PCBA (Printed Circuit Board Assembly) si riferisce all'intero processo di assemblaggio di schede di circuiti stampati, compresa l'installazione di componenti su schede di circuiti stampati vuote attraverso Tecnologia di montaggio in superficie (SMT) nonché Pacchetto doppio in linea (DIP) per completare il processo di assemblaggio. A differenza delle semplici schede PCB, le PCBA rappresentano componenti di circuito con tutti i componenti elettronici installati e pienamente funzionanti.
Distinzione tra PCBA e termini correlati
| Termine | Nome completo | Significato |
|---|
| PCB | Circuito stampato | Si riferisce solo a circuiti stampati senza componenti |
| PCBA | Assemblaggio di schede a circuiti stampati | Schede di circuito con tutti i componenti assemblati |
| PCA | Assemblaggio di circuiti stampati | Sinonimo di PCBA, riferito a componenti di circuito assemblati. |
Flusso di processo principale della lavorazione dei PCBA
1. Elaborazione SMT
Flusso di lavorazione SMT:
- Stampa della pasta saldante: Stampa precisa di pasta saldante su piazzole di PCB attraverso uno stencil
- Ispezione SPI: Utilizzo dell'ispezione della pasta saldante per garantire la qualità di stampa
- Posizionamento dei componenti: Posizionamento preciso dei componenti con macchine pick-and-place
- Saldatura a riflusso: Completamento del processo di saldatura attraverso il forno a rifusione
- Ispezione AOI: Ispezione ottica automatica per garantire la qualità del posizionamento
Punti tecnici chiave:
- La pasta saldante deve essere tolta dalla refrigerazione e completamente temperata mescolando.
- La precisione della macchina di posizionamento influisce direttamente sulla qualità dell'assemblaggio
- Il profilo della temperatura di saldatura per riflusso richiede un controllo preciso
2. Elaborazione del plug-in DIP
Fasi di elaborazione del plug-in DIP:
- Inserimento dei componenti → Saldatura a onda → Rifinitura dei pin → Lavorazione post-saldatura → Pulizia → Ispezione
Caratteristiche del processo:
- Adatto per componenti di grandi dimensioni, ad alta potenza o resistenti alle alte temperature
- Fornisce una maggiore resistenza meccanica del collegamento
- I parametri di saldatura ad onda devono essere controllati con precisione per evitare ponti o saldature a freddo.
I quattro pilastri del controllo qualità PCBA
1. Ispezione visiva
- Controllare che la superficie della scheda non sia danneggiata, deformata o ossidata.
- Verificare la qualità del giunto di saldatura, la posizione di installazione del componente
- Confermare un'identificazione chiara e accurata
2. Test funzionali
3. Test di affidabilità ambientale
- Test di temperatura e umidità: Verificare la stabilità del prodotto in diversi ambienti
- Test di vibrazione e d'urto: Garantire l'affidabilità meccanica
- Test di invecchiamento: Simulare le condizioni di utilizzo a lungo termine
4. Applicazioni della tecnologia di rilevamento avanzata
AOI Ispezione ottica automatica:
- La precisione di rilevamento raggiunge il livello del micron
- Può ispezionare centinaia di schede all'ora
- Capacità di identificare l'offset dei componenti, i difetti dei giunti di saldatura e altri problemi.
Ispezione a raggi X:
- Ispezione penetrante di giunti di saldatura nascosti come BGA, QFN
- Rilevare vuoti interni, saldature a freddo e altri difetti.
- Particolarmente adatto per schede di montaggio ad alta densità
Processi speciali nella lavorazione dei PCBA
Processo di rivestimento conforme
Confronto tra i metodi di rivestimento:
| Metodo | Scenari adatti | vantaggi | Svantaggi |
|---|
| Spazzolatura | Piccolo lotto, protezione locale | Elevata flessibilità | Bassa efficienza, scarsa consistenza |
| Spruzzatura | Produzione di massa | Alta efficienza, buona copertura | Richiede una maschera di protezione |
| Immersione | Protezione completa | Copertura completa | Rifiuti di materiale |
| Rivestimento selettivo | Schede complesse | Controllo preciso | Costo elevato delle attrezzature |
Tecnologia di pulizia
- Pulizia a ultrasuoni: Utilizza l'effetto di cavitazione per rimuovere i microcontaminanti.
- Pulizia a spruzzo: Adatto alla produzione automatizzata di massa
- Macchine per la pulizia online: Integrato nelle linee di produzione per migliorare l'efficienza
Tendenze di sviluppo del settore PCBA e innovazione tecnologica
Direzioni di sviluppo tecnologico
- Interconnessione ad alta densità (HDI): Sviluppo verso una larghezza/spaziatura delle linee più fine
- Tecnologia dei componenti incorporati: Incorporare i componenti all'interno dei PCB
- Applicazioni di PCB flessibili: Adattamento a campi emergenti come i dispositivi indossabili
- Processi di protezione ambientale: Materiali privi di alogeni, saldatura senza piombo
Innovazione dei materiali
- Materiali ad alta frequenza: Soddisfare i requisiti delle applicazioni 5G e a onde millimetriche
- Materiali ad alta conducibilità termica: Risolvere i problemi di dissipazione del calore ad alta densità di potenza
- Substrati ecologici: Conformi alle normative RoHS, REACH e altre.
Raccomandazioni pratiche per la progettazione di PCBA
Considerazioni chiave nella fase di progettazione
- DFM (Design for Manufacturing): Assicurare che i progetti siano conformi alle capacità del processo di produzione
- DFA (Design for Assembly): Ottimizzare la disposizione dei componenti per facilitare l'assemblaggio
- DFT (Design for Test): Riserva di punti di test per il rilevamento successivo
- Progettazione della gestione termica: Percorsi di dissipazione del calore ragionevolmente pianificati
Prevenzione dei problemi comuni
- Difetti di saldatura: Riduzione del bridging e delle saldature a freddo grazie a un design ottimizzato delle piazzole
- Integrità del segnale: Controllo rigoroso della corrispondenza di impedenza, riduzione della diafonia
- Compatibilità elettromagnetica: Migliorare la progettazione della messa a terra, aggiungere misure di schermatura
Fattori chiave nella scelta dei fornitori di PCBA
Valutazione della capacità tecnica
- Precisione minima di posizionamento SMT
- Capacità di rilavorazione BGA
- Completezza dell'attrezzatura di prova
- Certificazione del sistema di controllo della qualità
Considerazioni sulla capacità di servizio
- Velocità di campionamento del prototipo
- Capacità di produzione di massa
- Capacità di gestione della catena di approvvigionamento
- Livello di supporto tecnico
conclusioni
Essendo l'anello centrale della produzione elettronica, la qualità del processo PCBA determina direttamente le prestazioni e l'affidabilità dei prodotti finali. Comprendendo il flusso completo del processo PCBA, padroneggiando i metodi di controllo della qualità e prestando attenzione alle tendenze di sviluppo della tecnologia del settore, le imprese e gli ingegneri possono prendere decisioni più sagge e produrre prodotti elettronici più competitivi. Con lo sviluppo della tecnologia elettronica verso l'alta frequenza, l'alta velocità e la miniaturizzazione, i requisiti per la tecnologia PCBA continueranno ad aumentare. L'apprendimento continuo e l'innovazione sono fondamentali per mantenere la competitività.