תהליך הרכבת PCB: כל מה שאתה צריך לדעת

מבוא

אם אתה רוצה שהמעגל המודפס (PCB) שלך יצליח, אתה צריך לדעת איך הוא יורכב. תהליך הרכבת ה-PCB עשוי להיראות כגישה פשוטה של ​​"הפסקת ידיים", אך ישנן דרכים רבות שבהן טעויות יכולות לקרות בשלב זה.

תהליך הרכבת ה-PCB הוא מורכב. זה יכול להשתנות מבחינת הסדר. ישנם כמה עקרונות יסוד החלים על רוב המקרים. אנו נותנים לך סקירה של מה הרכבת PCB התהליך נראה כמו. זה גם ישפוך קצת אור על איך התעשייה נוצרה ואיך היא משתנה.

תהליך הרכבת PCB

תהליך הרכבת PCB

מה עליך לדעת על תהליך הרכבת PCB?

תהליך הרכבת ה-PCB הוא מורכב וכולל שלבים רבים, אך לפני שיודעים כיצד לעשות זאת, צריך להבין מהי הרכבת PCB. PCB מייצג מעגלים מודפסים. מעגל מודפס הוא לוח שטוח שמחוברים אליו רכיבים אלקטרוניים. רכיבים אלקטרוניים אלה כוללים נגדים, קבלים, טרנזיסטורים, דיודות ומעגלים משולבים (IC).

מטרת המעגל המודפס היא לחבר את כל הרכיבים החשמליים השונים במכשיר אלקטרוני. לדוגמה, הם כמחשב או טלוויזיה. הרכיבים האלקטרוניים על ה-PCB מחוברים באמצעות פסי נחושת. זה יוצר מעגל חשמלי. זה מאפשר לחשמל לזרום ממרכיב אחד למשנהו מבלי להיות מופסק על ידי רכיבים אחרים ביניהם.

החלק החשוב ביותר בכל תהליך הרכבת PCB הוא עיצוב לוחות מעגלים מותאמים אישית משלך. השימוש בתוכנת CAD כגון EagleCAD או KiCad לפני שליחתם לייצור הוא הטוב ביותר כדי שיעמדו במפרט המדויק שלך כשהם חוזרים מהייצור.

כמו כן, עליך לוודא שהעיצוב שלך עומד בכל התקנים בתעשייה. כדי שזה ישמש עם מערכות אחרות בחברה או בתעשייה שלך מבלי לגרום לבעיות כלשהן עם בעיות תאימות או ספק כוח בעיות בעת התקנת מוצרים חדשים במערכות קיימות במיקומים שונים בתוך המחסנים או המשרדים של החברה שלך ברחבי העולם!

סוגי תהליך הרכבת PCB

סוגי תהליך הרכבת PCB

3 סוגי תהליך הרכבת PCB

כשאתה מחפש תהליך הרכבת PCB, חשוב לדעת למה אתה נכנס. כל התהליך של יצירת PCB יכול להיות מסובך ומבלבל, אבל אם אתה יודע מה לחפש, תוכל למצוא את ההתאמה המתאימה לצרכים שלך.

ישנם שלושה סוגים עיקריים של תהליכי הרכבה של PCB. אלו הם טכנולוגיית Thru-Hole, טכנולוגיית הרכבה משטחית, ותהליך הרכבה טכנולוגית מעורבת. לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו והוא יעניק למוצר שלך מראה שונה. איזה מהם מתאים לך? בואו נסתכל מקרוב!

טכנולוגיית Thru-Hole

אספת THT

תהליך הרכבה טכנולוגית Thru-Hole

טכנולוגיה זו מתייחסת לאופן שבו רכיבים מחוברים ל-PCB ומולחמים למקומם.

טכנולוגיית Thru-hole כרוכה במיקום רכיבים על גבי הלוח ולאחר מכן הלחמתם למקומם. ההלחמה יוצרת קשר מכני בין שני החומרים, המאפשר חיבור בטוח ויציב. מסיבה זו, נעשה שימוש בטכנולוגיית דרך-חור ביישומים שבהם אמינות חיונית.

הסוגים הנפוצים ביותר של רכיבים דרך חור הם נגדים (קבועים ומשתנים), טרנזיסטורים (NPN ו-PNP), דיודות, קבלים, ICs (מעגלים משולבים), נוריות (דיודות פולטות אור), משרנים (סלילים), רוֹבּוֹטרִיקִים, נתיכים וממסרים (מתגים). לוחות מסוימים תומכים גם בהתקנים דרך חורים הנקראים מגשרים המאפשרים לך לשנות הגדרות מסוימות כגון מתח רמות או פרמטרים אחרים.

הרכבה טכנולוגית משטחית

הרכבת SMT

תהליך הרכבה טכנולוגית להתקנה על פני השטח

תהליך הרכבה זה הוא בחירה פופולרית עבור יצרני אלקטרוניקה מכיוון שהוא מאפשר להם לחסוך כסף בחומרים ובעלויות העבודה.

התהליך כולל הנחת רכיבים על הלוח בניגוד להרכבה דרך חור, הכוללת הכנסת לידים לחורים בלוח. החורים לרוב קטנים יותר מהלידים, מה שהופך את סוג הרכבה לזול וקלה יותר מאשר הרכבה דרך חורים.

סוג זה של הרכבה יכול להתבצע באופן ידני או עם מכונה אוטומטית. הרכבה ידנית דורשת יותר מיומנות מצד המרכיב, אך מערכות אוטומטיות מאפשרות קצבי ייצור גבוהים יותר.

תהליך הרכבה טכנולוגית מעורבת

מכלול טכנולוגיה מעורבת

תהליך הרכבה טכנולוגית מעורבת

זהו תהליך הכולל שימוש הן בטכנולוגיות SMT והן בטכנולוגיות Through-Hole. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהיא מאפשרת לך להרכיב רכיבים קטנים מאוד, כגון ICs ונגדים, באמצעות SMT טכנולוגיה, תוך שמירה על רכיבים גדולים יותר כמו מחברים ושנאים במקומם באמצעות הרכבה דרך חור.

תהליך ההרכבה של הטכנולוגיה המעורבת נותן לך גמישות רבה יותר באילו סוגי לוחות אתה יכול ליצור, אבל זה בא עם כמה חסרונות. החיסרון הראשון הוא שבגלל שאתה משלב שונה סוגי PCB, העיצוב צריך להיות גמיש מספיק כדי להכיל את כולם. המשמעות היא שקשה יותר לוודא שהמוצר שלך יעבוד כמתוכנן אם אתה משתמש בתהליך הרכבה טכנולוגי מעורב.

שלבים בתהליך הרכבת PCB

שלבים בתהליך הרכבת PCB

8 שלבים עיקריים בתהליך הרכבת PCB

ישנם שמונה שלבים עיקריים בתהליך הרכבת ה-PCB. אם אתה מתמודד עם בעיות בעלויות, ייתכן שנקיטת קיצורי דרך אינה מעשית. אם אתה יכול להרשות זאת לעצמך ומעוניין להפיק את המרב מהמוצר שלך, אז אלו 8 שלבים בתהליך הרכבת PCB שיכולים לעזור לך לוודא שאין מקום לטעויות.

הכנה ובחינה של החומר

הכנה ובחינה של החומר

הכנה ובחינה של החומר

שלב זה משמש להערכת החומרים שעומדים לשמש עבור PCBs. החומרים נבחנים לאיכותם ולאחר מכן הם מוכנים לשימוש. יש לבדוק את החומרים לאיתור פגמים ואם יש, אז יש להוציאם משימוש.

מיקום רכיבים

מיקום רכיבים

מיקום רכיבים

המטרה של שלב זה היא להבטיח שכל הרכיבים האלקטרוניים ממוקמים כראוי על ה-PCB ומחוברים זה לזה בצורה נכונה. לאחר מכן מניחים את הרכיבים על גבי הסטנסיל ומחוברים עם סרט דבק מוליך.

הלחמת גלים

הלחמת גלים

הלחמת גלים

שיטת הלחמה המשתמשת בחום, שטף ולחץ לחיבור רכיבים אלקטרוניים. הוא משמש להלחמת הלידים על הגוף של רכיב אלקטרוני.

החוטים מחוברים באמצעות מכונת הלחמת גל אשר נעה בין הרכיבים בתנועה דמוית גל. החום מהמכונה ממיס את ההלחמה ומאפשר לה לזרום מסביב לחוט ולכל פינות הרכיב לפני שהתקרר שוב.

הכנת סטנסיל

הכנת סטנסיל

הכנת סטנסיל

השבלונה עשויה בדרך כלל מחומר דמוי נייר או פלסטיק ויש לה פתחים בכל אחת מנקודות ההלחמה הרצויות על ה-PCB. אם אין לך סטנסיל שהוכן כראוי, אתה עלול לקבל תוצאות לא עקביות. זה ישפיע על ה-PCB במהלך ההרכבה בפועל ועלול לגרום נזק למוצר שלך.

שבלונה של הדבקת הלחמה

שבלונה של הדבקת הלחמה

שבלונה של הדבקת הלחמה

תהליך שבאמצעותו מחברים שני חומרים מוליכים או יותר ליצירת חיבור אחד. מפרקי ההלחמה הנפוצים ביותר הם חור דרך, הרכבה על פני השטח והלחמת גל.

הלחמה דרך חור כוללת הכנסת רכיב לתוך פתח ב-PCB ואז הלחמתו לרפידות בקצוות מנוגדים של החור. זה מייצר מפרק קבוע שלא ניתן לפרק בקלות. בטכנולוגיית הרכבה על פני השטח, ניתן למקם את הרכיבים ישירות על פני השטח של הלוח או על א המצע כמו קרמיקה או פלסטיק.מיקום SMC THC

מיקום SMC/THC

מיקום SMC/THC

בשלב זה, הרכיבים ממוקמים על המעגל. החלקים מונחים על הלוח באופן המאפשר גישה נוחה אליהם בעת הלחמתם. זה נעשה על ידי הנחת הרכיב כך שרגליו או מוביליו מצביעים למעלה ולמטה, או לצדדים, מה שיאפשר גישה נוחה לאחר הלחמה.

ניתן למקם את החלקים באופן ידני או אוטומטי באמצעות ציוד הצבה אוטומטי.

על מנת למנוע נזק במהלך ההצבה וההלחמה, חשוב שכל הרכיבים יוצבו עם מרווח מינימלי ביניהם כדי למנוע קצרים ובעיות התחממות יתר.

הזרמת הלחמה

הזרמת הלחמה

הזרמת הלחמה

בתהליך הרכבת ה-PCB, הלחמת ה-Reflow מתרחשת כאשר ה-PCB מחומם לטמפרטורה גבוהה במיוחד על מנת להמיס את משחת ההלחמה ולקשור אותה לעקבות הנחושת של ה-PCB. המטרה של הלחמה חוזרת היא ליצור חיבורים חזקים יותר בין עקבות מוליכים על גבי PCB לבין נגדים או רכיבים אחרים המחוברים לאותם עקבות.

בדיקת PCB

בדיקת PCB

בְּדִיקָה

תהליך הרכבת ה-PCB הוא רצף מורכב של שלבים. יש לבצע אותו על מנת שהמוצר הסופי יצליח. פגם יכול להתרחש בכל שלב במהלך תהליך זה, ואם כן, הוא עלול לגרום לרכיבים פגומים או אפילו לכשל מוחלט של המעגל.

בדיקה היא החלק החשוב ביותר בתהליך זה מכיוון שהיא מאפשרת ליצרנים לתפוס פגמים לפני שהם הופכים לחלק מהמוצר הסופי. זה יעזור להפחית עלויות על ידי הפחתת פסולת ושיפור היעילות.

ישנם גם שלושה סוגי בדיקה. כל PCB עובר סוגים אלה של בדיקה כדי להבטיח איכות:

בדיקה ידנית

שלב הבדיקה הידנית של תהליך הרכבת ה-PCB הוא בדיוק מה שזה נשמע. בן אדם בודק את המעגל המודפס ומשווה אותו לעיצוב המקורי. המפקח מחפש כל בעיה שעלולה להתעורר במהלך תהליך הייצור. דוגמאות לכך הן רכיבים רופפים או מיקום שגוי. אם נמצאו בעיות כלשהן, הן מתוקנות ביד לפני המעבר לשלב הבא בתהליך ההרכבה.

פיקוח אופטי

לאחר שהרכיבים הולחמו ל-PCB, הם נבדקים כדי לוודא שהם מיושרים נכון ושכל מפרקי ההלחמה חזקים ומאובטחים. ציוד הבדיקה האופטי המשמש לשלב זה. זה בדרך כלל מיקרוסקופ LED עם יכולות הגדלה גבוהות ומקור אור בהיר

שקופיות הזכוכית המשמשות לאחיזה של כל לוח מעגלים חייבות להיות נקיות וללא כל מזהמים. זאת על מנת להבטיח שאיכות התמונה של המיקרוסקופ לא תיפגע. הטכנאי שמבצע משימה זו משתמש בפינצטה לטיפול בכל לוח. הם מבטיחים שהוא לא יגע באף אחד מהמשטחים שלו עם הידיים או מזהם אותם בשמנים מהעור שלו.

בדיקת רנטגן

בדיקה זו נעשית לאחר הלחמת כל הרכיבים, ולפני כל תהליך אחר שמתבצע.

מכונת הרנטגן שולחת קרניים לתוך מכלול ה-PCB. קרניים אלו קופצות מהרכיבים הפנימיים ונותנות תמונה שלהם על גבי צג. לאחר מכן טכנאי רנטגן יכול לראות כל ליקוי במכלול, כגון חלקים חסרים או שגויים.

אם לא נמצאו פגמים בשלב זה, זה אומר שכל ההלחמה בוצעה כהלכה. זה אומר שכל הרכיבים מאובטחים במקומם על הלוח.

מה אתה צריך לשקול לפני הרכבת PCB

הרכבת PCB היא תהליך מורכב הדורש עבודה רבה, תשומת לב לפרטים ותכנון. לפני שתתחיל בתהליך ההרכבה, יש כמה דברים שעליך לקחת בחשבון.

פריסת רכיבים

פריסת הרכיבים היא אחד ההיבטים החשובים ביותר של הרכבת PCB. הסיבה לכך היא שלמיקום הרכיבים על ה-PCB יכולה להיות השפעה משמעותית על הביצועים, האמינות והעלות של המוצר הסופי שלך. אם לא תקדישו זמן לשקול היטב היכן כל רכיב נכנס בלוח שלכם, אז יש סיכוי טוב שמשהו לא יעבוד כמו שצריך או ייכשל בטרם עת.

מרווח בין חור ו-Vias

כשאתה מרכיב את ה-PCB שלך, תצטרך להחליט כמה רחוקים יהיו החורים והמעברים זה מזה. זה חשוב כי זה קובע את המרווח של הרכיבים שלך, וזה חשוב הן להלחמה והן למיגון EMI. ככל שהחורים קרובים יותר זה לזה, כך קל יותר להלחים רכיבים למקומם על הלוח. עם זאת, זה גם אומר שמיגון ה-EMI יהיה חלש יותר. ככל שהחורים שלכם יהיו רחוקים יותר זה מזה, כך מיגון ה-EMI שלכם יהיה חזק יותר, אבל זה גם אומר שייקח יותר זמן להלחים כל רכיב למקומו.

רפידות נחושת

אלה הם הבסיס למעגל שלך, ולכן יש לתכנן אותם ולהציב אותם בקפידה. רפידות נחושת מאפשרות חיבורים בין רכיבים ומסייעות בהולכת חשמל בכל המעגל שלך. אם כרית נחושת קטנה מדי או רחוקה מדי זה מזה, היא לא תוכל להוליך מספיק חשמל כדי לפעול כראוי. אם הוא גדול מדי או קרוב מדי זה לזה, אז יש סיכוי שיותר מרכיב אחד יתחבר בטעות יחד ויגרום לבעיות במעגל שלך.

סיכום

בסופו של דבר, אם אתם מתכננים לעבד מחדש PCB, אז מומלץ מאוד להרים חברה לייצור PCB. אלה שאתה בוחר לא אמורים להיות זולים בעבודת הרכבת המעגלים שלך. תפקידו של מעצב PCB אינו רק עיצוב לוחות מעגלים מדהימים. הם גם מבטיחים שהם עומדים במפרטים של הלקוחות שלהם וניתן בקלות להתאים אותם למוצר הסופי.

עדכן העדפות קובצי Cookie
גלול למעלה