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Tutto quello che c'è da sapere sull'assemblaggio delle schede di circuito

Se siete nuovi alla produzione di elettronica, potreste aver sentito parlare di assemblaggio di schede di circuito (CCA). La tecnica che trasforma le schede elettroniche vuote in elettronica pratica è ciò che alimenta i dispositivi che utilizzate quotidianamente. Imparare le nozioni fondamentali vi aiuterà a scegliere le alternative migliori per i vostri progetti e a comprendere l'importanza e la difficoltà dell'assemblaggio delle schede di circuito. Smontiamolo.

Che cos'è l'assemblaggio della scheda di circuito?

I componenti elettronici vengono combinati per formare un insieme chiamato scheda di circuito. Questo La scheda PCB consente l'interconnessione di vari componenti elettronici. in gadget come telefoni e computer. Per realizzare un circuito funzionante, i produttori collocano le parti elettroniche sul PCB.

Comporta il processo di montaggio dei componenti elettronici come resistenze, condensatori, microchip e connettori su una scheda, creando un circuito funzionante. Questo assemblaggio consente l'interconnessione di questi componenti, permettendo ai segnali elettrici di fluire tra di loro. Le schede di circuito sono presenti in un'ampia gamma di dispositivi, tra cui smartphonecomputer e altri dispositivi elettronici di consumo, svolgendo un ruolo fondamentale per le loro prestazioni e funzionalità.

Componenti di un gruppo scheda circuito (CCA)

Circuito stampato (PCB)

Componenti elettronici

Connettori a bordo

● Substrato: Materiale di base che contiene i componenti; PCB rigidi utilizzano la fibra di vetro, quelli flessibili la poliimmide.

● Tracce di rame: Percorsi conduttivi che collegano i componenti; gli strati variano a seconda del progetto.

● Maschera di saldatura: Strato protettivo che previene la corrosione e i corti di saldatura.

● Serigrafia: Strato superiore con simboli ed etichette per facilitare l'identificazione dei componenti.

● Diodo: Consente un flusso di corrente unidirezionale; viene utilizzato nella rettifica.

● Resistore: Controlla il flusso di corrente; disponibile nei tipi a foro passante e a montaggio superficiale.

● Transistor: Interruttore a tre terminali; si trova negli attuatori e nei circuiti dei sensori.

● Induttore: Immagazzina energia in un campo magnetico; viene utilizzato nei circuiti di potenza.

● Condensatore: Immagazzina energia per via elettrostatica; viene utilizzato per il filtraggio e il blocco della corrente continua.

● Da consiglio a consiglio: Collegamento di due PCB; comune nei sistemi modulari.

● Connettori I/O: Interfacciamento dei CCA con dispositivi esterni come USB o HDMI.

● Da filo a scheda: Collegare sensori e attuatori tramite fili flessibili.

● Alta frequenza: Mantenere l'integrità del segnale per le connessioni RF e a microonde.

● FPC/FFC: Collegare circuiti flessibili e cavi piatti.

 

Attrezzature e strumenti utilizzati nell'assemblaggio delle schede di circuito (CCA)

  • Il saldatore è un dispositivo utilizzato per unire fili e componenti mediante la fusione di particolari metalli.
  • Nei forni a rifusione vengono attaccate minuscole parti elettroniche.
  • Schede di circuito vengono allineati utilizzando macchine pick-and-place per posizionare i componenti.
  • Uno stencil viene utilizzato per applicare la pasta saldante sulle schede dei circuiti nel processo di una stampante di pasta saldante.
  • Gli isolanti possono essere applicati ai PCB assemblati usando rivestimento conformale sistemi.
  • Valutare i collegamenti elettrici e identificare i problemi con Tester ICT. Prestare attenzione alle giunzioni a saldare e al posizionamento dei componenti con sistemi di ispezione ottica.
  • Sistemi di protezione per i fumi tossici prodotti durante le operazioni di saldatura e di Protezione ESD tecnologia per prevenire i danni da elettricità statica.

Processo di produzione dell'assemblaggio della scheda di circuito

Convalida del progetto

Prima di procedere all'assemblaggio, verificare la disposizione del circuito stampato. I problemi che possono ostacolare la fabbricazione di un prodotto vengono identificati attraverso i controlli di progettazione per la producibilità.

Uso della pasta saldante

Il circuito stampato viene rivestito di pasta saldante per posizionare le parti. Si tratta di gettare le basi per un legame indissolubile.

Posizionamento dei componenti

I sistemi pick-and-place sono macchine che posizionano circuiti integrati, resistenze e condensatori sulla scheda. Questa fase è molto precisa e garantisce che tutti i componenti siano posizionati nel punto giusto.

Tecniche di saldatura

L'atto di fondere una sostanza chiamata saldatura è necessario per collegare due parti metalliche. Esistono quindi tre metodi tipici di utilizzo della saldatura, come ad esempio saldatura a ondasaldature a riflusso e saldature a mano. Di seguito spieghiamo ciascuna di esse in dettaglio.

Saldatura a onda

Saldatura a riflusso

Saldatura a mano

Applicazione del flusso

● Preriscaldare la scheda

Utilizzo di saldature fuse

Solidificare la scheda raffreddandola

Principalmente utilizzato in tecnologia a foro passante

Eccellente per le grandi produzioni

Contiene un basso rischio di fallimento

Grazie al processo automatico, produce componenti altamente precisi.

Applicazione della pasta saldante

Utilizzo di macchine pick-and-place

Utilizza fasi di preriscaldamento, immersione, riflusso e raffreddamento.

Utilizzato soprattutto nella tecnologia di montaggio superficiale

Perfetto per la produzione di grandi quantità

Contiene rischi di salto della saldatura ad alta pressione

Ha una precisione moderata

Utilizzando il ferro da stiro manuale

Rischioso a causa di errori umani

Ideale per la produzione di bassi volumi

Processo che richiede tempo

Basso costo dell'attrezzatura

Non adatto a grandi produzioni

Ispezione e test

Se qualsiasi parti del circuito stampato finale non sono presenti durante il riflusso, saranno esaminati per determinare se sono difettosi o se causano connessioni allentate. È necessario affrontare questi problemi per superare gli esami finali. Tra i metodi più comuni vi sono l'ispezione ottica automatica, i controlli manuali e l'esame a raggi X. È possibile controllare grandi gruppi di CCA utilizzando l'ispezione ottica automatica.

Test funzionale finale

Infine, un Il circuito stampato viene creato attraverso un test funzionale. La scheda viene valutata per assicurarsi che il suo funzionamento sia affidabile. Durante la costruzione del circuito stampato sono necessarie ispezioni periodiche per garantirne il corretto funzionamento. I test funzionali sono condotti per valutare la funzionalità elettrica e meccanica del PCB e per dimostrarne il funzionamento. applicazioni pratiche.

Tipi di assemblaggio di schede di circuito

1) Assemblaggio della scatola

Gli assemblaggi di scatole sono chiamati sistemi combinati. A PCB di base o CCA è racchiuso al suo interno. L'assemblaggio standard della scatola incorpora una serie di componenti elettronici ed elettromeccanici, come dissipatori e parti di raffreddamento, alimentatorie configurazioni di cavi speciali.

2) Assemblaggio con tecnologia a montaggio superficiale (SMT)

Le parti elettroniche vengono posizionate direttamente su un circuito stampato con la tecnologia a montaggio superficiale. Questo approccio facilita il processo di riduzione della complessità e l'aumento dell'efficienza nella creazione di piccoli componenti. circuiti stampati. I componenti non devono essere inseriti nei fori del circuito stampato perché sono direttamente collegati alle aree metalliche. I circuiti stampati ad alta densità vengono prodotti utilizzando SMTche possono essere utilizzati per produrre circuiti più intricati e più piccoli.

3) Montaggio con foro passante

Gli assemblaggi a foro passante sono caratterizzati dall'uso di fori nei circuiti stampati per consentire il passaggio dei componenti. Quando le parti metalliche vengono incollate, l'altro lato della scheda viene coperto con la saldatura. Le schede a doppia faccia hanno sostituito le schede a singolo strato. In seguito sono state introdotte le schede multistrato. L'uso dell'SMT non è ancora possibile in alcuni settori, come l'assemblaggio a foro passante per trasformatori e condensatori elettrolitici.

Tabella di confronto

 

Caratteristiche

Tecnologia di montaggio superficiale (SMT)

Tecnologia a fori passanti (THT)

Box Build / Schiera di griglie a sfere / Tecnologia

Componenti

Montato in superficie

Foro passante

Combinazione di SMT e THT

Posizionamento

Automatizzato

Manuale o a onde

Sia automatizzati che manuali

Costo

Elevato livello di configurazione e basso costo di volume

Costi di volume più elevati

Variabile

Applicazioni

Utilizzato in PCB compatti e ad alta densità

Collegamenti ad alta resistenza

Progetti ibridi che combinano i punti di forza di SMT e THT

Materiali per i CCA

  • Poliammide
  • Triazina bismaleimide (BT
  • Estere cianato

 

Rispetto ai normali laminati FR-4, questi materiali sono più resistenti al calore, hanno un'elevata resistenza al calore. temperatura di transizione vetrosa (Tg) e possono resistere alla rottura a temperature più elevate. L'uso dei laminati è vantaggioso in circostanze difficili, come nelle automobili, nelle stazioni di servizio e negli aerei.

Problemi e soluzioni per l'assemblaggio delle schede a circuito

L'assemblaggio di schede di circuiti può causare diversi problemi. In questa sezione esamineremo i problemi più comuni e suggeriremo i modi per risolverli.

Problemi di saldatura

Alcuni problemi di saldatura includono punti saldati asciutti (non collegati) e parti non completamente saldate tra loro; inoltre, una quantità insufficiente di pasta saldante o una temperatura sbagliata possono causare problemi di questo tipo.

 

Soluzione: Modificare la temperatura come indicato dalla pasta saldante. I produttori sono una soluzione valida a questo problema.

Problemi di posizionamento dei componenti

Posizionamento dei componenti I problemi sorgono quando i pezzi non sono allineati o allineati correttamente. La causa di questi problemi può essere un'impostazione errata della macchina o un posizionamento improprio dei pezzi.

 

Soluzione: Per risolvere il problema è possibile modificare le impostazioni della macchina o manipolare manualmente i pezzi.

Progettare i problemi

Problemi di progettazione possono verificarsi quando i componenti non sono progettati correttamente a causa di una mancata corrispondenza di dimensioni o di regole. Questi problemi possono essere causati da errori o da informazioni incomplete sui pezzi nei documenti di progettazione.

 

Soluzione:  Sono disponibili due opzioni: migliorare i file di progettazione e riparare i dati dei componenti.

Problemi di gestione termica

Il calore generato all'interno del dispositivo aumenta a causa del numero di parti e della potenza richiesta. La conseguenza è una riduzione delle prestazioni, una minore affidabilità e il surriscaldamento dei componenti.

 

Come si ottiene questo risultato? La soluzione è progettare le parti di potenza separatamente e renderle più efficienti dal punto di vista dello spazio.

Conclusione

La tecnologia CCA ha infatti rivoluzionato l'elettronica, consentendo di creare dispositivi compatti e potenti, utilizzati in varie applicazioni. Ciò ha consentito lo sviluppo di dispositivi più piccoli e più potenti, oggi ampiamente applicabili in vari campi. Ogni sistema, dai gadget di uso quotidiano agli aerei, si affida ai CCA. Pur essendo di dimensioni ridotte, questi dispositivi offrono prestazioni e affidabilità eccezionali. L'uso dell'interconnessione ad alta densità (HDI), dei circuiti stampati (PCB) e del packaging 3D ha portato a progetti migliori che rendono i dispositivi più efficienti. La complessità dell'assemblaggio delle schede di circuito rende difficile la produzione rapida di una grande quantità di schede. FS PCBA è qui per assistervi. Forniamo continuamente PCB di alta qualità utilizzando il processo CCA.

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