您需要了解的有关 PCB 组装的知识

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印刷电路板 (PCB) 组装过程包括各种步骤和指南，必须以正确的顺序执行这些步骤和指南，才能使成品按设计运行。为确保实现这一点，PCB 制造商使用屏幕模板和受控的加热和冷却机制来规范组件的应用和固定方式。

当您组装印刷电路板时，您必须为手头的组件类型选择正确的技术。如 PCB 设计中指定的，所有部件和部件必须在指定位置正确对齐。任何微小的偏差都会对成品板的功能产生巨大的影响。

PCBA 术语

要了解PCB组装流程，需要知道几个术语的含义：

• 基材： 印制电路板的基础材料，基板使每块电路板坚固而坚硬。
• 铜： PCB 的每个工作面都包含一层薄薄的铜，用于导电目的。在单层板上，铜放置在有源侧。在双面 PCB 上，铜出现在两面。
• 阻焊层： 这是每个印刷电路板表面（通常为绿色）的层。阻焊层在铜和其他材料之间提供绝缘，防止不同导电材料接触时可能发生的短路。阻焊层通过将所有东西保持在原位，为 PCB 的布局提供了结构。每块电路板都包含穿过阻焊层的孔。焊料放置在每个孔内，这为添加到电路板上的每个组件提供了基础。
• 丝印： 每块印刷电路板上的最后一点是丝网印刷，这是一个透明层，在给定电路板的不同部分旁边显示数字和字母。这使制造商可以识别每块电路板的特定组件。
• 手工焊接： 这是一个技术人员手动将单个组件插入到一系列印刷电路板上的指定位置的过程。完成后，每块电路板都会发送给下一位技术人员，由他添加另一个部件并继续传递电路板。
• 波峰焊： 波峰焊涉及正确焊接电路板放置在传送带上并穿过加热室的位置。在这里，将一波焊料应用到底部，在一个过程中将电路板的所有底脚固定到位。

了解通孔、表面贴装和混合技术组件之间的区别也很重要。

通孔 PCB 组装

通孔技术是印刷电路板的理想选择，印刷电路板的引线或电线穿过电路板上的孔，然后用焊料固定在另一侧。具有大型元件的 PCB 特别适用于通孔技术，尤其是电容器。

通孔PCB技术的基本步骤可以概括如下：

1. 技术人员根据 PCB 的设计规范将零件手动组装到印刷电路板上的特定区域。每个组件都必须按规定设置在准确的位置，PCB 才能正常工作。
2. 检查电路板以确保所有部件都已正确组装，并且每个组件都安装在正确的位置。如果任何 PCB 部件错位，现在是时候纠正这些缺陷了。
3. 现在组件已焊接到电路板上的适当位置。这通常通过波峰焊完成，在波峰焊中，电路板在热焊液波上方移动，从而固化 PCB 组件。这也可以通过手工或使用选择性焊料来完成。选择性焊料类似于波峰焊，但操作员可以选择性地焊接区域，当您不想在某些区域进行焊接时，这会有所帮助。

通孔板通常包含带有引线的组件，无论是轴向还是径向。与表面贴装技术相比，通孔板通常具有更强的结合力。然而，由于涉及额外的钻孔，因此需要更多的工作来生产通孔组件。

如果通孔板由多层组成，则信号走线在内部层上的布线有限，因为孔在顶面和底面之间切开。因此，通孔技术通常仅限于一些体积较大的 PCB 组件，如电解电容器和半导体。需要额外坚固性和支撑的电路板，例如机电继电器和插头连接器，也采用通孔技术制造。

在原型制作阶段，技术人员通常更喜欢表面贴装的较大通孔，因为前者更容易与面包板插座配合使用。但是，如果电路板用于高速或高频用途，则设计可能需要表面贴装技术来减少杂散磁阻。否则，电路的功能会因引线中的电感或电容而降低。

在应用焊膏期间，将焊锡模板放置在印刷电路板的顶部，以确保焊料保持在设计规定的范围内。模板是原始设计的薄复制品，在放置组件的区域带有切口。

一旦组件安装到位并且电路板已经过第一次检查，焊膏就会在热液体上加热，直到焊膏中的微小金属球与粘合化学品焊剂一起固化。这会将组件永久地粘合到电路板上。加热和粘合完成后，板在受控设置中冷却。这会使电路板恢复正常状态并防止电击。

现在完成，印刷电路板必须检查其组件是否存在任何可能的错位。如果组件相对较大，这通常可以通过目视检查来完成。然而，如今，光学和 X 射线检查员可以以更高的精度检查 PCB。如果检测到设计缺陷，则必须在更多电路板通过该过程之前解决问题。

表面贴装技术

表面贴装技术是印刷电路板的实用选择，这些印刷电路板包含微小且敏感的组件，否则这些组件可能难以在不损坏的情况下安装到位。经历此过程的组件类型包括二极管和电阻器。

表面贴装技术的基本步骤可以概括如下：

1. 第一步是使用专为应用焊膏而设计的打印机。焊锡丝网模板用于确保将微小元件放置在适当的位置。在实际放置组件之前，会检查模板以确保模板正确对齐。
2. 现在将电路板带到一台机器上，根据焊锡丝网模板的设计将组件放置到位。机器中的卷轴可确保零件对齐并连接到相应的垫子上。
3. 将组件正确放置在板上后，会采用加热过程将所有组件固化到位。在此阶段，PCB 会通过加热室，使焊料液化，在此过程中固定部件。

在将元件放置到 PCB 上之前，必须首先在电路板本身的选定区域上涂上焊膏，焊膏用作电路板独特部分的粘合剂。需要焊接的区域主要是对应元件的焊盘。

焊膏由微小的颗粒和助焊剂制成。将焊膏放置到印刷电路板上的过程与印刷应用非常相似。焊锡屏设置在电路板上，以精确、指定的对齐方式。然后在屏幕上运行一个滚筒，将焊膏压到板上。

焊锡丝网是根据PCB的设计预先印刷的。因此，屏幕上的孔径与板上的元件焊盘对齐。这可确保阻焊层仅分布在这些区域上。在此过程中分配的焊料数量必须进行调节，以确保每个接头既不过度覆盖也不覆盖不足。

一旦涂上焊膏，电路板就会通过一个拾放机发送，在该机器上将指定的组件应用到焊接区域。只要在此过程中外力不会晃动电​​路板，焊料的张力应足以将组件固定到位。

在一些贴片机上，会在指定区域添加少量粘合剂以固定组件。这主要用于经过波峰焊工艺的印刷电路板。这种添加粘合剂的缺点是，它会使组件与原始设计规格未对齐的板上的校正变得困难。

将组件固定到适当的位置后，将 PCB 通过焊接机发送。在较旧的电路板上，制造商经常使用波峰焊，尽管这在很大程度上已被取消。在采用该方法的生产中，不使用焊膏，因为焊料是由波峰焊机施加的。然而，如今，回流焊是PCB制造商更常用的方法。

印刷电路板从焊接机中出来后，技术人员会检查电路板的成分是否存在任何缺陷。如果电路板包含超过 100 个不同的组件，则电路板会通过自动光学检测器 (AOI) 发送，该检测器甚至可以检测出最轻微的缺陷，例如未对准的接头、错位的组件和不正确的放置。

每块印刷电路板在离开组装之前都必须经过一系列测试。该板经受了多次测试，以验证它可以按照原始设计的预期运行。

在操作过程中，必须检查设备以确保一切正常。首先要检查的地方是输出，因为这些将有助于验证给定生产的成功。焊锡机的输出应在每次生产开始时进行检查，以及通过输出的初始电路板。这样一来，任何瑕疵都可以及早发现，以免印刷错误变得严重且代价高昂。

混合技术

由于计算机化技术的快速发展，越来越多的印刷电路板由越来越小的部件制成。这意味着如今许多 PCB 是采用多种方法组合而成的，通常称为混合技术。涉及混合技术的装配将包含以下方法之一：

• 一种单面混合组装，其中印刷电路板在电路板的同一面上采用表面贴装技术和通孔技术。
• 分体式组装，其中印刷电路板的一侧采用表面贴装技术组装，而电路板的另一侧采用通孔技术组装。此类 PCB 的一侧具有正常尺寸的组件，而另一侧则具有更小的组件。
• 一种双面混合组装，其中印刷电路板的两面均采用通孔技术和表面贴装技术的组合进行组装。这种类型的电路板具有规则的组件以及两侧的小而精致的组件。

在 PCB 设计投入生产之前，必须对要使用的电路板进行质量检查。在组件上，脚部氧化或油性残留物可能是危险信号。如果储存在凉爽的环境中，焊膏只有在解冻和搅拌后才能使用。在将任何浆料涂抹到表面之前，PCB 必须干燥。

在采用混合技术的印刷电路板上，贴片机需要一套更复杂的工艺。在这里，需要考虑电路板一侧或两侧的不同组件尺寸的混合。

如果印刷电路板由双面组件组成，则需要对双面进行焊接工艺。基本上，发生在一侧的所有事情也会发生在另一侧。唯一的区别是特定组件及其位置，因为一侧可能包含比另一侧更小的组件。双面 PCB 无法进行波峰焊，因为重新提交第二面的电路板会损坏第一面的精密部件。

任何由混合技术组成的印刷电路板都应提交给自动光学检查员。这样，可以确保技术人员进行万无一失的检查，即使是最微小的缺陷也能检测出来，例如微观零件的微小错位。

考虑到双面混合技术板的复杂性，需要对此类生产线中生产的初始 PCB 进行更全面的测试。由于要考虑的组件更多，因此即使有一个部分不对齐，也存在更多潜在问题。

Millennium Circuits Limited 的 PCB 制造

在当今的高科技世界中，随着技术人员想方设法将更多数据和能量加载到越来越小的芯片上，印刷电路板变得越来越复杂。随着计算机设备和电子设备变得越来越小，为这些设备供电并将它们连接到无线电网的 PCB 也将变得越来越小。对于PCB制造商而言，这意味着印刷电路板的生产将需要高级别的工程技术。

要按照当前标准提高 PCB 的效率，您必须拥有适当指定的裸 PCB，以便在组装过程中更有效地执行每个步骤。在 Millennium Circuits，我们在我们的设施中使用最新技术，根据客户规格完成每个裸 PCB 订单。有关 PCB 制造的更多信息，请联系 Millennium Circuits。

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