O que é montagem de PCB？

O que é montagem de PCB?

Montagem de placas de circuito impressorefere-se ao processo de montagem de todos os componentes eletrônicos, como resistores, transistores, diodos, etc. em uma placa de circuito impresso, e o método de montagem pode ser manual ou mecânico.   As pessoas muitas vezes confundem montagem de PCB com fabricação de PCB, pois envolvem processos completamente diferentes.   Quanto à fabricação de PCB, ela envolve uma ampla gama de processos, incluindo design e prototipagem, enquanto a montagem da placa de circuito impresso começa após a fabricação da PCB e trata-se da colocação dos componentes.

3 tipos de tecnologias de montagem de PCB

O progresso das tecnologias eletrônicas trouxe mais possibilidades para montagem de PCBs.   Agora, existem três tecnologias de montagem comumente usadas, uma é SMT (Tecnologia de Montagem em Superfície), a segunda é THT (Tecnologia Thru-Hole) e a terceira é uma combinação das duas anteriores.

Tecnologia de montagem em superfície

Conjunto de PCB SMT

O conjunto SMT é montado principalmente soldando dispositivos de montagem em superfície (SMD) no PCB.   Como o pacote padrão de componentes SMD é pequeno, todo o processo deve ser cuidadosamente controlado para garantir a alta precisão e a temperatura adequada das juntas de solda.   Felizmente, SMT é uma tecnologia de montagem totalmente automatizada que seleciona automaticamente componentes individuais e os coloca na PCB com extrema precisão.

Tecnologia Thru-Hole

THT é uma tecnologia de montagem de PCB mais tradicional na qual o instalador insere componentes eletrônicos como capacitores, bobinas e grandes resistores e indutores na placa de circuito através de orifícios.   Em comparação com o SMT, a montagem através do furo permite a montagem de componentes de grande porte e fornece uma ligação mecânica mais forte, que também é mais adequada para testes e prototipagem.   mais montagem THT PCB>>

Tecnologia de montagem de PCB mista

Os produtos eletrônicos tendem a ser projetados para serem menores em tamanho e terem mais funções, exigindo assim maiores exigências.montagem de placa de circuito impresso.  As pessoas precisam montar circuitos altamente complexos em um espaço limitado, é difícil conseguir o efeito desejado usando apenas SMD ou PTH, precisamos combinar a tecnologia SMT e THT.   Ao usar a tecnologia de montagem de placas mistas, os ajustes apropriados devem ser feitos para simplificar a soldagem e a montagem.

Processo de montagem de PCB

Etapa 1: estêncil de pasta de solda

Na primeira etapa, a pasta de solda seria aplicada na placa.  A pasta de solda é cinza e consiste em minúsculas bolas de metal compostas por 96,5% de estanho, 3% de prata e 0,5% de cobre, certifique-se de usá-la em quantidade controlada e certifique-se de que seja aplicada no local exato.  Em umMontagem de placas de circuito impressolinha, placas de circuito impresso e estênceis de solda são presos por pinças mecânicas e a quantidade exata de pasta de solda é aplicada nas áreas desejadas.  A máquina aplicará a pasta no estêncil até cobrir uniformemente cada área aberta.   Por fim, ao retirarmos o estêncil podemos observar que a pasta de solda permanece no lugar correto.

Etapa 2: escolher e colocar

Na segunda etapa, precisamos usar a máquina pick and place que pode colocar automaticamente componentes de montagem em superfície em placas de circuito impresso.   Atualmente, os componentes SMD são amplamente utilizados em tipos de PCBs, que podem ser montados com alta eficiência.  No passado, o pick and place era aplicado manualmente e o montador precisava prestar muita atenção durante o processo para garantir que todos os componentes fossem colocados na posição correta.  Embora a coleta e colocação automática sejam operadas por robôs que podem trabalhar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem fadiga, ela melhorou a produtividade e reduziu em grande medida os erros.   A máquina pega as placas de circuito impresso com sua alça a vácuo e depois as move para a estação de coleta e colocação.  O robô então posiciona o PCB na estação, e os componentes SMD seriam colocados em cima da pasta de solda nos locais pretendidos.

Etapa 3: Soldagem por refluxo

Após a escolha e colocação, a montagem da PCB passaria para o processo de soldagem por refluxo.  As placas de circuito seriam transferidas para um grande forno de refluxo através da correia transportadora.  O forno aqueceria os varrascos a altas temperaturas, normalmente cerca de 250 graus Celsius, para derreter a solda na pasta de solda.   Terminado o processo de aquecimento, as placas do circuito seriam movimentadas através do forno que consiste em uma série de aquecedores mais frios, que ajudariam a resfriar e solidificar a solda derretida.  Durante a soldagem por refluxo, devemos prestar atenção a algumas placas especiais, como por exemplo PCBs de dois lados.   Cada lado dos PCBs de dois lados precisa ser estampado e soldado por refluxo separadamente; normalmente, o lado com menos componentes seria soldado por refluxo primeiro e depois o outro lado.

Etapa 4: inspeção

As placas de circuito montadas precisam ser testadas quanto à funcionalidade; o processo de refluxo pode resultar em conexão ruim ou até mesmo falta de conexão.  O movimento durante a soldagem por refluxo também pode causar curtos. Assim, a inspeção é uma etapa fundamental envolvida durante o processo de montagem. Há uma variedade de métodos para inspecionar erros, e os mais comumente usados ​​são verificações manuais, inspeção por raios X e inspeção óptica automática.  Inspeções periódicas podem ser realizadas após a soldagem por refluxo, para que quaisquer problemas potenciais possam ser identificados até que a montagem da placa de circuito passe para o próximo processo.  Essa inspeção pode ajudar os fabricantes a economizar muito dinheiro porque quanto mais cedo detectarem um problema, mais cedo ele poderá ser resolvido sem perda de tempo, recursos humanos e materiais.

Etapa 5: Inserção do componente através do furo

Além dos componentes SMD, algumas placas de circuito podem precisar ser montadas com outros tipos de componentes, como orifícios passantes ou componentes PTH.  Então, como montar esses componentes?  Bem, existem orifícios revestidos nas placas de circuito, que fornecem acesso aos componentes da PCB para transferir sinais de um lado para o outro da placa.  Assim, a pasta de solda é viável neste caso, por isso precisamos usar outros métodos de soldagem para inserir componentes PTH, como soldagem manual e soldagem por onda.

Etapa 6: Teste Funcional

Na última etapa será realizada a inspeção final para testar a funcionalidade do PCBA, chamamos esse processo de “teste funcional”.  Este teste irá simular a operação normal do PCB e monitorar as características elétricas do PCB quando a fonte de alimentação e o sinal analógico passam pelo PCB para avaliar se o PCBA está qualificado.

Sugestões para realizar melhor a montagem de PCB

Depois de explicar o processo detalhado de montagem do circuito impresso, gostaríamos agora de oferecer algumas sugestões que podem melhorar a qualidade do PCBA.

Tamanho do componente

É de grande importância selecionar o tamanho correto do pacote para cada componente das placas durante o período de projeto da PCB, de modo geral sugerimos escolher pacotes maiores. A escolha de pacotes menores pode resultar em possíveis problemas durante a fase de montagem da placa de circuito, o que levaria muito tempo para modificar o circuito. Embora para algumas modificações complicadas, como desmontar e soldar componentes, montar novamente toda a placa de circuito é muito mais fácil.

Pegada do componente

A pegada do componente é outra consideração importante da montagem de PCB.  Cada pegada deve ser criada precisamente de acordo com o padrão de terreno especificado na ficha técnica de cada componente integrado. Muitos problemas podem surgir de uma pegada incorreta, como causar calor desigual aplicado ao componente integrado durante o processo de soldagem, fazendo com que ele grude em apenas um lado da PCB em vez de em ambos os lados.  Além disso, componentes SMD passivos, como resistores, capacitores e indutores, também seriam afetados principalmente devido às dimensões incorretas do padrão de terra associado ao componente e à magnitude diferente das trilhas conectadas às duas almofadas do componente, ou da trilha. largura sendo muito larga.

Espaçamento entre componentes

O superaquecimento causado por espaço insuficiente entre os componentes é uma das principais causas de falha da PCB, e esse problema é mais pronunciado em alguns circuitos altamente complexos. Colocar um componente muito próximo de outro pode causar diversos problemas, o mais sério dos quais pode levar ao redesenho e refabricação da PCB, um processo demorado que agrega custos desnecessários.  Quando aplicamos máquinas automatizadas de montagem e teste, é importante garantir que cada componente seja mantido longe das peças mecânicas, da borda da placa e de todos os outros componentes.  Muito pouco espaçamento entre componentes ou componentes girados incorretamente pode causar problemas durante o processo de soldagem por onda.  Por exemplo, se um componente mais alto precede um componente com uma altura mais baixa ao longo do caminho percorrido pela onda, a solda enfraquecerá.

Lista técnica atualizada

Tanto para os processos de projeto quanto de montagem de PCB, é vital garantir que a lista de materiais (BOM) esteja sempre atualizada. Quaisquer erros ou imprecisões na lista técnica podem trazer grandes problemas, o que pode adiar toda a fase de montagem, pois os fabricantes precisam gastar muito tempo para descobrir e resolver o problema.  Para garantir a precisão e validade da lista técnica, sempre que você atualizar o design do seu PCB, você deve revisar a lista técnica completa e cuidadosamente.  Por exemplo, se um novo componente for adicionado a um projeto existente, é necessário garantir que a lista técnica seja atualizada adequadamente.

Uso de fiduciários

Fiduciais são formas arredondadas de cobre que desempenhariam o papel de pontos de referência para máquinas de montagem pick and place. Ao usar elementos fiduciais, o equipamento automatizado pode identificar a orientação da placa e montar componentes de montagem em superfície de passo fino. Os fiduciais podem ser divididos em duas classes: fiduciais globais e fiduciais locais. Fiduciais globais são usados ​​para colocar na borda das placas de circuito impresso para que a orientação da placa no plano XY possa ser detectada por máquinas pick and place. Quanto aos fiduciais locais, eles são colocados próximos aos cantos dos componentes SMD quadrados, o que permite que as máquinas de seleção e posicionamento localizem com precisão a área ocupada por um componente, o que pode ajudar a reduzir os erros de posicionamento durante a montagem do PCB. Resumindo, os fiduciais são muito importantes para a montagem da placa de circuito impresso, principalmente quando há muitos componentes envolvidos na placa que não estão distantes uns dos outros.