Tecnologia PCBA - Il processo di base e il principio della fabbrica SMT

Processo di produzione del circuito stampato: Gli ingegneri hardware SMT, che vogliono trattare con le fabbriche frequentemente, devono comprendere pienamente i processi di base e i principi delle fabbriche SMT.

PCBA=PCB assemblato. Il PCB assemblato. Rigorosamente parlando, PCBA = PCB + componenti + SMT produzione + firmware + test.

Con così tanti componenti sul circuito stampato, la saldatura a mano non è assolutamente possibile e per montarli devono essere utilizzate macchine. Non importa se sei stato in fabbrica o no, devi aver visto questa immagine in TV: un manipolatore si è spostato sul circuito stampato, lo ha colpito più volte e ci sono componenti sul circuito stampato. Questo è un collegamento nel PCB che diventa PCBA, SMT.

Il circuito di saldatura della macchina è lo stesso in linea di principio del circuito di saldatura manuale, stagnatura, posizionamento dei componenti e riscaldamento. È solo che la velocità di una macchina è molto più alta di quella di una mano umana, e diversi componenti possono essere posizionati in un secondo.

Latta superiore:

Per prima cosa, stagna il circuito stampato. Come accennato in precedenza, c'è un file paste mask nel file Gerber, che viene utilizzato per aprire la rete d'acciaio. La rete d'acciaio è una sottile lamiera d'acciaio, molto piatta, con uno spessore di circa 0,1 mm. Secondo la grafica sul file della maschera di pasta, ci sono corrispondenti fori vuoti. Coprire lo stencil sul circuito stampato e allinearlo. In questo momento, si può vedere che tutti i pad che devono essere saldati saranno esposti. Lo stencil è il modello della pasta di saldatura. Spazzola uno strato di pasta di saldatura sullo stencil. La pasta di saldatura nei fori verrà stampata sui pad PCB e non ci sarà saldatura dove non ci sono fori. Lo spessore della pasta di saldatura è lo stesso dello spessore della maglia d'acciaio, che è anche spessa come 0,1 mm.

L'attrezzatura per il lavoro di stagnatura è chiamata "macchina da stampa". Inserire lo stencil nella macchina e quindi mettere il circuito stampato dentro. L'attrezzatura terrà automaticamente il circuito stampato, lo posizionerà e lo terrà saldamente sotto lo stencil. C'è un pennello sopra lo stencil, spingendo molta pasta di saldatura e andando avanti e indietro dalla parte superiore dello stencil, uno strato di pasta di saldatura sarà impilato nella posizione dell'apertura dello stencil e della scanalatura formata dal circuito stampato. Togliere di nuovo il circuito stampato e lo stagno sul circuito stampato è completo. Successivamente, è necessario inserire un'altra macchina e iniziare a posizionare i componenti.

Fori aperti sullo stencil, corrispondenti ai pad dei componenti del circuito stampato

Stampa pasta di saldatura sul circuito stampato attraverso lo stencil

Patch/SMT

SMT, tecnologia di montaggio superficiale, montaggio superficiale. Come suggerisce il nome, i componenti sono montati sulla superficie del circuito stampato. Si chiama pasta perché la pasta di saldatura ha una certa viscosità e può aderire ai componenti anche quando non è sciolta. SMT è anche chiamato patch. Il significato di mettere il chip sul circuito stampato.

Poiché la patch è il collegamento più importante nell'intero processo di elaborazione PCBA, gli impianti di lavorazione PCBA sono anche chiamati patch plants.

Il principio della patching è estremamente semplice. Durante la saldatura manuale, i componenti vengono bloccati e posizionati sul circuito stampato con pinzette. La macchina di posizionamento utilizza un robot per bloccare i componenti sul circuito stampato.

Tuttavia, la situazione attuale della patch è molto complicata e l'attrezzatura è anche molto sofisticata. Pensateci pure, se non ci sono contenuti tecnici, perché c'è sempre una lente patch sul televisore invece di una lente per la stampa o dietro il forno? Possiamo prima esaminare le seguenti domande:

Dove mettere i componenti?

Componenti più piccoli, compresi i chip, sono immagazzinati in nastri. Attraverso il nastro di carta o materiale plastico, i componenti sono incorporati nel nastro di materiale uno ad uno nello stesso ordine e quindi arrotolati in un rotolo. Ci sono molti fori di dimensioni standard sul nastro del materiale, questi fori possono essere bloccati sull'ingranaggio del trasportatore del materiale e l'ingranaggio porta il materiale in avanti poco a poco.

Il trasportatore materiale si chiama Feida. Il nome e' puramente traslitterato, Feeder. L'intento originale era un allevatore, un allevatore. Esprime vividamente la funzione di questa cosa: l'alimentazione dei materiali alla macchina di posizionamento.

Feida è ordinatamente disposto ad entrambe le estremità della macchina di posizionamento. Il braccio robot della macchina di posizionamento è impostato secondo il programma per raccogliere i componenti da Feida e metterli sul circuito stampato.

Per componenti di grandi dimensioni o materiali sfusi che non sono tessuti in nastri, possono anche essere posizionati sul pallet e il robot può anche raccogliere materiali dal pallet.

Come fa il manipolatore ad afferrare un componente così piccolo?

Infatti, il braccio robotico della macchina di posizionamento non si affida alle dita per raccogliere i componenti, ma al vuoto. Ci sono molti ugelli su ogni braccio e ogni ugello può aspirare un componente. Se ci sono più ugelli di aspirazione, il braccio del robot può aspirare molti componenti in un solo movimento e posizionarlo molte volte, in modo che l'efficienza di produzione sarà più alta.

Componenti di diverse dimensioni hanno diversi ugelli di aspirazione. Si può vedere dalla fisica delle scuole superiori che sotto la stessa pressione, maggiore è l'area, maggiore è la forza. Pertanto, l'ugello di aspirazione per aspirare materiali più pesanti come chip e connettori deve essere più grande., L'ugello di aspirazione per la resistenza e la capacità dovrebbe essere più piccolo e l'ugello di aspirazione per i componenti 0201 deve essere più piccolo.

Gli oggetti pesanti hanno una maggiore inerzia durante lo spostamento, quindi l'opportunità di posizionamento è divisa in più aree. Il braccio robot nella grande area dei componenti si muove più lentamente e la piccola area dei componenti si muove molto più velocemente.

Dal principio del prelievo dei componenti nella macchina di posizionamento, non è difficile capire che per componenti appuntiti come perni e ditali, i materiali sono spediti con un coperchio di plastica, perché non possono essere aspirati senza una superficie piana. Per i componenti con piccole aperture sulla superficie come la porta USB, un piccolo pezzo di nastro adesivo ad alta temperatura viene attaccato quando esce dalla fabbrica. Lo scopo è quello di evitare che l'ugello di aspirazione fuoriesca.

Come fa il robot a sapere dove posizionare i componenti?

Nei materiali di produzione, ci sarà un file di coordinate indicante le coordinate di ogni componente sul circuito stampato. Prima del posizionamento on-line, l'ingegnere della linea di produzione affronterà i materiali di produzione e inserirà le informazioni di posizionamento di ogni componente nel software operativo della macchina di posizionamento. In questo modo, la macchina di posizionamento sa quale alimentatore ottenere quanti componenti e dove posizionarlo sul circuito stampato.

Questo processo è chiamato programmazione in fabbrica. La fabbrica SMT ha un ingegnere del programma dedicato responsabile dell'inserimento di queste informazioni. La programmazione di un circuito con centinaia di componenti richiede più di mezza giornata.

Come allineare il circuito stampato e i componenti?

Il circuito stampato viene inviato alla macchina di posizionamento attraverso un nastro trasportatore. I componenti sono nella cintura di materiale e non sono saldamente bloccati e scuoteranno. La macchina di posizionamento deve essere in grado di determinare la posizione precisa del circuito stampato e posizionare accuratamente i componenti.

La macchina di posizionamento utilizza la telecamera sul braccio robotico per identificare il circuito stampato e i componenti. Dopo che ogni componente è stato prelevato, verrà fotografato. Attraverso il riconoscimento dell'immagine di questa foto, si può vedere se è succhiata o no. Se è sbagliato, il sistema lo pubblicherà automaticamente in base ai dati sull'immagine. La posizione del film è compensata in una certa misura, il movimento è parziale e la rotazione è storta. Allo stesso modo, il circuito stampato sarà progettato anche con diversi punti di marcatura, un pad circolare. La telecamera può identificare la posizione corrente del circuito stampato in base alla posizione del pad e quindi trovare il componente in base alle coordinate del componente rispetto al circuito stampato. Posizione.

Nel processo di passaggio del forno, la pasta di saldatura si scioglierà e la pasta di saldatura fusa presenta le caratteristiche di un liquido: viene adsorbita in un luogo in cui può essere adsorbita e viene generata tensione. Accade spesso che quando il cerotto è incollato, diventi storto dopo che il forno è finito. Questo è spesso causato dalla diversa tensione tra i cuscinetti. Ad esempio, alcuni pad PCB sono grandi e alcuni chip hanno pad piccoli. Questa esigenza può essere risolta controllando la quantità di stagno e la forma della pasta di stagno, o adottando il metodo di erogazione e fissaggio prima del forno.

C'è anche un metodo di saldatura tipo pin, saldatura ad onda, che viene ancora utilizzato su vecchi circuiti stampati e circuiti semplici di grandi dimensioni, specificamente per i circuiti di saldatura pin. La cresta d'onda della saldatura ad onda significa che dopo che la saldatura è sciolta, la saldatura viene spruzzata attraverso l'ugello dell'attrezzatura, formando una forma d'onda come una piccola fontana. Inserire il perno del componente nella cresta dell'onda e la saldatura può essere macchiata e la saldatura può essere assorbita. Saldate le pastiglie e gli spilli insieme.

Ora nel campo dell'hardware intelligente, non ci sono quasi prodotti con componenti plug-in full-board, la maggior parte dei quali sono SMT full-board, e occasionalmente alcuni connettori di grandi dimensioni possono richiedere la saldatura ad onda.