Hvad er PCBA?
Det fulde navn på PCBA er Printed Circuit Board Assembly, dvs. samling af printkort, som henviser til samling af elektroniske komponenter, stik, plug-ins, digitale logiske gates, mikrokontrolenheder osv. på et printkort og derefter en række processer som lodning og tilslutning for at gøre det til et komplet funktionelt modul i et elektronisk produkt.
Hvad er de almindelige komponenter på printkortet?
1. passive komponenter
- Modstande (Modstand)
Funktion: Begræns den aktuelle størrelse, spændings-shunt
Almindelige typer: kulfilmmodstande (økonomiske og praktiske), metalfilmmodstande (højere præcision), trådviklede modstande (højeffektsapplikationer), chipmodstande (SMD, moderne mainstream)
Identifikationsteknikker: farveringskode:4-6 farveringe for at angive modstandsværdi og nøjagtighed, chipkode: 3-4 cifre for at angive modstandsværdien
Symbol for kredsløb: Rektangulær kasse eller bølget linje
- Kondensator (Kondensator)
Funktion: energilagring, filtrering, kobling
Mainstream-typer: elektrolytkondensatorer (stor kapacitet, polaritet), keramiske kondensatorer (gode højfrekvensegenskaber), tantal-kondensatorer (lille størrelse, høj stabilitet), filmkondensatorer (høj præcision)
Mærkning af kredsløb: "C"-begyndelse (såsom C1, C2)
Udvælgelsespunkter: kapacitansværdi, modstandsspændingsværdi, temperaturkoefficient
- Induktor (Inductor)
Funktion: filtrering, energilagring, strømstabilisering
Hovedkategorier: hule induktorer (højfrekvensapplikationer), ferritinduktorer (anti-interferens), chipinduktorer (pladsbesparende), effektinduktorer (højstrøm)
Mærkning af kredsløb: "L"-begyndelse (f.eks. L1, L2)
2. halvlederenheder
- Diode (Diode)
Funktion: ensrettet ledningsevne, spændingsstabilisering, lysemitterende
Almindelige typer: ensretterdioder (f.eks. 1N4007), spændingsregulatordioder (f.eks. 1N4742), Schottky-diode (lavt fald), LED (lysdiode), TVS-dioder (antistatisk)
Kredsløbsmærkning: "D" begyndelse
- Transistor (Transistor)
Funktion: signalforstærkning, skiftekontrol
Hovedtyper: transistor (BJT), felteffektrør (MOSFET), IGBT (high-power switch)
Pakke: TO-92 (lavt strømforbrug), TO-220 (mellemstort strømforbrug), SOT-23 (SMD)
3. integrerede kredsløb
- Analog IC
Operationsforstærkere, spændingsregulatorer, datakonvertere (ADC/DAC)
- Digitale IC'er
Mikrocontroller (MCU)
Hukommelse (Flash, RAM), logiske gate-kredsløb
- IC'er med blandet signal
Trådløse transceiverchips, sensor-interface-IC'er
4. Andre vigtige komponenter
- Tilslutninger
Pin header/hunstik, USB/HDMI-grænseflade, board-to-board-stik
- Beskyttelseskomponenter
Sikringer, varistorer, gasudladningsrør
- Elektromekaniske komponenter
Relæ, kontakt, summer
Hvilke certificeringer er nødvendige for komponenter
Specifikke certificeringskrav til forskellige typer af komponenter
Integrerede kredsløb:ISO/IEC 27001 Information Security Management System-certificering er påkrævet for at sikre, at design og fremstilling er i overensstemmelse med de relevante standarder.
Kondensatorer og modstande:RoHS-certificering er påkrævet for at sikre, at de ikke indeholder farlige stoffer.
Stikforbindelser:UL-certificering eller anden elektrisk sikkerhedscertificering er påkrævet for at garantere sikkerheden under brug.
LED-komponenter: Sikkerheds- og præstationscertificeringer er nødvendige for at sikre overensstemmelse i belysnings- og displayapplikationer.
Halvlederenheder: skal være AEC-Q100-certificeret til brug i bilelektronik.
Sensorer: branchespecifikke certificeringer kan være påkrævet, f.eks. ISO 13485 for medicinsk elektronik.
Disse certificeringer sikrer ikke kun produktets kvalitet og sikkerhed, men hjælper også produktet med at overholde reglerne på markedet.
De almindelige komponenters rolle på printkortet
1. modstand (modstand)
Kernefunktioner: strømbegrænsning, spændingsfordeling, signalregulering
Typiske anvendelser: leverer den passende forspænding til transistoren, i sensorkredsløbet for at justere signalniveauet, som strømbegrænsende LED-beskyttelseskomponenter
2. kondensator
Kernefunktioner: energilagring, støjfiltrering, signalkobling
Typiske anvendelser: filtrering af strømforsyningskredsløb (for at eliminere krusninger), signalkobling i lydkredsløb, afkobling af strømstik til digitale IC'er
3. induktor
Kernefunktioner: energilagring, højfrekvent filtrering, strømstabilisering
Typiske anvendelser: energikonvertering i switching-strømforsyninger, impedanstilpasning i RF-kredsløb, de vigtigste komponenter i EMI-filtre
4. diode (diode)
Kernefunktioner: envejsledningsevne, spændingsregulering, kredsløbsbeskyttelse
Typiske anvendelser: AC til DC ensretterkredsløb, overspændingsbeskyttelse TVS-diode, for at forhindre omvendt strømbeskyttelseskredsløb
5. transistor (transistor)
Kernefunktioner: signalforstærkning, elektronisk omskiftning, strømstyring
Typiske anvendelser: forstærkning af lydsignaler, digitale logiske kredsløb, styring af motordrev
6. integreret kredsløb (IC)
Kernefunktioner: realisering af komplekse elektroniske funktioner
Typiske anvendelser: mikrocontrollere (systemkontrolkerne), operationsforstærkere (signalbehandling), strømstyrings-IC'er
7. elektromekaniske komponenter
Kontakter: kontrol af tænd/sluk-kredsløb
Stik: elektrisk forbindelse mellem moduler
Relæ: lille strøm til at styre stor strøm
Indikering og alarmkomponenter
LED: visuel indikation af arbejdsstatus
Summer: hørbar alarmindikation
8. Beskyttelseskomponenter
Sikring: overstrømsbeskyttelse
Varistor: Beskyttelse mod overspænding
Gasudladningsrør: lynbeskyttelse
9.Sensorkomponenter
Temperatursensor: miljøovervågning
Fotoresistor:Registrering af lysintensitet
Accelerometer: Registrering af bevægelse
Sådan identificerer du hurtigt PCB-komponenter
Se på mærkningen: bogstaver + tal ved siden af komponentnummereringen
Se på pakken: forskellige komponenter har en typisk pakkeform
Måleparametre: Brug et multimeter til at måle de grundlæggende egenskaber for
Tjek oplysningerne: i henhold til specifikationerne for modelforespørgslen
PCB på de fælles komponentsymboler
PCB på de almindelige komponentsymboler omfatter modstand (R), kapacitans (C), induktans (L), integrerede kredsløb (IC), dioder (D), transistorer (Q), transformatorer (T) og så videre.
Symboler for karakterkredsløb
1. grundlæggende elektriske symboler
- Strømforsyningskategori
AC: symbol for vekselstrøm (bølget linje)
DC: jævnstrømssymbol (lige linje + stiplet linje)
G: generator-symbol (cirkel med G)
- Beskyttelsesanordninger
FU: Sikring (rektangulært centerbrud)
FF: Falling fuse (rektangel med skråstreg)
FV: Spændingsbegrænsende beskyttelsesanordning (rektangel med pil)
2. symboler for kontrolenheder
- Skift kategori
QS: Afbryderkontakt (skråstreg afbryder)
QF: Kredsløbsafbryder (med udløsersymbol)
SB: Trykknapkontakt (halvcirkelforbindelse)
- Relæer
KA: Øjeblikkeligt relæ (med lyn i kassen)
KT: Tidsrelæ (med ur i kassen)
KH: Termisk relæ (med bølgede linjer i boksen)
3. Symboler for måleinstrumenter
- Grundlæggende måler
PA: amperemeter (A i cirkel)
PV: Voltmeter (V i cirkel)
PPF: Effektfaktormåler (cosφ i cirkel)
- Måling af elektricitet
PJ: Aktiv måler (Wh i cirkel)
PJR: måler for reaktiv effekt (VARh i cirkel)
4. motor og aktuator
- Elektrisk motor
M: Generelt symbol for elmotor (M i cirkel)
MS: Synkronmotor (dobbelt cirkel)
MA: Asynkronmotor (med skråstreg i cirkel)
- Aktuator
YV: Magnetventil (rektangel med bølget linje)
YM: Motoriseret ventil (rektangel med gear)
YE: elektrisk aktuator (rektangel med pil)
5. signalindikerende enhed
- Indikatorlampe
HR: rødt lys (solid cirkel med H)
HG: grønt lys (fast cirkel med G)
HY: Gult lys (solid cirkel med Y)
- Signalenhed
HA: Akustisk signal (hornsymbol)
HS: Lyssignal (lynsymbol)
HP: Lysskilt (rektangel med tekst indeni)
6.Særlige komponent-symboler
- Sensortype
BL: Væskeniveausensor (trapezformet med bølgede linjer)
BT: Temperatursensor (rektangel med termometer)
BV: hastighedssensor (rektangel med omdrejningstæller)
- Effektelektronik
UR: Thyristor-ensretter (trekantet med gate)
BRUGERGRÆNSEFLADE: Inverter (rektangel med tovejs-pil)
UF: Inverter (rektangel med frekvenssymbol)
7. Ledninger og tilslutningsanordninger
- Forbindelsesenheder
XT: Klemmeblok (cirkulært arrangement af punkter)
XB: Forbindelsesflige (rektangulære forbindelsesledninger)
XP/XS: stikdåse (konkavt stumpsymbol)
- Samleskinne-system
W: DC-samleskinne (tyk massiv ledning)
WV: mini-samleskinne for spænding (stiplet linje)
WCL: lukning af lille samleskinne (med kontaktsymbol)
At beherske disse symboler er grundlaget for at forstå kredsløbsskemaer, og med erfaring vil du hurtigt kunne fortolke en række komplekse elektriske tegninger.
PCB-komponentlayout og ledningsdesign
1. grundlæggende principper for komponentlayout
- Strategisk prioritet Layout
Arranger først kerne-IC'en og de store komponenter (f.eks. processorer, FPGA)
Arranger derefter vigtige perifere kredsløb (urkredsløb, strømmoduler)
Anbring til sidst små passive komponenter (modstande, kondensatorer osv.)
- Layout til optimering af signalflow
I henhold til den skematiske signalstrømningsretning (input → behandling → output) sekvenslayout
Kritiske signalveje minimeres (især for højhastighedssignaler)
Følsomme signaler væk fra interferenskilder (f.eks. switching power supply)
- Symmetri æstetik og funktionel balance
Spejlsymmetrisk layout for de samme funktionsmoduler
Ensartet fordeling af komponenter på printet (for at undgå vægtskævhed)
Afbalanceret varmeafledning og elektromagnetisk kompatibilitet.
2. Detaljer om professionelt layout
- Funktionelt modulært layout
Streng opdeling af digitale/analoge kredsløb (anbefalet afstand >5 mm)
Separat isolering til RF-kredsløb
Centraliseret placering af strømforsyningsmoduler
- Specifikation af sikkerhedsafstand
Komponenter fra pladekanten ≥ 5 mm (for at forhindre beskadigelse af behandlingen)
Mellem chipkomponenterne ≥ 2 mm (let at reparere)
Mellem højspændingskomponenter ≥ 8 mm (sikkerhedskrav)
- Særlig behandling af komponenter
Varmeproducerende komponenter:
Ensartet fordeling for at undgå hot spot-koncentration
Holdes væk fra varmefølsomme komponenter (f.eks. elektrolytiske kondensatorer).
Tilføj køleplader, hvis det er nødvendigt
Højfrekvente komponenter:
Så tæt på midten af brættet som muligt
Hold dig væk fra I/O-porte
Brug beskyttelse af jordskærmen
- Arrangement af afkoblingskondensator
0,1 μF kondensator på hver strømstift
Layoutafstand <3 mm (ideelt set monteret på bagsiden)
Når flere kondensatorer er forbundet parallelt, er de arrangeret fra mindste til største kapacitet.
3. Intelligent ledningsstrategi
- Prioriter de vigtigste signaler
Clock-signaler:
Tykkere linjebredde (normalt 8-12 mil)
Fuldt medfølgende jord
Undgå højresving
Differentielle signaler:
Strengt lige lang (fejl <50 mil)
Parallel tilpasning
Impedanstilpasning
- Ledningsteknikker med høj tæthed
Start fra BGA og andre komplekse enheder
Rute gennem de tætteste områder først
Brug 45° diagonal overgang
- Lagdelt routing-plan
Lagvis stabling anbefales:
Øverste lag: kritiske signaler
Indre lag 1: komplet jordplan
Indre lag 2: Effektplan
Det nederste lag: Fælles signaler
Anbefaling af højfrekvente signaler:
Justering af båndlinje (indre lag)
Undgå zoner med tværgående split
Sådan laver du PCBA-fabrikation
PCBA-fremstilling er en kompleks og delikat proces, der kræver specialiseret viden og udstyr. Følgende er de generelle trin for PCBA-produktion:
1. kredsløbsdesign: i henhold til de funktionelle krav til elektroniske produkter, design af kredsløbsdiagrammer og brug af professionel EDA-software, såsom Altium Designer osv.
2. fremstilling af printkort: design af kredsløbsdiagrammet trykt produktion til et solidt kredsløbskort, som normalt skal gennem fotolitografi, ætsning, boring og andre trin.
3.komponent indkøb: i henhold til kredsløbsdesignet, indkøb af de relevante elektroniske komponenter, herunder modstande, kondensatorer, induktorer, dioder, transistorer, integrerede kredsløb og så videre.
44Komponentsamling: Indkøb af komponenter i overensstemmelse med kravene til kredsløbsdesign på printkortet, som normalt skal udføres via montøren og andet specialudstyr.
5.svejsning: komponenter og svejsning af printkort, herunder bølgelodning, reflow-lodning og andre metoder.
6.Test: Test den færdige PCBA, herunder visuel inspektion, elektrisk test, funktionel test osv. for at sikre, at den fungerer korrekt og er fri for defekter.
7. Emballage ：.Emballering og mærkning af den testede PCBA, herunder antistatisk emballage, fugtbestandig emballage osv. for at sikre dens sikkerhed under transport og brug af processen.
PCBA-anvendelsesområder
PCBA-teknologien er blevet dybt integreret i forskellige områder af det moderne samfund:
Forbrugerelektronik: den miniaturiserede kerne i smartphones og tablets
Bilindustrien: nervecentret for elektrificering og intelligent kørsel
Medicinsk udstyr: Livslinjen for diagnostiske instrumenter med høj præcision
Industri 4.0: kontrolkernen i intelligente produktionssystemer
Luft- og rumfartsindustrien: den teknologiske hjørnesten i meget pålideligt udstyr
Fremtidige udviklingstendenser
1. heterogen integrationsteknologi
2,5D/3D-emballage bryder med planets begrænsning
Integration af siliciumfotonik skal øge transmissionsbåndbredden
2.Grøn produktionstransformation
Popularisering af blyfri processer
Anvendelse af genanvendeligt materiale
3. Anvendelse af digitale tvillinger
Virtuelle prototyper fremskynder udviklingen
Intelligent forebyggende vedligeholdelse
I PCBA-design- og fremstillingsprocessen er den korrekte udvælgelse og rationelle brug af elektroniske komponenter afgørende. Designere skal vælge de rette typer og specifikationer af elektroniske komponenter baseret på kredsløbets funktionelle krav, krav til ydeevne og omkostningsovervejelser. Samtidig er det også nødvendigt at overveje komponenternes layout, loddeprocessen og pålideligheden for at sikre, at printkortets kvalitet og ydeevne opfylder de forventede krav.