O que é a montagem de PCB?
PCBA refere-se ao processo completo de montagem de vários componentes electrónicos (por exemplo, resistências, condensadores, circuitos integrados, etc.) em placas de circuitos impressos (PCB) e formar módulos de circuitos funcionais através de processos de soldadura e outros. É um elo central indispensável no fabrico de produtos electrónicos, realizando a transformação de desenhos de projeto em componentes electrónicos reais e executáveis.
A diferença essencial entre PCB e PCBA
PCB: refere-se apenas à placa de circuitos em branco sem quaisquer componentes instalados, fornecendo caminhos de ligação eléctrica e estrutura de suporte mecânico.
PCBA: uma placa de circuito funcional com todos os componentes montados, que pode ser diretamente integrada no produto final.
PCB
- Estrutura física: Placa nua, contendo apenas o substrato isolante e os fios revestidos a cobre.
- Processo de fabrico: Os gráficos dos circuitos são formados através de um processo de gravação.
- Caraterísticas funcionais: Fornecer vias de ligação eléctrica e suporte mecânico.
- Norma de ensaio: principalmente para a continuidade da linha e o desempenho do isolamento
- Elementos de custo: os custos de material representam a parte principal (substrato, folha de cobre, etc.)
PCBA
- Estrutura física: PCB + componentes electrónicos + juntas de solda
- Processo de fabrico: incluindo a colocação SMT, a soldadura por refluxo, a soldadura por onda e outros processos complexos
- Caraterísticas funcionais: para realizar funções electrónicas específicas (processamento de sinais, conversão de energia, etc.)
- Normas de ensaio: incluindo ensaios de TIC, ensaios funcionais, ensaios ambientais, etc.
- Composição dos custos: Os componentes representam normalmente mais de 70% do custo
Principais processos de fabrico de PCBA
- Impressão de pasta de solda: Utiliza um estêncil para imprimir com precisão a pasta de solda nas almofadas
- Colocação de componentes: As máquinas de colocação de alta velocidade atingem dezenas de milhares de colocações por minuto
- Soldadura por Refluxo: O controlo preciso do perfil de temperatura completa a soldadura
- Inspeção AOI 3D: Controlo da qualidade das juntas de soldadura e do posicionamento dos componentes
- Formação de componentes: Pré-formação dos cabos dos componentes para corresponder ao espaçamento dos furos da placa de circuito impresso
- Soldadura por onda: Controla a altura da onda de solda e a duração do contacto
- Soldadura selectiva: Proteção de soldadura localizada para componentes sensíveis
3. Tecnologia de montagem mista
A eletrónica moderna combina frequentemente SMT e THT:
- Os chips principais utilizam SMT para alta densidade
- Conectores e componentes de alta potência utilizam THT para fiabilidade
- Atenção especial à sequência de soldadura e ao impacto térmico
Aplicações industriais de PCBA
Eletrónica de consumo
- Smartphones: Placas HDI multicamadas, embalagens BGA com passo de 0,4 mm
- Casa inteligente: Design de baixo consumo, módulos sem fios integrados
Eletrónica automóvel
- Unidades de controlo ECU: Atender aos requisitos de temperatura de grau automotivo (-40 ℃ ~ 125 ℃)
- Módulos sensores: Design resistente à vibração, soldadura de alta fiabilidade
Controlo industrial
- Controladores PLC: Conceção EMC melhorada
- Interfaces HMI: Elevado grau de proteção (IP65 e superior)
Problemas comuns de PCBA e soluções profissionais
Q1: Como resolver defeitos de soldadura em componentes BGA?
Análise do problema:
Os problemas de soldadura BGA manifestam-se tipicamente como cabeças em almofada, juntas frias ou pontes, causados principalmente por
- Coplanaridade deficiente das esferas de solda
- Perfil de refusão incorreto
- Deformação da placa de circuito impresso
Soluções profissionais:
- Implementar a inspeção por raios X para monitorização da qualidade em tempo real
- Otimizar o perfil de refusão, especialmente o controlo da taxa de rampa de temperatura
- Utilizar software de simulação para prever a deformação térmica de PCB
- Selecionar equipamento de colocação de alta precisão (±25μm ou melhor)
Q2: Como tratar os resíduos brancos após a limpeza do PCBA?
Diagnóstico de problemas:
O resíduo branco resulta tipicamente de reacções do limpador de fluxo, normalmente observadas quando:
- Utilizar um produto de limpeza com um processo de não limpeza
- Produto químico de limpeza e fluxo incompatível
- Secagem incompleta após a limpeza
Soluções:
- Selecionar produtos de limpeza compatíveis de acordo com as normas IPC-CH-65B
- Otimizar os parâmetros de limpeza (temperatura, duração, potência ultra-sónica)
- Adicionar etapas de enxaguamento com água desionizada e secagem sob vácuo
- Substituir regularmente o produto de limpeza e controlar a condutividade
Q3: Como melhorar o desempenho EMC do PCBA?
Causas de base:
Os problemas de compatibilidade electromagnética resultam frequentemente de:
- Má conceção do plano de terra
- Caminhos de retorno de sinal de alta frequência inadequados
- Colocação incorrecta dos componentes do filtro
Medidas de melhoria:
- Implementar planos de terra contínuos, evitar divisões
- Aplicar controlo de impedância a sinais críticos
- Colocar filtros do tipo π nas entradas de energia
- Utilizar latas de proteção para isolamento de alta frequência
- Efetuar um rastreio de campo próximo para localizar pontos críticos de radiação
Concluir
Enquanto componente central dos produtos electrónicos, a qualidade do PCBA determina diretamente o desempenho e a fiabilidade do dispositivo final. Desde a conceção ao fabrico, o PCBA envolve processos complexos e normas rigorosas de controlo de qualidade. Através de um design optimizado, de um controlo rigoroso dos processos e de testes exaustivos, a qualidade e a fiabilidade do PCBA podem ser significativamente melhoradas, criando uma base sólida para o sucesso do produto final.