Schritt-für-Schritt-Anleitung für den PCB-Bestückungsprozess

Bei der Leiterplattenbestückung oder PCBA handelt es sich um den komplizierten Prozess des Zusammenbaus und Lötens aller Komponenten und Anschlüsse auf einer Leiterplatte. Da die Größe der Komponenten schrumpft, die Dichte der Pins zunimmt und sich die Produktiterationen beschleunigen, haben herkömmliche manuelle Techniken Schwierigkeiten, den Anforderungen dieser sich entwickelnden Landschaft gerecht zu werden. In der Wirtschaft ist es für vertikal integrierte Elektronikfertigungsunternehmen eine Herausforderung, mit dem raschen Wandel der Zeit Schritt zu halten. Hier kommen Unternehmen wie FS Technology ins Spiel, die sich auf PCB-Bestückungsdienstleistungenunverzichtbar geworden. In diesem Artikel zeigt FS Technology, wie unsere digitalisierte intelligente Fabrik den Prozess der Leiterplattenbestückung rationalisiert.

PCB Montage Prozess Tutorial

Flussdiagramm für die PCBA-Bestückung

Das oben abgebildete Flussdiagramm veranschaulicht den komplizierten PCBA-Herstellungsprozess in seiner Gesamtheit, der eine Reihe von Tests und Nacharbeiten umfasst. Ziel dieses Artikels ist es, den Lesern ein besseres Verständnis des PCB-Bestückungsprozesses zu vermitteln. Um dies zu erleichtern, ist die Erklärung in vier Hauptphasen und mehrere Unterphasen gegliedert, die zum besseren Verständnis in einer sequentiellen Reihenfolge dargestellt werden.

Stufe 1: Design und Herstellung

PCB Design

Die Entwurfsphase ist ein wichtiger Schritt, bei dem Designer Konzepte in die Realität umsetzen. Dieser Prozess umfasst die Verwendung von Design-Software wie Altium, Protel, Orcad, KiCad, um Schaltungsmuster zu erstellen und Fertigungs- und Montagedateien zu generieren. Auch wenn diese Phase nicht direkt mit der Montage zu tun hat, ist sie doch eng mit ihr verwoben, da sie festlegt, wie die Montage durchgeführt werden soll, welche Komponenten montiert werden sollen und wo sie sich befinden.

Die Herstellung umfasst die Produktion von nackten Platinen, die Übertragung von Schaltkreismustern auf physische Platinen durch PCB-HerstellungsprozesseDie Leiterplatte dient als Plattform für die Montage der Komponenten. Die unbestückte Leiterplatte dient als wesentliche Plattform für die Montage der Komponenten und bildet den Hauptteil der PCBA-Platte.

Phase 2: Vorbereitung des Materials

PCB Montage Material Vorbereitung

In dieser Phase ist es von entscheidender Bedeutung, dass Sie alle für die Montage benötigten Materialien zur Verfügung haben, wie z.B:

  • Komponenten: Die wesentlichen Elemente, die die Funktionalität der PCBA-Platine ausmachen, werden in Übereinstimmung mit dem BoM-Datei.
  • Lötpaste: Wird zum Löten von Bauteilen verwendet und bildet robuste Lötstellen.
  • Lötlegierungen: Für einige Konstruktionen sind neben der Lötpaste auch Lötlegierungen erforderlich.
  • Flux: Es wird zur Verbesserung der Montagequalität eingesetzt und kann desoxidieren, reinigen, die Benetzung verbessern und die Adhäsion fördern.
  • Schablone: Integriert in SMT-Prozesse zum Auftragen von Lotpaste, hergestellt auf Basis von Designdateien.
  • Ausrüstung: Umfasst Maschinen zur Oberflächenmontage, zum Löten, Testen und Entlöten.

Stufe 3: SMT-Prozess

SMT-Produktion in der PCB-Bestückung

Die SMT-Technik ist derzeit die wichtigste Montagetechnik. Im Einklang mit dem Trend zur Miniaturisierung werden immer mehr Komponenten in oberflächenmontierten Geräten eingebaut. Dieser Ansatz ermöglicht dichtere Layouts und Montagen. Die SMT-Montageprozess ist wie folgt skizziert:

Schritt 1: Lotpastendruck

PCBA-Lötpastendruck

Die Lötpaste wird gleichmäßig auf eine vorgefertigte Schablone. Anschließend streicht ein Messer über die Schablone, so dass die Lotpaste auf die vorgesehenen Positionen auf der Leiterplatte fällt.

Schritt 2: SMD Patch

Ein Pick-and-Place-Roboter wird mit der Komponentendatei geladen, um die Positionen der Komponenten zu markieren. Anschließend wählt er die entsprechenden Komponenten anhand der Anweisungen in der Datei aus und installiert sie an den angegebenen Stellen.

Schritt 3: Reflow-Löten

Nach der Oberflächenmontage kommt die Leiterplatte in einen Hochtemperatur-Reflow-Ofen, in dem die Reflow-Löten Methode aufgrund des SMT-Prozesses. Der gesamte Prozess durchläuft Phasen des Vorheizens, des Temperaturanstiegs, des Lötens und des Abkühlens. Am Ende werden die Komponenten sicher auf der Platine befestigt.

Stufe 4: THT-Prozess

DIP-Montagelinie von FS Technology

Für durchkontaktierte Bauteile setzt FS Tech in der Regel eine Steckmaschine ein. Wenn die Bauteile zu groß sind oder um die Herstellung von Prototypen zu beschleunigen, kann die manuelle Montage und das Löten eingesetzt werden.

Schritt 1: Maschine einstecken

Die für die automatische Bestückung verwendeten Geräte ähneln den Bestückungsautomaten im SMT-Prozess. Dabei werden die Stifte der Komponenten in die Durchgangslöcher gesteckt und das Lot aufgetragen.

Schritt 2: Wellenlöten

Wellenlöten bei der DIP-Bestückung

Aufgrund von Durchgangslochmontage mit großen Komponenten und Anschlüssen, die stärkere mechanische Verbindungen erfordern, Wellenlöten verwendet wird, was zu einer größeren Lötstelle nach dem Löten führt.

Schritt 3: Manuelles Löten

PCB Manuelles Lötverfahren

Obwohl die Montageeinrichtungen von FS Tech mit einem hohen Anteil an automatisierten Maschinen ausgestattet sind, kann das manuelle Löten die Produktionsgeschwindigkeit für kleine Chargen oder Prototyp Projekte.

Nach dem PCBA-Herstellungsprozess

Nach Abschluss der Leiterplattenbestückung ist eine makellose PCBA-Platine entstanden. Für einige Heimwerker ist dies das Ende aller Verfahren. Für Hersteller sind jedoch nach der Montage zusätzliche Anstrengungen erforderlich, um sowohl Qualität als auch Ästhetik zu gewährleisten.

Erstens ist die manuelle Inspektion von entscheidender Bedeutung, wobei sie nach der Herstellung der PCBA stärker betont wird. In der Anfangsphase des PCBA-Projekts handeln beide an der Zusammenarbeit beteiligten Parteien die Vertragsbedingungen aus, um einen reibungslosen Ablauf des Projekts zu gewährleisten. Ein wichtiger Aspekt ist die Festlegung der anwendbaren Normen. Die Kooperationspartner legen klar fest, welcher offiziellen Norm das Projekt entspricht. Diese dient als ultimatives Akzeptanzkriterium, das festlegt, welche Probleme tolerierbar sind und was als Fehler gilt. Ein Beispiel: FS Tech hält sich in der Regel an IPC-610-A-G in Ermangelung spezifischer Anforderungen. Dies bedeutet, dass die meisten Mängel nicht zulässig sind und nur solche, die die Ästhetik und nicht die Leistung beeinträchtigen, toleriert werden. In Anbetracht der Tatsache, dass Hochtemperaturprozesse und die maschinelle Automatisierung bei der Montage dazu führen können, dass Häufige PCB-Probleme wie z.B. Lötbrücken und kaltes Lötzinn, führen die Ingenieure nach der Montage Stichprobeninspektionen durch, um Probleme zu identifizieren und anhand der endgültigen Abnahmekriterien zu bewerten.

Nach der Bestätigung der Montagequalität werden diese PCBA-Platinen gereinigt. Dieser Prozess zielt darauf ab, die Ästhetik zu verbessern und, was noch wichtiger ist, Oberflächenrückstände zu beseitigen. Bei der Leiterplattenbestückung werden chemische Mittel wie Flussmittel und Lötpaste verwendet. Diese Rückstände stellen zwar keine unmittelbare Gefahr für die Platine dar, aber eine längere Lagerung in einer feuchten Umgebung kann dazu führen, dass sich ionische Verunreinigungen und organische Rückstände mit Wassermolekülen verbinden, was zu Korrosion führt. Wenn diese problematischen Leiterplatten schließlich in Betrieb genommen werden, kann dies zu Lecks in den Schaltkreisen oder zu erheblichen Schäden führen.

Endlich, PCB-Prüfdienstleistungen werden auf der Grundlage der Kundenanforderungen angepasst. Zusätzlich zu den Routine Funktionstestsbieten wir verschiedene Optionen wie Falltests und Alterungstests an. Einige Tests sind kostenlos, während für andere je nach Kundenwunsch zusätzliche Gebühren anfallen können.

Überlegungen zum PCB-Montageprozess

In der Geschäftswelt ist der gesamte Montageprozess kompliziert und langwierig. Jeder Fehler in diesem Prozess kann dazu führen, dass die Bemühungen umsonst waren. Deshalb bietet FS Tech wichtige Überlegungen für die Leiterplattenbestückung an. Damit wollen wir Ihnen einerseits helfen, die Effizienz Ihrer Projekte zu steigern, und andererseits die Professionalität von FS Tech bei PCBA-Projekten unter Beweis stellen.

DFM/DFA

Hier werden zwei Designansätze vorgestellt, bei denen DFM soll sicherstellen, dass der Entwurf Machbarkeit, Kostenwirksamkeit und Effizienz berücksichtigt. PCB-Herstellungsprozess. Auf der anderen Seite konzentriert sich DFA auf die Optimierung des PCB-Bestückungsprozesses. Niemand möchte eine Charge ungeeigneter oder fehlerhafter PCBA-Platinen montieren, und schon gar nicht möchte jemand, dass die Montage durch Probleme in der Designphase beeinträchtigt wird. FS Tech setzt DFM und DFA für die Analyse von Bauteilen, Pins, Pads und andere Maßnahmen ein, um die Montageschritte zu optimieren, Bauteile zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Montage zu erhöhen.

Material Inspektion

Das Herzstück der Leiterplattenbestückung ist der Kernprozess, bei dem elektronische Komponenten auf der Leiterplatte installiert werden. Hierfür gibt es drei wesentliche materielle Komponenten: die Leiterplatte, die Komponenten und das Montagematerial.

Was die Leiterplatte betrifft, so sollten Sie sich für Der schlüsselfertige Service von FS Techwerden alle Angelegenheiten von der Leiterplattenherstellung bis zur Montage von uns übernommen. Bei Bestückungsprojekten müssen wir jedoch Ihre Leiterplatte inspizieren, um ihre Qualifikation sicherzustellen, und die Verantwortlichkeiten werden entsprechend verteilt.

Was die Komponenten betrifft, so können Sie diese entweder selbst beschaffen oder FS Tech damit beauftragen. Bei Komponenten, die Sie selbst beschaffen, ergreifen wir bestimmte Maßnahmen. Wir empfehlen die Verwendung von Der Komponentenbeschaffungsdienst von FS Tech, wo wir von zuverlässigen, langfristigen Partnern beziehen. Dadurch sparen Sie nicht nur Zeit, sondern profitieren auch von Skaleneffekten, die die Kosten senken.

Die Materialien für die Montage werden in der Montagehalle von FS Tech gelagert und warten auf Ihre Bestellungen. Als sozial verantwortungsbewusstes PCBA-Unternehmen stellen wir sicher, dass die verwendeten Materialien die folgenden Anforderungen erfüllen RoHS-Richtlinien.

Um FS Tech von anderen Bestückungsunternehmen zu unterscheiden, haben wir eine eigene Abteilung für Qualitätskontrolle eingerichtet, die für die Bewertung des eingehenden Materials für den PCB-Bestückungsprozess zuständig ist. Die Ingenieure in dieser Abteilung sind für Folgendes verantwortlich:

  • Überprüfen der Menge und des Modells der Stücklisten
  • Durchführen von Stichprobentests mit Multimetern und Prüfständen
  • Prüfung auf Verformungen, Oxidation oder Schäden an komplexen Komponenten

Konsolidiert

Einheitlicher Code: Um Verwechslungen zu vermeiden und die Verwaltung zu erleichtern, wird der Vorderseite der Leiterplatte vor dem Zusammenbau eine eindeutige Kennung zugewiesen.

Behandeln Sie sie mit Vorsicht: Seien Sie beim Transport der montierten PCBA vorsichtig und verwenden Sie Schutzmaßnahmen wie antistatische Beutel. Stellen Sie zwei Platinen isoliert oder Rücken an Rücken auf.

Tragen Sie Handschuhe: Einerseits stellt die statische Elektrizität des Menschen eine Gefahr für die Komponenten dar, andererseits können die Öle von Fingerabdrücken zu Korrosion führen.

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