. Это позволяет вместить больше деталей в крошечную область. Машины могут размещать много деталей каждый час, поэтому сборка идет быстро. Вы видите SMT в таких вещах, как телефоны и компьютеры. Этот способ помогает сделать устройства легкими и маленькими. SMT также экономит деньги, потому что вам не нужно столько сверления или материала.

  • SMT отлично подходит для изготовления большого количества продуктов.

  • Это ускоряет сборку и сокращает ошибки.

  • Вы можете создавать меньшие и более хитрые формы печатных плат.

💡SMT лучше всего подходит, когда вам нужна быстрая сборка печатных плат машинного производства и упакованных.

Технология (THT) Через-отверстия

Технология сквозных отверстий использует отверстия, просверленные в печатной плате. Вы вставите провода в эти отверстия и припаяйте их внизу. ТХТ дает сильные и устойчивые соединения, хорошие для частей которые получают горячее или усиленное.

Аспект

Доказательства Поддерживая Надежность

Механическая прочность

Части Через-отверстия идут в просверленные отверстия, поэтому они регулируют стресс хорошо, даже в трудных местах как самолеты.

Сильное паяное соединение

Штифты, припаянные через отверстия, составляют устойчивые, прочные связи.

Улучшенная тестоспособность

Тестирование всех проводов гарантирует, что плата работает правильно и остается надежной.

Удобство отладки

Ввод деталей вручную позволяет легко заменять плохие и устранять проблемы.

Гарантия качества

Тщательные проверки, такие как AOI, ICT и FPT, проверяют припой и всю плату.

Методы пайки

Использование ручной и волновой пайки гарантирует, что соединения аккуратные и всегда одинаковые, что важно для доверия.

Процесс очистки

Чистка после пайки избавляет от лишних вещей и предотвращает замыкания или ржавчину, поэтому плата служит дольше.

Гибридная сборка

Гибридная сборка использует SMT и THT на одной печатной плате. Вы выбираете этот способ, если вам нужно много частей близко друг к другу и некоторые части, которые должны быть прочными. Гибридная сборка позволяет получить оба преимущества.

Показатель эффективности

Значение

Описание

Показатель успешности сборки

82%

Большинство задач сборки комплектов печатных плат (PKBA) работают с гибридной сборкой.

Маржа ошибки размещения (линейная)

<0,8 мм

Большинство ошибок размещения деталей составляют менее 0,8 мм.

Маржа ошибки размещения (угловая)

<0,6 градуса

Большинство угловых ошибок составляют менее 0,6 градуса.

Улучшение качества сборки

65,61%

Гибридные цифровые двойные модели улучшат качество сборки более чем на 65%.

Гистограмма, показывающая проценты и погрешности для производительности гибридной сборки печатной платы

Гибридная сборка делает платы более точными и лучшими. Большинство ошибок небольшие, менее 0,8 мм или 0,6 градуса. Качество может стать на 65% лучше. Вы получаете сильные продукты pcb которые встречают жесткие правила индустрии.

Контроль качества в PCB Ассамблеи

Контроль качества в PCB Ассамблеи
Источник изображения:Разбрызгивание

Контроль качества в сборке печатных плат проверяет каждый шаг по-одному. Вы смотрите на каждый этап, чтобы убедиться, что доски хороши. Новые инструменты проверки печатных плат помогут вам найти проблемы на ранней стадии. Это позволяет вашим продуктам работать хорошо. Вы используете различные инструменты, чтобы обнаружить дефекты, улучшить качество и сэкономить деньги.

Визуальный и автоматизированный оптический контроль (AOI)

Во-первых, вы делаете визуальную проверку. Это поможет вам увидеть большие проблемы, такие как недостающие детали или плохой припой. Ручные проверки могут быть медленными и пропускать небольшие ошибки. AOI использует камеры и программное обеспечение для сканирования каждой печатной платы. AOI быстро находит проблемы и не устает.

AOI дает быстрые и справедливые результаты. Вы можете использовать данные, чтобы решить, что делать дальше.

Вот таблица, которая показывает, что AOI работает лучше, чем ручные проверки:

Исследование/Методология

Размер наборов данных

Образцы дефектов

Метрики точности

Ключевые выводы

YOLOv4 Модель детектора объектов

40 000

70 000

97% отзыва, 82% точности

Высокая точность обнаружения дефектов; надежный для ориентации изображения и типов печатных плат

Вавлет вычитания изображения

Н/А

Н/А

82,5% средняя точность

Эффективен через пять различных типов печатных плат

Ручной визуальный осмотр

Н/А

Н/А

Субъективный, медленный

Более низкая точность и скорость; риск повреждения печатной платы

AOI помогает найти больше дефектов и сделать меньше ошибок. Вы можете использовать AOI для проверки деталей, которые не находятся в нужном месте или отсутствуют. AOI также обнаруживает плохую пайку. AOI работает как для небольших, так и для больших работ. Вы получаете лучшие доски и меньше отдачи.

Проверка рентгеновского снимка и паяльной пасты

Некоторые проблемы скрываются под деталями или внутри паяных соединений. Вы не можете увидеть их своими глазами или камерами. Рентгеновский осмотр позволяет заглянуть внутрь печатной платы. Рентгеновский снимок помогает находить скрытые проблемы с припоем, пустые места и мосты. Это важно для проверки BGA и других сложных деталей.

Проверка паяльной пасты (SPI) проверяет пасту перед добавлением деталей. Современные инструменты измеряют, сколько там пасты и где она находится. Если вы видите недостаточно пасты, вы можете исправить ее перед пайкой. Это останавливает многие проблемы, прежде чем они начинаются.

На приведенной ниже диаграмме показано, как рентгеновские лучи и SPI обнаруживают дефекты.:

Сгруппированная гистограмма, сравнивающие количество дефектов между AXI и SPI в бессвинцовых и производственных тестах

Вы можете видеть, что рентген находит все дефекты в некоторых тестах. SPI находит большинство, но не все Использование обоих дает вам сильный контроль качества. Вы можете доверять своему процессу, чтобы поймать как скрытые, так и легко видимые проблемы.

In-Circuit и функциональное тестирование

После проверки вам нужно протестировать свои платы. Тестирование в цепи проверяет каждую деталь и соединение на печатной плате. Для измерения напряжения, сопротивления и тока используются датчики. Это находит шорты, открытые пятна и неправильные части. Тестирование в цепи находит около98% неисправностей. Вы можете исправить проблемы до того, как платы покинут завод.

Функциональное тестирование проверяет, работает ли печатная плата как следует. Вы притворяетесь, что используете доску и смотрите, что происходит. Вы измеряете сигналы, проверяете напряжения и тестируете с нагрузкой. Это находит проблемы, которые появляются только тогда, когда доска находится на. Функциональное тестирование позволяет вашим продуктам работать лучше.

  • Вы планируете свои тесты и устанавливаете инструменты.

  • Вы делаете визуальные проверки и записываете результаты.

  • Вы смотрите на неудачи и исправляете доски.

  • Перед отправкой вы убедитесь, что каждая печатная плата хороша.

Функциональное тестирование требует специальных инструментов и может занять больше времени.. Тем не менее, это очень важно для качества. Вы обнаружите проблемы, которые другие тесты могут пропустить.

Контроль процесса и прослеживаемость

Вы держите свой процесс устойчивым, наблюдая за каждым шагом. Управление процессом означает, что вы проверяете такие вещи, как нагрев припоя, ширина следа и влажность. Вы используете SPC, чтобы увидеть тенденции и исправить проблемы на ранней стадии. Вы устанавливаете ограничения, например± 0,02 ммДля ширины следа, чтобы вещи оставались устойчивыми.

Отслеживание позволяет отслеживать каждую печатную плата от начала до конца. Вы записываете номера партий, материальные документы и результаты испытаний. Если вы обнаружите проблему, вы можете отследить ее и выяснить, почему. Вы используете FAI для проверки новых партий и ведения записей для каждой группы.

  • Вы держите свою рабочую зону в чистоте и порядке с помощью6S.

  • Вы весь день следите за температурой и влажностью, чтобы предотвратить дефекты.

  • Вы используете шаги, чтобы сохранить плохие предметы из производства.

  • Вы тренируете свою команду и часто проверяете работу, чтобы поддерживать высокое качество.

  • Вы следуйте ISO 13485 и другим правилам, чтобы остановить дефекты и отзывы.

Современный контроль печатных плат, управление технологическим процессом и отслеживаемостьРаботать вместе. Вы получаете лучшие платы, меньше проблем и больше доверия со стороны клиентов. Вы можете использовать инструменты AI и IoT, чтобы наблюдать в режиме реального времени и находить проблемы на ранней стадии. Эти шаги помогут вам сделать хорошие продукты pcb, которые соответствуют отраслевым правилам.

Надежность и стандарты

Общие дефекты

Важно знать об общих дефектах вСборка печатных плат. Эти проблемы могут сделать ваши продукты не работать должным образом. Большинство дефектов возникают при изготовлении доски. Если вы обнаружите эти проблемы рано сПроверка печатной платы, Вы можете быстро их исправить. Это позже прекратит большие проблемы.

Вот таблица, в которой перечислены некоторые распространенные дефекты. Он показывает, что означает каждый дефект и как он может повредить ваш продукт:

Имя дефекта

Описание

Влияние на производительность продукта

Покрытие Voids

Пробелы в металлическом покрытии

Открытые цепи, проблемы надежности

Плохая пайка

Плохое отопление или загрязнение

Проблемы подключения, возможный сбой

Мосты припоя

Нежелательные пайки между соединениями

Короткие замыкания, повреждение платы

Могилы

Одна сторона детали снимается с доски

Открытые цепи, необходима переделка

Деформация

Доска изгибается или скручивается

Проблемы с пайкой, плохая сборка

Шарик припоя/припой Dreg

Маленькие шарики припоя, оставленные на плате

Короткие замыкания, проблемы с внешним видом

Смещение

Булавки не соответствуют подушечкам

Плохие электрические свойства, плохой припой

Отсутствует

Детали, не размещенные на плате

Схемы разомкли, устройство не работает

Неправильные детали

Неправильные используемые детали

Функции и проблемы надежности

Вы должны использоватьПроверка печатной платыНа каждом шагу находить эти дефекты. Проверка часто помогает сохранить ваши платы в безопасности и работать правильно. Если вы видите такие проблемы, как трещины в припое или грязь, вы можете изменить свой процесс. Это делает ваш продукт лучше.

Совет: Всегда ищите дефекты, такие как паяные мосты, недостающие детали или деформация во времяПроверка печатной платы. Раннее обнаружение проблем экономит время и деньги.

Отраслевые стандарты

Вы должны следовать отраслевым стандартам, чтобы убедиться, что вашСборка печатных платЭто хорошо. Стандарты помогают вам контролировать процесс и создавать лучшие продукты. Некоторые важные стандарты являются:

  • IPC-A-610: Этот стандарт показывает, как выглядят хорошие электронные сборки. Он охватывает такие вещи, как пайка, куда идут детали и насколько чиста плата.

  • ИСО 9001: Это правило качества поможет вам настроить надежные системы управления. Он говорит вам вести учет, обучать работников и проверять ваш процесс.

  • Сертификация UL: Этот знак безопасности означает, что ваши доски соответствуют жестким правилам безопасности.

  • Соответствие RoHSЭто правило ограничивает использование опасных материалов в электронике.

Вы должны использовать эти стандарты для руководства своимПроверка печатной платыИ проверки качества. Когда вы следуете им, ваши продукты служат дольше и работают лучше. Стандарты также помогут вам завоевать доверие клиентов.

Примечание. Следование отраслевым стандартам делает ваш осмотр более сильным и помогает избежать дорогостоящих ошибок.

Знание того, как сделать каждый шаг в производстве электроники, поможет вам сделать хорошие печатные платы. Если вы научитесь читатьОтчеты о проверкеИ результаты испытаний, вы можете сделать разумный выбор качества.

  • Посмотрите на отчеты о проверке, чтобы увидеть, находятся ли детали в нужном месте и хорошо ли выглядят паяные соединения. Проверьте, в хорошем ли состоянии доска.

  • ИспользоватьAOI и рентгеновские аппаратыНайти проблемы, которые вы не можете увидеть своими глазами.

  • Выбирайте компании, которые имеют хорошие проверки качества и правильные сертификаты.

Хороший контроль качества означает, что у вас будет меньше ошибок и более сильных продуктов. Всегда проверяйте свою работу и обращайтесь к специалистам за помощью, чтобы получить наилучшие результаты.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между SMT и THT?

SMT кладет детали на поверхность платы. THT пропускает детали через отверстия в плате. SMT хорошо подходит для небольших легких деталей. ТХТ дает сильную поддержку для тяжелых или усиленных частей.

Как вы проверяете наличие дефектов в сборке печатной платы?

Вы используете такие инструменты, как AOI, рентгеновские и встроенные тестеры. Эти инструменты помогут вам найти недостающие детали, неисправные паяные соединения или скрытые проблемы. Вы можете обнаружить большинство дефектов до того, как доски покинут завод.

Почему после пайки важна очистка?

Очистка удаляет остатки флюса и грязи. Чистые доски служат дольше и работают лучше. Грязь или остатки могут вызвать короткие замыкания или коррозию. Вы всегда должны проверять наличие чистых поверхностей, прежде чем переходить к следующему шагу.

Какими стандартами вы должны следовать для сборки печатных плат?

Вы должны следить за качеством сборки. ISO 9001 помогает вам создать системы хорошего качества. UL и RoHS гарантируют, что ваши платы безопасны и не содержат вредных материалов.

Related Articles