در حالی که طراحی پیچیده ضروری است، فرآیندهای مونتاژ کارآمد و قابل اعتماد برای عملکرد بهینه PCB به همان اندازه حیاتی هستند. این مقاله هر مرحله از مونتاژ PCB را بررسی می کند،از بهینه سازی طراحی تا اجرای تولید، برای کمک به مهندسان در ایجاد محصولات الکترونیک برتر.

مرور کلی فرآیند مونتاژ PCB

مونتاژ PCB شامل قرار دادن دقیق اجزای الکترونیکی بر روی صفحه های مدار چاپی از طریق مراحل متعدد است: تجزیه و تحلیل امکان پذیر طراحی (DFA) ، فناوری نصب سطح (SMT) ،ورودی قطعات از طریق سوراخ، آزمایش و بازرسی نهایی. یک فرآیند مونتاژ کارآمد نیاز به مستندات روشن دارد.از جمله لیست دقیق مواد (BOM) و دستورالعمل های تفصیلی مونتاژ با نشانه های حیاتی مانند نامگذاری مرجع، جهت گیری قطعات و شاخص های ویژه برای قطعات قابل تمیز کردن در مقابل غیر قابل تمیز کردن.

1تجزیه و تحلیل امکان پذیر طراحی (DFA): پایه و اساس اعتباربخشی داده ها

DFA به عنوان اولین گام مهم در مونتاژ PCB عمل می کند ، جایی که مهندسان داده های Gerber / ODB ++ و پرونده های BOM را به طور کامل بررسی می کنند تا امکان تولید را تأیید کنند.هدف اصلی این است که از خطاهای احتمالی مونتاژ جلوگیری شود و هزینه های کلی را با تأیید:

• دقت و کاملی BOM
• دقت ابعاد اثر پا در قطعات
• فاصله کافی از قطعات برای جلوگیری از تداخل
• انطباق با مشخصات فایل حفاری
• اثربخشی راه حل های مدیریت حرارتی
• انطباق با الزامات فضای خالی لبه ی تخته

تنها پس از تأیید این پارامترها می توان به ساخت SMT ادامه داد.

2مونتاژ SMT: دقت از طریق اتوماسیون

تکنولوژی نصب سطح از تجهیزات خودکار برای قرار دادن و جوشاندن قطعات SMD به طور دقیق بر روی PCB استفاده می کند.اجزای غیر قابل تمیز کردن باید شناسایی شوند، زیرا پس از تمیز کردن تخته، نیاز به دستکاری ویژه دارند.فرآیند SMT شامل چندین مرحله کلیدی است:

a. استفاده و بازرسی پاست جوش

پاستای پایش یک مخلوط از پودرهای فلزی (قلو، نقره، مس) و فلوکس به طور دقیق به پد های PCB با استفاده از استنسیل ها اعمال می شود.تجهیزات بازرسی خمیر جوش (SPI) کیفیت رسوب را ارزیابی می کند:

• اندازه گیری SPI 2D ضخامت و عرض بچسب
• 3D SPI طول، عرض، حجم را ارزیابی می کند و نقص هایی مانند کاست یا پل های گمشده را تشخیص می دهد.

ب. قرار دادن قطعات

ماشین های انتخاب و قرار دادن قطعات (BGAs، IC ها، مقاومت ها، خازن ها) را با سرعت تا 15000 قرار دادن در ساعت به طور دقیق قرار می دهند، و این امکان را برای نمونه سازی سریع فراهم می کند.

ج. جوشاندن مجدد

در این مرحله حیاتی، خمیر جوش از طریق پروفایل های دمای دقیق کنترل شده ذوب می شود:

• جوش بر پایه سرب: 180-220 درجه سانتیگراد
• جوش بدون سرب: 210-250 درجه سانتیگراد

د. بازرسی نوری خودکار (AOI)

سیستم های AOI نقص های مونتاژ را شناسایی می کنند از جمله قطعات گمشده، مشکلات جوش، عدم تراز، جهت گیری نادرست و جوش ناکافی / بیش از حد.

e. بازرسی اشعه ایکس

این روش آزمایش غیر مخرب، مفاصل جوش داخلی در PCB های چند لایه و پیچیده را بررسی می کند، که به ویژه برای اجزای ظریف مفید است.

ف. آزمایش های فضاپیما

این راه حل تست انعطاف پذیر، ارزش های قطعات (مقاومت، ظرفیت، حثیت) را شناسایی می کند، باز می کند و تأیید می کند، ایده آل برای تولید حجم کم و تغییرات مکرر طراحی.

3مونتاژ از طریق سوراخ: قابلیت اطمینان سنتی

• جوشاندن موج:فرآیند حجم بالا که در آن تخته ها از طریق امواج جوش ذوب می شوند
• پُر کردن انتخابی:کاربرد رباتیک در مکان های خاص سوراخ
• جوش دستی:اتصال دستی با استفاده از آهن های جوش و فلوکس

4پاکسازی: اطمینان از پاکی

تمیز کردن پس از مونتاژ باقی مانده های جریان و آلاینده ها را با استفاده از آب دیونیزه شده یا محلول های تخصصی در 62 ° C (144 ° F) و 310 kPa (45 psi) حذف می کند و پس از آن خشک کردن با هوا با فشار بالا انجام می شود.

5اجزای غیر قابل تمیز کردن

اجزای ناسازگار با فرآیندهای تمیز کردن با استفاده از جریان های غیر تمیز که نیاز به شستن پس از جوش را از بین می برند، جوش داده می شوند.

6بازرسی و آزمایش نهایی

بررسی های جامع کیفیت قبل از انتشار محصول، عیب های فیزیکی و الکتریکی را شناسایی می کند.

7پوشش مطابق

پوشش های محافظ باعث افزایش دوام و طول عمر مدار در محیط های سخت می شود.

انتخاب قطعات: بهینه سازی طراحی

انتخاب قطعات استراتژیک تاثیر قابل توجهی بر عملکرد PCB دارد:

• منبع از تامین کنندگان معتبر برای جلوگیری از قطعات تقلبی
• استفاده از بسته های یکپارچه برای کاهش تعداد قطعات و اندازه تخته
• ترجیح اجزای SMT برای بهبود یکپارچگی سیگنال و بهره وری تولید

نتیجه گیری

تسلط بر فرآیندهای مونتاژ PCB از DFA تا بازرسی نهایی برای تولید الکترونیک قابل اعتماد و با عملکرد بالا ضروری است.و حفظ کنترل های سختگیرانه تولید، مهندسان می توانند کیفیت و عملکرد محصول را به حداکثر برسانند.