Vad är PCBA?
Det fullständiga namnet på PCBA är Printed Circuit Board Assembly, dvs. Printed Circuit Board Assembly, som avser montering av elektroniska komponenter, kontakter, plug-ins, digitala logikgrindar, mikrostyrenheter etc. på ett tryckt kretskort och sedan en mängd olika processer som lödning och pluggning för att göra det till en komplett funktionell modul i en elektronisk produkt.
Vilka är de vanligaste komponenterna på kretskortet?
1. passiva komponenter
- Motstånd (Motstånd)
Funktion: Begränsa strömstorleken, spänningsshunt
Vanliga typer: kolfilmsresistorer (ekonomiska och praktiska), metallfilmsresistorer (högre precision), trådlindade resistorer (högeffektsapplikationer), chipresistorer (SMD, modern mainstream)
Identifieringsteknik: färgringskod: 4-6 färgringar för att indikera motståndsvärde och noggrannhet, chipkod: 3-4 siffror för att ange motståndsvärdet
Symbol för krets:Rektangulär ruta eller vågig linje
- Kondensator (Kondensator)
Funktion: energilagring, filtrering, koppling
Vanliga typer: elektrolytkondensatorer (stor kapacitet, polaritet), keramiska kondensatorer (bra högfrekvensegenskaper), tantalkondensatorer (liten storlek, hög stabilitet), filmkondensatorer (hög precision)
Märkning av krets: "C" början (t.ex. C1, C2)
Urvalspunkter: kapacitansvärde, spänningsvärde, temperaturkoefficient
- Induktor (Induktor)
Funktion: filtrering, energilagring, strömstabilisering
Huvudkategorier: ihåliga induktorer (högfrekvensapplikationer), ferritinduktorer (anti-interferens), chipinduktorer (utrymmesbesparande), kraftinduktorer (högström)
Märkning av krets: "L" början (t.ex. L1, L2)
2. halvledarkomponenter
- Diod (diod)
Funktion: enkelriktad ledningsförmåga, spänningsstabilisering, ljusemitterande
Vanliga typer: likriktardioder (t.ex. 1N4007), spänningsregulatordioder (t.ex. 1N4742), Schottky-diod (lågt fall), LED (ljusemitterande diod), TVS-dioder (antistatisk)
Märkning av krets: "D" början
- Transistor (Transistor)
Funktion: signalförstärkning, omkopplingsstyrning
Huvudtyper: transistor (BJT), fälteffektrör (MOSFET), IGBT (högeffektsomkopplare)
Förpackning: TO-92 (låg effekt), TO-220 (medelhög effekt), SOT-23 (SMD)
3. integrerade kretsar
- Analog IC
Operationsförstärkare, spänningsregulatorer, datakonverterare (ADC/DAC)
- Digitala IC-kretsar
Mikrokontroller (MCU)
Minne (Flash, RAM), logiska grindkretsar
- IC-kretsar med blandad signal
Chips för trådlösa sändare och mottagare, IC för sensorgränssnitt
4. Andra viktiga komponenter
- Anslutningar
Stifthuvuden/honkontakt, USB/HDMI-gränssnitt, kort-till-kort-kontakt
- Skyddskomponenter
Säkringar, varistorer, gasurladdningsrör
- Elektromekaniska komponenter
Relä, strömbrytare, summer
Vilka certifieringar krävs för komponenter
Specifika certifieringskrav för olika typer av komponenter
Integrerade kretsar: ISO/IEC 27001 Information Security Management System-certifiering krävs för att säkerställa att konstruktion och tillverkning överensstämmer med relevanta standarder.
Kondensatorer och resistorer:RoHS-certifiering krävs för att säkerställa att de inte innehåller farliga ämnen.
Anslutningsdon:UL-certifiering eller annan elsäkerhetscertifiering krävs för att garantera säkerheten vid användning.
LED-komponenter:Säkerhets- och prestandacertifieringar krävs för att säkerställa överensstämmelse i belysnings- och displayapplikationer.
Halvledarkomponenter: måste vara AEC-Q100-certifierade för användning i fordonselektronik.
Sensorer: branschspecifika certifieringar kan krävas, t.ex. ISO 13485 för medicinsk elektronik
Dessa certifieringar garanterar inte bara produktens kvalitet och säkerhet, utan hjälper också produkten att uppfylla kraven på marknaden.
De vanliga komponenternas roll på kretskortet
1. motstånd (motstånd)
Kärnfunktioner: strömbegränsning, spänningsfördelning, signalreglering
Typiska användningsområden: ger lämplig förspänning för transistorn, i sensorkretsen för att justera signalnivån, som en strömbegränsande LED-skyddskomponent
2. kondensator
Kärnfunktioner: energilagring, brusfiltrering, signalkoppling
Typiska tillämpningar: filtrering av strömförsörjningskretsar (för att eliminera rippel), signalkoppling i ljudkretsar, frikoppling av strömstift i digitala IC
3. induktor
Kärnfunktioner: energilagring, högfrekvensfiltrering, strömstabilisering
Typiska tillämpningar: energiomvandling med switchad strömförsörjning, impedansanpassning i RF-kretsar, nyckelkomponenter i EMI-filter
4. diod (diod)
Kärnfunktioner: enkelriktad konduktivitet, spänningsreglering, kretsskydd
Typiska tillämpningar: AC till DC likriktarkrets, överspänningsskydd TVS-diod, för att förhindra omvänd skyddskrets för ström
5.Transistor (Transistor)
Kärnfunktioner: signalförstärkning, elektronisk omkoppling, strömstyrning
Typiska tillämpningar: förstärkning av ljudsignaler, digitala logikkretsar, styrning av motordrifter
6. integrerad krets (IC)
Kärnfunktioner: realisering av komplexa elektroniska funktioner
Typiska tillämpningar: mikrokontroller (systemkontrollkärna), operationsförstärkare (signalbehandling), IC:er för strömhantering
7. elektromekaniska komponenter
Strömbrytare: krets på/av-styrning
Anslutningsdon: elektrisk anslutning mellan moduler
Relä: liten ström för att styra stor ström
Indikering och larmkomponenter
LED: visuell indikering av arbetsstatus
Summer: akustisk larmindikering
8.Skyddskomponenter
Säkring: överströmsskydd
Varistor: Överspänningsskydd
Gasurladdningsrör: blixtskydd
9.Sensor Komponenter
Temperaturgivare: miljöövervakning
Fotoresistor: Detektering av ljusintensitet
Accelerometer:Avkänning av rörelse
Hur man snabbt identifierar PCB-komponenter
Titta på märkningen: bokstäver + siffror bredvid komponentnumreringen
Titta på förpackningen: olika komponenter har en typisk förpackningsform
Mätparametrar: med hjälp av en multimeter för att mäta de grundläggande egenskaperna hos
Kontrollera informationen: enligt specifikationerna för modellförfrågan
PCB på de gemensamma komponentsymbolerna
PCB på de vanliga komponentsymbolerna inkluderar resistans (R), kapacitans (C), induktans (L), integrerade kretsar (IC), dioder (D), transistorer (Q), transformatorer (T) och så vidare.
Symboler för teckenkretsschema
1. grundläggande elektriska symboler
- Kategori av strömförsörjning
AC: symbol för växelström (vågig linje)
DC: likströmssymbol (rak linje + prickad linje)
G: generatorsymbol (cirkel med G)
- Skyddsanordningar
FU: Säkring (rektangulär mittbrytning)
FF: Falling fuse (rektangel med snedstreck)
FV: Spänningsbegränsande skyddsanordning (rektangel med pil)
2. Symboler för styrenheter
- Brytarkategori
QS: Frånkopplingsbrytare (slash disconnect)
QF: Strömbrytare (med utlösningssymbol)
SB: Tryckknappsbrytare (halvcirkelanslutning)
- Reläer
KA: Omedelbart relä (med blixt i lådan)
KT: Tidrelä (med klocka i lådan)
KH: Termiskt relä (med vågiga linjer i lådan)
3.Symboler för mätinstrument
- Grundläggande mätare
PA: amperemeter (A i cirkel)
PV: Voltmeter (V i cirkel)
PPF: Effektfaktormätare (cosφ i cirkel)
- Mätning av elektricitet
PJ: Aktiv mätare (Wh i cirkel)
PJR: mätare för reaktiv effekt (VARh i cirkel)
4. motor och ställdon
- Elektrisk motor
M: Allmän symbol för elmotor (M i cirkel)
MS: Synkronmotor (dubbelcirkel)
MA: Asynkronmotor (med snedstreck i cirkel)
- Ställdon
YV: Magnetventil (rektangel med vågig linje)
YM: Motoriserad ventil (rektangel med kugghjul)
YE: elektriskt ställdon (rektangel med pil)
5. Signalindikeringsanordning
- Indikatorlampa
HR: rött ljus (heldragen cirkel med H)
HG: grönt ljus (heldragen cirkel med G)
HY: Gult ljus (heldragen cirkel med Y)
- Signalanordning
HA: Akustisk signal (hornsymbol)
HS: Ljussignal (blixtsymbol)
HP: Ljusskylt (rektangel med text inuti)
6.Särskilda komponentsymboler
- Typ av sensor
BL: Sensor för vätskenivå (trapetsformad med vågiga linjer)
BT: Temperaturgivare (rektangel med termometer)
BV: hastighetssensor (rektangel med varvräknare)
- Kraftelektronik
UR: Thyristorlikriktare (triangulär med grind)
ANVÄNDARGRÄNSSNITT: Inverterare (rektangel med dubbelriktad pil)
UF: Omriktare (rektangel med frekvenssymbol)
7. Kabeldragning och anslutningsanordningar
- Anslutningsanordningar
XT: Kopplingsplint (cirkulärt arrangemang av punkter)
XB: Anslutningsflikar (rektangulära anslutningstrådar)
XP/XS: stickkontakt (symbol för konkav stöt)
- Samlingsskenesystem
W: DC-samlingsskena (tjock solid tråd)
WV: spänning mini-bussbar (streckad linje)
WCL: stängning av liten samlingsskena (med brytarsymbol)
Att behärska dessa symboler är grunden för att förstå kretsscheman, och med erfarenhet kommer du att snabbt kunna tolka en mängd olika komplexa elektriska ritningar.
PCB-komponentlayout och kabeldragningsdesign
1. grundläggande principer för komponentlayout
- Strategisk prioritering Layout
Ordna först kärn-IC:n och stora komponenter (t.ex. processorer, FPGA)
Ordna sedan viktiga periferikretsar (klockkretsar, kraftmoduler)
Slutligen ordna små passiva komponenter (motstånd, kondensatorer etc.)
- Layout för optimering av signalflöde
Enligt den schematiska signalflödesriktningen (ingång → bearbetning → utgång) sekvenslayout
Kritiska signalvägar minimeras (särskilt för höghastighetssignaler)
Känsliga signaler på avstånd från störningskällor (t.ex. switchad strömförsörjning)
- Symmetri estetik och funktionell balans
Spegelsymmetrisk layout för samma funktionsmoduler
Jämn fördelning av komponenter på kortet (för att undvika viktförskjutning)
Balanserad värmeavledning och elektromagnetisk kompatibilitet.
2.Professionella layoutdetaljer
- Funktionell modulär layout
Strikt uppdelning av digitala/analoga kretsar (rekommenderat avstånd >5mm)
Separat isolering för RF-kretsar
Centraliserat arrangemang av strömförsörjningsmoduler
- Specifikation för säkerhetsavstånd
Komponenter från kortets kant ≥ 5 mm (för att förhindra bearbetningsskador)
Mellan chipkomponenterna ≥ 2 mm (lätt att reparera)
Mellan högspänningskomponenter ≥ 8mm (säkerhetskrav)
- Specialbearbetning av komponenter
Värmealstrande komponenter:
Jämn fördelning för att undvika koncentration av heta punkter
Förvaras åtskilt från värmekänsliga komponenter (t.ex. elektrolytkondensatorer)
Lägg till kylflänsar om det behövs
Högfrekventa komponenter:
Så nära mitten av brädan som möjligt
Hålls borta från I/O-portar
Använd jordskärmsskydd
- Arrangemang för frikopplingskondensator
0,1 μF kondensator på varje strömstift
Layoutavstånd <3mm (helst monterad på baksidan)
När flera kondensatorer är parallellkopplade är de ordnade från minsta till största kapacitet.
3. Intelligent strategi för kabeldragning
- Prioritera viktiga signaler
Klocksignaler:
Tjockare linjebredd (vanligtvis 8-12 mil)
Fullständig medföljande mark
Undvik rätvinkliga svängar
Differentiella signaler:
Strikt lika längd (fel <50 mil)
Parallell uppställning
Impedansmatchning
- Tekniker för kabeldragning med hög densitet
Starta från BGA och andra komplexa enheter
Kör först genom de tätaste områdena
Använd 45° diagonal övergång
- Routningsschema i flera lager
Stapling av lager rekommenderas:
Översta lagret: kritiska signaler
Inre lager 1: komplett jordplan
Inre lager 2: Kraftplan
Bottenskikt: Gemensamma signaler
Rekommendation för högfrekventa signaler:
Justering av bandlinje (inre lager)
Undvik zoner med korsvis splittring
Hur man gör PCBA-tillverkning
PCBA-tillverkning är en komplex och känslig process som kräver specialiserad kunskap och utrustning. Följande är de allmänna stegen för PCBA-produktion:
1.kretsdesign: enligt de funktionella kraven för elektroniska produkter, utforma kretsscheman och använda professionell EDA-programvara, till exempel Altium Designer, etc., kretskortsdesign.
2. tillverkning av tryckta kretskort: utformningen av kretsschemat tryckt produktion till ett fast kretskort, som vanligtvis måste vara genom fotolitografi, etsning, borrning och andra steg.
3. upphandling av komponenter: enligt kretsutformningen, upphandling av lämpliga elektroniska komponenter, inklusive motstånd, kondensatorer, induktorer, dioder, transistorer, integrerade kretsar och så vidare.
44komponentmontering: upphandling av komponenter i enlighet med kretsdesignkraven som placeras på kretskortet, vilket vanligtvis måste utföras genom monteraren och annan specialutrustning.
5,5 svetsning: komponenter och svetsning av kretskort, inklusive våglödning, återflödeslödning och andra metoder.
6.Testing: Testa det färdiga PCBA:t, inklusive visuell inspektion, elektrisk testning, funktionstestning etc., för att säkerställa att dess funktion är korrekt och fri från defekter.
7.Förpackning ：Förpackning och märkning av den testade PCBA, inklusive antistatisk förpackning, fuktsäker förpackning etc. för att säkerställa dess säkerhet vid transport och användning av processen.
PCBA-applikationsområden
PCBA-tekniken har djupt integrerats i olika områden i det moderna samhället:
Konsumentelektronik: den miniatyriserade kärnan i smartphones och surfplattor
Fordonsindustrin: nervcentrum för elektrifiering och intelligent körning
Medicinsk utrustning: Livlinan för diagnostiska instrument med hög precision
Industri 4.0: kontrollkärnan i intelligenta tillverkningssystem
Flyg- och rymdindustrin: den tekniska hörnstenen för mycket tillförlitlig utrustning
Framtida utvecklingstrender
1. teknik för heterogen integration
2,5D/3D-förpackningar bryter igenom planbegränsningen
Integration av kiselfotonik för ökad bandbredd
2. Grön omvandling av tillverkningen
Popularisering av blyfri process
Tillämpning av återvinningsbart material
3.Digital Twin-tillämpning
Virtuell prototyptillverkning påskyndar utvecklingen
Intelligent förebyggande underhåll
I design- och tillverkningsprocessen för PCBA är korrekt val och rationell användning av elektroniska komponenter av avgörande betydelse. Konstruktörerna måste välja lämpliga typer och specifikationer för elektroniska komponenter baserat på kretsens funktionella krav, prestandakrav och kostnadsaspekter. Samtidigt är det också nödvändigt att överväga komponenternas layout, lödningsprocessen och tillförlitligheten för att säkerställa att kretskortets kvalitet och prestanda uppfyller de förväntade kraven.