تجميع لوحة الدوائر المطبوعة: عملية تجميع PCBA وPCB

خلاصة: الرحلة من مجرد لوحة الدوائر المطبوعة إن تحويل جهاز إلكتروني يعمل بكامل طاقته إلى أداة هو بمثابة عجائب العصر الحديث التصنيع الإلكتروني يستكشف هذا الدليل التفصيلي التفاصيل عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة( لوحة الدوائر المطبوعة )، وهي مرحلة مهمة تبعث الحياة في كل أداة إلكترونية سوف نقوم بتشريح كل فعل، من التطبيق الدقيق لـ معجون اللحام إلى الفحص النهائي الشامل. فهم هذا إجراءات التصنيع يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية للمهندسين والمصممين وكل من يشارك في طرح المنتجات الإلكترونية في السوق. تُقدّم هذه المقالة المعلومات الشاملة التي تحتاجها لتصفح عالم خدمات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة وتحقيق المنتج النهائي المثالي.

مخطط المنشور .

1. ما هي عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCBA)؟
2. التحضيرات المهمة قبل التجميع: DFM ومصادر العناصر.
3. عملية تجميع PCBA خطوة بخطوة (الجدول).
4. الخطوة 1: كيف يتم تطبيق معجون اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة؟
5. الخطوة 2: وظيفة الاختيار والوضع في عملية تجميع PCB SMT.
6. الخطوة 3: ما الذي يحدث أثناء عملية إعادة الصهر واللحام الموجي؟
7. حكاية تقنيتين: تجميع SMT مقابل تجميع THT (الجدول).
8. ما هي عملية تجميع PCB باستخدام التكنولوجيا المختلطة؟
9. الخطوة 4: لماذا يعد الفحص ومراقبة الجودة أمرًا بالغ الأهمية؟
10. الخطوة 5: الحدود الأخيرة - الفحص الوظيفي للدائرة.
11. لمسات اختيارية إضافية: طلاء مطابق وتنظيف.

ما هي عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة ل تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCBA)؟ .

في جوهرها، تجميع لوحة الدوائر المطبوعة ( لوحة الدوائر المطبوعة ) هي عملية التثبيت أو اللحام العديد من الأجزاء الإلكترونية على لوحة الدوائر المطبوعة العارية .عارية لوحة الدوائر المطبوعة هو في الأساس عبارة عن لوحة قماشية فارغة - لوحة مسطحة ذات نحاس مصمم مسبقًا الدائرة التصميم ولكن لا يوجد مكونات نشطة. إجراء PCBA يحول هذه اللوحة العارية إلى لوحة وظيفية تجميع الدوائر المطبوعة (PCA)، الذي يعمل بمثابة الدماغ والجهاز العصبي للعنصر الإلكتروني.

هذا تتضمن عملية التجميع مراحل دقيقة عديدة. لا يقتصر الأمر على توصيل الأجزاء فحسب، بل هو معالجة تقنية عالية تضمن أن تكون كل وصلة مثالية. قد يؤدي خلل في أحد المكونات أو عطل في وصلة اللحام إلى تلف كامل. دائرة إلكترونية عديمة الفائدة. لهذا السبب، فإن الدقة والأتمتة وفحوصات الجودة الشاقة تحدد المعايير المعاصرة عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة ، مما يجعلها أساسًا لـ خدمات التصنيع الإلكتروني .

عملية تجميع PCB الحيوية قبل التحضير: DFM ومصادر العناصر .

قبل الجسد حَشد قبل البدء، هناك إجراءان تحضيريان حاسمان لضمان سير الإنتاج بسلاسة. الأول هو فحص نمط التصنيع (DFM). يُقيّم المهندسون تصميم لوحة الدوائر المطبوعة الملفات (مثل ملفات Gerber وCAD) لتحديد المخاوف المحتملة التي قد تعيق التصنيع والتجميع الإجراء. تبحث فحوصات DFM عن وضع الأجزاء المثالي، وأحجام الوسادات الصحيحة، والمسافات الكافية لمنع عيوب اللحام.

في وقت واحد، يقوم فريق المشتريات بتوريد كل ما يلزم الأجزاء الإلكترونية . وهذا يشمل كل شيء من المقاومات والمكثفات الصغيرة إلى المعقدة الدوائر المتكاملة . ضمان جميع مكونات مثل هذه المنتجات متوفرة بسهولة وتتوافق مع تكلفة المواد (BOM) وهو أمر ضروري لمنع التأخير. نموذج أو تشغيل ضخم، فإن الحصول على العناصر بكفاءة أمر ضروري لنجاح حَشد .

عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة خطوة بخطوة .

لتصور سير العمل بشكل أفضل، إليك ملخص للخطوات الأساسية في عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة .

الإجراء 1: كيف يتم تطبيق معجون اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة؟ .

المرحلة العملية الأولى في Surface Mount Innovation ( SMT ) حَشد هو تطبيق معجون اللحام هذا خليط حبيبي من كرات لحام معدنية صغيرة ومواد لحام. تستخدم الطابعة الآلية استنسلًا - صفيحة معدنية رقيقة بفتحات مقطوعة بالليزر - يصطف تمامًا مع لوحة الدوائر المطبوعة .

تتحرك شفرة الممسحة في جميع أنحاء الاستنسل، وتضغط على معجون اللحام من خلال الفتحات ووضعها بشكل خاص على منصات المكونات الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة الهدف هو وضع أفضل كمية من المعجون. قد يؤدي عدم كفاية المعجون إلى ضعفه. الدائرة الاتصال، في حين أن الإفراط فيه يمكن أن يسبب جسور اللحام، مما يؤدي إلى حدوث قصر كهربائي الدائرة . ال قناع اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة يساعد على تجنب ذلك عن طريق عزل الوسادات النحاسية.

الإجراء 2: وظيفة الالتقاط والوضع في عملية تجميع PCB SMT.

بمجرد أن معجون اللحام يكون معتاد على اللوحة ، ال لوحة الدوائر المطبوعة ينتقل إلى اختر و ضع صانع. هذا هو قلب العصر الحديث التجميع الآلي الخط. ال اختيار ووضع الإجراء يستخدم رؤوسًا روبوتية لالتقاط عناصر تثبيت مساحة السطح من البكرات والصواني وبدقة مكونات الموقع على منصاتهم المخصصة على لوحة الدوائر المطبوعة .

تعمل هذه الأجهزة بسرعات مذهلة، حيث تضع عشرات الآلاف من أجزاء صغيرة في الساعة بدقة متناهية. تستخدم الآلة نظام إقرار موثوق لتوجيه عنصر على اللوحة . هذا إجراء آلي أمر حيوي للكثافة العالية والصغيرة ثنائي الفينيل متعدد الكلور تُستخدم في الإلكترونيات اليوم، حيث سيكون من الصعب اختيار ووضع الأجزاء بهذا الحجم يدويًا. هذا الإجراء جزء أساسي من تجميع SMD سير العمل.

الخطوة 3: ماذا يحدث أثناء عملية اللحام بالانصهار والموجة؟ .

بعد وضع الجزء، عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة يجب أن يكون دائمًا. ويتم ذلك من خلال عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة .

ل تجميع SMT ، يحصل المجلس في إعادة الارتداد فرن. يحتوي هذا الفرن على مناطق تسخين متعددة تعمل على زيادة مستوى درجة الحرارة بشكل كامل وفقًا لملف حراري محدد. تتضمن الخطوة أول من أثار التدفق في معجون اللحام ، ثم يُصهر اللحام لتكوين رابطة كهربائية وميكانيكية قوية. ثم تُبرَّد اللوحة بشكل مُتحكَّم فيه لتقوية المفاصل. هذا إجراء إعادة الانصهار يتأكد من كل شيء العناصر المركبة تم توصيلهم بأمان.

ل تجميع الابتكار عبر الثقب (THT) ، التقنية مختلفة. بعد أجزاء ذات أسلاك أو توصيلات يتم إدخالها من خلال اللوحة، حَشد يخضع عموما لحام الموجة . ال جانب اللوحة مع مرور الأسلاك الممتدة فوق وعاء من اللحام المنصهر، مما يُكوّن "موجة". تُلحم هذه الموجة جميع الأسلاك في نفس الوقت، مما يُنشئ اتصالاً قويًا للغاية وموثوقًا به للأجزاء الأكبر حجمًا. الأجزاء التي تحتاجها مزيد من الدعم المادي.

قصة تقنيتين: عملية تجميع PCB بتقنية SMT مقابل تقنية THT .

ال عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة يستخدم في الغالب اثنين من الطرق المختلفة عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة النهج: ابتكار التركيب السطحي ( SMT ) وتقنية الثقب المباشر ( تي اتش تي ). الاختيار يعتمد على نوع من PCB ، والعناصر المستخدمة، ومتطلبات التطبيق.

ما هي عملية تجميع PCB المبتكرة المختلطة؟ .

العديد من الحديث ثنائي الفينيل متعدد الكلور ليست SMT أو THT فقط. بل تحتاج إلى التجميع المشترك ، الذي يدمج التقنيتين على لوحة واحدة. تستفيد هذه التقنية من أفضل ما في العالمين. على سبيل المثال، قد تستخدم اللوحة SMT لكثافة سكانها مكونات صغيرة مثل المقاومات و الدوائر المدمجة لتوفير المساحة والتكلفة.

وفي نفس الوقت تمامًا، قد يستخدم تجميع THT لأكبر أجزاء مثل المحولات أو المكثفات أو المحولات التي تحتاج إلى قوة ميكانيكية استثنائية لتحمل الضغط المادي. هذا تقنية التجميع يتطلب أكثر تعقيدا عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة ، وعادة ما تشمل كليهما إعادة الارتداد لحام ل التركيب السطحي الجانب و لحام الموجة أو اللحام الانتقائي لـ عناصر الثقب العابر . هذه المرونة مهمة للمعقدات تجميعات PCB .

الخطوة 4: لماذا يعد التقييم وضمان الجودة أمرا بالغ الأهمية؟ .

لا عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة يكتمل بدون تقييم دقيق. حتى مع الأتمتة المبتكرة، قد تحدث أخطاء. يتم التفتيش في عدة مواقع. مراحل مختلفة من PCBA . بعد لحام إعادة التدفق، يقوم جهاز التقييم البصري الآلي (AOI) بمسح لوحة الدوائر المطبوعة . ويستخدم كاميرات فيديو عالية الدقة لمقارنة اللوحة المكتملة باللوحة المثالية تصميم اللوحة ، الإبلاغ عن مشاكل مثل أجزاء في غير محلها ، قطبية غير دقيقة، أو جسور لحام.

لمزيد من الكثافة ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو المكونات ذات التوصيلات المخفية أسفلها (مثل BGAs)، يستخدم المتخصصون فحص الأشعة السينية الآلي (AXI). هذا يسمح لهم بالرؤية من خلال العنصر و PCB للتحقق من جودة وصلات اللحام. هذا الفحص الشامل الفحص البصري والمراقبة الآلية ضرورية لتطوير نظام موثوق به الدائرة العملية .

الخطوة 5: الحدود الأخيرة – التقييم الوظيفي للدائرة .

الخطوة الأخيرة والأكثر حسمًا هي الاختبار العملي (FCT). يُحاكي هذا الاختبار بيئة التشغيل النهائية للتحقق من أن تجميع لوحة الدوائر المطبوعة يعمل كما هو مقصود. يربط المختبرون لوحة الدوائر المطبوعة المكتملة لتشغيل الإشارات المحاكاة، ويقوم الكمبيوتر بالتحقق من أن المخرجات تقع ضمن النطاق المحدد.

يؤكد هذا الاختبار أن الكل تتضمن عملية التجميع لقد كان ناجحا وأن دائرة إلكترونية يؤدي وظائفه على النحو الصحيح. اللوحة التي تجتاز اختبار FCT تُعتبر دائرة مطبوعة عملية جاهز للدمج في المنتج النهائي. لأي الإنتاج الإلكتروني تعتبر نسبة النجاح العالية في اختبار FCT مؤشرا أساسيا للجودة.

لمسات نهائية اختيارية: طلاء مطابق وتنظيف .

بعد الفحص، بعض تجميعات PCB تخضع للمعالجة النهائية. يتم تنظيف الألواح لإزالة أي بقايا تدفق أو حطام من  حَشد عملية.

ل ثنائي الفينيل متعدد الكلور مخططة للبيئات القاسية، تشطيب مطابق يكون ساهم في المجلس . هذه طبقة رقيقة واقية من منتج غير موصل (مثل الأكريليك أو السيليكون) تحمي الأجزاء الحساسة الدائرة من الرطوبة والغبار والمواد الكيميائية ودرجات الحرارة القصوى. هذا الإجراء يعزز موثوقية المنتج على المدى الطويل. جهاز إلكتروني .

*.

الأسئلة الشائعة .

1. ما هو الفرق بين تصنيع PCB وتجميع PCB؟ .
2.  تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة هي عملية إنشاء لوح عارٍ نفسها من المواد الخام مثل FR-4، بما في ذلك نقش النحاس الدائرة التتبعات واستخدامها قناع اللحام . عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة( لوحة الدوائر المطبوعة ) هي العملية اللاحقة حيث الأجزاء الإلكترونية على ال لوح عارٍ يتم تثبيتها ولحامها لجعلها تعمل.
3. ما هي الملفات التي أحتاج إلى تقديمها لخدمات تجميع PCB؟ . عادة، صانعي لوحات الدوائر المطبوعة تتطلب ملفات Gerber (لـ إنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور )، مصاريف المنتجات أو قائمة المواد (قائمة بجميع عناصر لوحة الدوائر المطبوعة )، وتحديد البيانات ووضعها (يشار إليها أيضًا باسم بيانات مركز الثقل) للصانعين الآليين أجزاء الموقع على وجه صحيح.
4. هل يمكنك تجميع العناصر على جانبي PCB؟ نعم. هذا ما يسمى لوحة دارات مطبوعة ثنائية الجانب حَشد تتضمن العملية عادةً تشغيل اللوحة عبر خط SMT مرتين - عندما يتم كل جانب اللوحة . هذه ممارسة نموذجية لإنشاء مواد سميكة للغاية ومضغوطة ثنائي الفينيل متعدد الكلور .
5. كيف تختار بين التجميع SMT والتجميع THT؟ يعتمد الاختيار على التطبيق. استخدم SMT للتصغير، وكثافة الأجزاء العالية، والإنتاج بكميات كبيرة وبأسعار معقولة. استخدم تي اتش تي للأجزاء الأكبر حجمًا، أو النماذج التي تتطلب تعديلات يدوية، أو العناصر التي تتحمل ضغطًا ميكانيكيًا عاليًا. تستخدم العديد من الأنماط تجميع مختلط تقنية.
6. ما هو قناع اللحام ولماذا هو ضروري؟ . ال قناع اللحام هي الطبقة الرقيقة التي تشبه الورنيش (عادة ما تكون خضراء، ولكن يمكن أن تكون بألوان أخرى) التي تغطي آثار النحاس لوحة الدوائر المطبوعة . وظيفتها الأساسية خلال حَشد هو تجنب جسور اللحام - الاتصالات غير المرغوب فيها بين نقطتين والتي قد تؤدي إلى حدوث قصر في الدائرة الدائرة . إنه يكشف فقط عن الفوط حيث يتم وضع المكونات .
7. ما هو المهلة الزمنية اللازمة لإنجاز عمل PCBA العادي؟ يختلف التحضير بشكل كبير حسب التعقيد وتوافر المكونات والكمية والمواصفات المحددة خدمات التصنيع تم اختياره. سهل النموذج الأولي قد يستغرق الأمر بضعة أيام، في حين أن الإنتاج على نطاق واسع مع صعوبة الحصول عليه عناصر يمكن أن يستغرق الأمر عدة أسابيع أو أكثر.

ملخص النقاط السرية التي يجب وضعها في الاعتبار .

• ال عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCBA) يملأ لوحة دارات مطبوعة عارية مع الأجزاء الإلكترونية لإنتاج تطبيق عملي الدائرة .
• تبدأ العملية بفحوصات ما قبل التجميع (DFM) والتطبيق معجون اللحام ل تجميع SMT .
• اختر و ضع تقوم الآلات بأتمتة تحديد المواقع مكونات تركيب مساحة السطح ، تليها إعادة الارتداد لحام.
• الابتكار عبر الثقب (THT) يتم استخدامه للمكونات الأكبر حجمًا والأكثر قوة وغالبًا ما يتضمن لحام الموجة .
• التجميع المختلط يجمع بين كل من SMT وTHT على لوحة واحدة لتحقيق أقصى قدر من تنوع التصميم.
• التقييم الشامل (AOI، الأشعة السينية) والفحص الوظيفي هي إجراءات غير قابلة للتفاوض لضمان الجودة لوحة مكتملة .