?? 什麼是 PCB?
PCB (Printed Circuit Board) 為「印刷電路板」,又被稱作「裸板」(因上面還未焊接其他電子元件)。PCB 是一種用於支撐並連接電子元件的載體,由絕緣基板和導電線路組成,透過蝕刻、鍍層和壓合等製程製作出電路圖形,使電子元件能夠相互連接並運作。
有些國家稱 PCB 為 PWB (Printed Wire Board),但其實兩者是指相同的東西。
???什麼是 PCBA?
PCBA (Printed Circuit Board Assembly) 中文譯作「組裝電路板」或「組裝板」,是指已經(jīng)完成電子元件焊接與組裝的電路板,具備完整的電路功能。
簡單來說,PCB + 電子元件 = PCBA,將電子元件焊接至 PCB 上,就是 PCBA。
PCBA 製造流程
電路板組裝大致上分為兩種技術(shù):SMT (表面貼焊技術(shù))、THT (通孔插裝技術(shù))。因目前幾乎所有大量生產(chǎn) PCBA 的製造流程都會使用的 SMT,而不一定使用 THT,因此下面介紹的製程就以 SMT 的內(nèi)容為主。
1. 空板載入
PCBA 製程的第一步,就是將設(shè)計、生產(chǎn)完善的 PCB 空板,放入機臺的料架上後,啟動生產(chǎn)線。
2.? 印刷錫膏
第二步則是在 PCB 板上印刷上錫膏。錫膏,為焊錫粉、助焊劑等其他物質(zhì)混成,以及不同金屬元件也適合不同混合比例的錫膏。印刷錫膏並檢查無誤,待之後元件放置完畢後,會將整個電路板送入「迴焊爐」加熱,讓電子元件與錫膏熔合,完成焊接。
因此,「錫膏」就是作為焊接電子元件和 PCB 之間的媒介。
3. 錫膏檢查
印刷錫膏後,需要先透過機臺檢查錫膏是否印刷妥善;若無,則需要重新印刷或透過其他方式處置。常見錫膏可能出現(xiàn)的印刷不良狀況,包含:漏印 (造成電子元件無法焊接)、少印 (造成電子元件斷路)、多印 (造成電路板短路)等。
因此,需要在印刷錫膏之後,就先進入到第一次檢查的階段,避免影響到日後成品的功能及耐用度。
4. 打件:自動、半自動、人工
再來就是要將各種電子元件放置到 PCB 上,這個時候一般會從體積小、高度低的元件先進行置放,接著才換到較高的元件。以及在打件階段的時候,可能會分成幾個階段完成。
例如:第一臺機器會全部負責小零件的打件,且小零件的打件速度通常較快;第二臺機臺可能負責較大的電子元件,打件速度較慢;第三階段可能甚至需要透過人工的方式擺放元件,並進行相關(guān)的檢查、修復。
總之,需要透過一次處理大量尺寸相近的電子元件,才能確保生產(chǎn)時保有較佳的生產(chǎn)效能。
5. 回焊
當元件全部都放置到 PCB 上後,就會將整個 PCB 送入迴焊爐中,目的就是將錫膏完整的熔化,並使得電子元件及電路板緊密的結(jié)合起來,完成焊接步驟。
在進行回焊時,主要會分成:預熱、吸熱、回焊、冷卻四個階段。
- 預熱:將溫度提高,但不可提高太快,避免水分突沸造成噴濺、也避免元件因熱膨脹係數(shù)不同而導致元件碎裂。
- 吸熱:溫度維持一定溫度或緩慢提升,確保電子元件均勻加熱,避免元件因溫度變化造成損壞。
- 回焊:此階段溫度最高,並使「錫」到達液態(tài),並與鎳或銅發(fā)生化學反應,結(jié)合為化合物。
- 冷卻:使溫度下降,使焊料凝固,完成焊接。
6. 自動光學檢查
再來為了確保生產(chǎn)品質(zhì),通常會透過自動光學檢查 (AOI,Auto Optical Inspection) 設(shè)備,透過光學的方式快速的檢測電子元件是否產(chǎn)生直立、側(cè)立、缺件、位移等問題。
7. X-Ray 檢查
只透過 AOI 檢測還不夠,在 PCBA 製程中我們還需要透過 X-Ray 進行檢測。X-Ray 檢查與 AOI 的差異在於,AOI 是進行 PCBA 外觀上的檢查,如上述提及關(guān)於缺件或位移的問題;而 X-Ray 則是 PCBA 內(nèi)部品質(zhì)的檢查,如:有無短路、少錫、氣泡等問題。
8. 成板檢測
為了生產(chǎn)品質(zhì)的把關(guān),仍需經(jīng)過人工檢查,產(chǎn)線人員通常會依據(jù)公司提供的「檢查模板」,進行重點元件或易發(fā)生問題的地方進行檢測。
9. 零件後復
有些零件無法用 SMT 完成打件,需要透過產(chǎn)線人員透過烙鐵將其焊接,這個過程被成為後復 (Touch-up)。
10. ICT 測試與其他測試
在 PCBA 製程尾聲,進入到最後的檢測階段,需透過ICT (In-Circuit Test 電路測試) 檢測是否有開路、短路的狀況發(fā)生,以及測量零件的基本特性及功能,如電阻、電容、電感值等等,確保零件經(jīng)過高溫的迴焊爐後,功能沒有損壞、受影響。
11. 裁板
通常電路板都會進行拼板的方式生產(chǎn),增加生產(chǎn)效率,即便一次只生產(chǎn)一個電路板,也有可能需要將多餘的板邊部分裁切掉。總之在 PCBA 製程的最後階段,需要再將其進行裁切成最終成品。
邁特電子製造服務
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