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您应该了解的有关 PCB 组装过程的基本知识
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发布时间：
2024-08-07
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世界在现代技术方面发展非常迅速，并且很容易对我们的日常生活产生影响。我们的生活方式发生了巨大变化。这项技术进步为世界带来了许多先进的设备，这是我们 10 年前无法想象的。这些设备的核心是电子工程，核心是印刷电路板 (PCB)。
世界在现代技术方面发展非常迅速，并且很容易对我们的日常生活产生影响。我们的生活方式发生了巨大变化。这项技术进步为世界带来了许多先进的设备，这是我们 10 年前无法想象的。这些设备的核心是电子工程，核心是印刷电路板 (PCB)。
PCB 通常为绿色，是一种刚性体，上面装有各种电子元件。这些元件在称为“ PCB 组装”或 PCBA 的工艺中焊接到 PCB 上。PCB 由玻璃纤维制成的基板、元件、形成走线的铜层、安装元件的孔以及可以是内层和外层的层组成。我们可以为多层 PCB 原型提供多达 1-36 层的层，为批量生产的多层 PCB 提供多达 1-10 层的层。对于 单面 PCB 和双面 PCB，存在外层，但没有内层。
PCB 基板 和元件用阻焊层绝缘，并用环氧树脂固定在一起。阻焊层的颜色可以是绿色、蓝色或红色，就像 PCB 颜色中常见的颜色一样。 阻焊层 可使元件避免与轨道或其他元件短路。
铜线用于将电子信号从 PCB 上的一个点传输到另一个点。这些信号可以是高速 数字信号或离散模拟信号。这些线可以做得很厚，以传输功率/电力来为组件供电。
在大多数用于提供高电压或高电流的 PCB 中，都有一个单独的接地平面。 顶层的电子元件 通过“过孔”连接到内部 GND 平面或内部信号层。
组件组装在 PCB 上，以使PCB能够按照设计运行。重要的是 PCB 功能。即使微小的SMT电阻器放置不正确，或者即使PCB 制造商切断了一条小轨道，PCB 也可能无法工作。因此，以正确的方式组装组件非常重要。组装组件后的 PCB 称为 PCBA 或组装 PCB。
PCB 的功能可能复杂或简单，具体取决于客户或用户描述的规格。PCB 尺寸也因要求而异。
PCB组装过程有自动化和手动过程，我们将进行讨论。
PCB 层和设计
1- 基板：由 FR-4 材料制成的刚性板， 元件“填充”或焊接在其上。这为 PCB 提供了刚性。
2- 铜层：在 PCB 的顶部和底部应用薄铜箔，以创建顶层和底层铜线。
3- 阻焊层：这是涂在 PCB 顶部和底部的一层。它用于创建 PCB 的非导电区域，并将铜迹线彼此隔离以防止短路。阻焊 层 还可以避免在不需要的部件上焊接，并确保焊料进入用于焊接的区域，如孔和焊盘。孔将连接 PCB 上的 THT 组件，而焊盘用于固定 SMT 组件。
4-丝网印刷：我们在PCB 制造中看到的元件标识的白色标签，如 R1、C1 或 PCB 上的某种描述或公司徽标，都是由丝网印刷层制成的。此丝网印刷层提供了有关该 PCB 的重要信息。
根据基板材料，PCB 可分为三类
1-电路板是如何制造的：
PCB 是我们周围各种设备中常见的 PCB。这些 PCB 有硬质、刚性和实心三种，厚度各不相同。主要材料是玻璃纤维或简称为“FR4”。FR4 表示“阻燃剂 - 4”。FR-4 的自熄性使其非常适合用于许多硬核工业电子设备。FR-4 的两面都压有薄层铜箔，也称为覆铜板。FR-4 覆铜板的主要应用是功率放大器、开关电源、伺服电机驱动器等。另一方面，家用电器和 IT 产品中常用的另一种刚性PCB 电路原型 基板称为纸酚醛 PCB。它们重量轻、密度低、价格便宜且易于冲压。计算器、键盘和鼠标是它的一些应用。
2-柔性PCB：
柔性 PCB 由 Kapton 等基板材料制成，可承受高温度，厚度仅为 0.005 英寸。它们可以轻松弯曲，用于可穿戴电子产品、LCD 显示器或笔记本电脑的连接器、键盘和相机的连接器等。
3- 金属芯 PCB：
或者，可以使用另一种 PCB 基材，如铝，这种材料非常善于有效散热。这些类型的 PCB 可用于需要热敏元件的应用，如高功率 LED、激光二极管、超薄 LCD PCB 等。
安装技术的类型：
SMT：SMT 代表 “表面贴装技术”。SMT 元件尺寸非常小，采用各种封装，例如电阻器和电容器的 0402、0603、1608 封装。同样，对于集成电路 IC，我们有 SOIC、TSSOP、QFP 和 BGA。
SMT 组件组装对于人手来说非常困难并且可能耗费时间，因此它主要由自动拾取和放置机器人完成。
THT： THT 代表 “通孔技术”。 例如，带有引线和导线的元件，如电阻器、电容器、电感器、PDIP IC、变压器、晶体管、IGBT、MOSFET。
必须将组件插入 PCB 的一侧，然后从另一侧拉出引脚，然后切断引脚并焊接。THT 组件组装通常通过手工焊接完成，相对容易。
装配过程先决条件：
在进入实际的PCB 制造和 PCB 组装过程之前，制造商会检查 PCB 中是否存在可能导致故障的缺陷或错误。此过程称为制造设计 (DFM)过程。制造商必须执行这些基本的 DFM 步骤以确保 PCB 完美无瑕。
1- 元件布局注意事项： 必须检查具有极性的通孔元件。例如，必须检查电解电容器极性、二极管阳极和阴极极性检查、SMT 钽电容器极性检查。必须检查 IC 缺口/头部方向。
需要散热器的组件应为其他组件留出足够的空间，以免散热器受到接触。
2- 孔和过孔间距：
应检查孔与孔之间的间距以及孔与线之间的间距。焊盘和通孔不得重叠。
3- 应考虑铜垫、厚度、走线宽度。
执行 DFM 检查后，制造商可以通过减少报废电路板的数量轻松降低制造成本。这将有助于通过避免 DFM 级别的故障来快速周转。
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