6 tärkeintä asiaa piirikorttien kokoonpanosta

Piirien ja niiden kokoamisen oppimisprosessi on melko yksinkertaista, joten tämä opas on erittäin hyödyllinen aloittelijoille. Tutustumme sähkön perusteisiin ja sen suhteeseen piireihin sekä kosketamme piirien kokoonpanossa tarvittavia materiaaleja. Tämä perustavanlaatuinen tieto antaa sinulle vankan ymmärryksen edistyessäsi edistyneempiin käsitteisiin.

Mikä on piirikorttikokoonpano?

Piirikortin kokoonpano käsittää useita vaiheita. Piirikorttikokoonpanot ovat täydellisiä piirilevyjä jokaisen komponentin asennuksen jälkeen. Painetulla piirilevyllä ei ole sähkökomponentteja, kun taas piirikorttikokoonpanot ovat täydellisiä levykokoonpanoja. Piirilevyn kokoamiseen tarvitaan sekä aktiivisia että passiivisia komponentteja.

Piirikorttikokoonpano tunnetaan myös painetun piirilevyn kokoonpanona, ja näitä termejä käytetään laajalti piirilevyteollisuudessa. Piirikortin kokoonpanoprosessi sisältää useita vaiheita, mukaan lukien kaavamaisten sieppaustyökalujen tai CAD-ohjelmiston käyttö. Se sisältää piirilevyjen johdotuksen yhdistämisen elektronisiin komponentteihin, jolloin piirilevyjen kuparilevyissä olevat jäljet ​​muodostavat kokoonpanon.

Tapoja luoda piirikorttikokoonpanoja

Piirikokoonpanojen luomiseen on useita tapoja, joista jokainen vaatii huomiota yksityiskohtiin.

Plated Through-Hole Technology (PTH): Tämä menetelmä sisältää komponenttien asentamisen piirilevylle työntämällä niiden johdot vastaavan reiän läpi. Piirilevy on esiporattu, joten komponenttien kokoaminen on helppoa. Ohut kuparikerros peittää reikien sisäseinän, jolloin koko sisäreikäalue on johtava.

Pinta-asennustekniikka (SMT): Tämä on yleinen menetelmä korttikokoonpanojen luomiseen, suositeltu piirilevyteollisuudessa. SMT tarkoittaa automatisoitujen koneiden käyttöä elektronisten komponenttien kokoamiseen piirilevylle.

Sähkömekaaninen kokoonpano: Tämä menetelmä käyttää kaapelikokoonpanoa, muovattua muovia, johdinsarjoja ja kangaspuita elektronisten komponenttien kokoamiseen piirilevylle, mikä varmistaa elektronisten laitteiden sujuvan toiminnan.

Piirikortin kokoonpanon vaiheet

Painetut piirilevyt muodostavat useimpien elektronisten laitteiden selkärangan ja tarjoavat liitettävyyden niiden komponentteihin. Piirikortin kokoaja varmistaa, että piirilevy on koottu oikein vaiheittaisen prosessin mukaisesti. Nämä vaiheet voivat kuitenkin vaihdella piirilevyn kokoonpanotavan mukaan.

• Kaaviosuunnittelu: Suunnittele kaavio, joka toimii ohjeena koko piirille. Tämä kaavio, etenemissuunnitelma, jossa on koko piirilevyä edustavat symbolit, auttaa sinua ratkaisemaan tulevia ongelmia.

• Hallituksen suunnittelu: Käännä kaavio suunnitteluohjelmistoksi ja vie se sitten hyväksyttävään muotoon piirilevyn tuotantovaihetta varten.

• Piirilevyn valmistus ja kokoonpano: Luo levy käyttämällä erilaisia ​​kokoonpanomenetelmiä, kuten pinnoitettu läpireikätekniikka tai pinta-asennustekniikka, riippuen levyn erityisvaatimuksista.

• Tarkastus ja testaus: Testaa piirilevy varmistaaksesi, että se toimii täydellisesti käyttämällä menetelmiä, kuten visuaalinen tarkastus, röntgentarkastus ja monimutkaisten piirilevyjen automaattinen optinen tarkastus.

Piirikokoonpanon suunnittelun perusteet

Piirikokoonpanossa piirikokoonpanon suunnittelun perusteiden ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, koska kaikissa piirilevyissä on tietyt kerrokset:

1. Alustan: Tämä on pohjamateriaali, joka tarjoaa piirilevylle jäykkyyttä. Useimmat piirilevyt käyttävät lasikuitua substraattikerroksena. Joustavat piirilevyt voivat käyttää erilaisia ​​joustavuusvaatimuksiinsa sopivia materiaaleja.
2. Kupari: Painetuissa piirilevyissä (PCB:t) on kerros kuparifoliota. Valmistajat laminoivat kuparifolion levyyn käyttämällä lämpöä. Kuparikerrosten lukumäärä vaihtelee piirilevyn tyypin mukaan. Esimerkiksi yksipuoliset piirilevyt vaativat kuparia vain levyn toiselle puolelle, kun taas monikerroksiset piirilevyt voi sisältää useita kuparikerroksia.
3. Juotosmaski: Juotosmaskikerros levitetään kuparikerroksen päälle. Se on tyypillisesti väriltään vihreä tai keltainen ja eristää kuparikerrosta estäen sitä joutumasta kosketuksiin muiden levyllä olevien metallien kanssa. Juotosmaski auttaa myös valmistajia juottamaan komponentteja sopiviin paikkoihin levyllä.
4. Silkkipaino: Silkkipainokerros on kaikkien piirilevyjen ylin kerros. Se sisältää komponentteja symbolisessa tai tekstimuodossa, mikä auttaa insinöörejä ymmärtämään levyn eri osien toimintoja. Silkkipainokerros lisää taululle symboleja, kirjaimia ja numeroita, mikä auttaa kokoamisessa ja vianmäärityksessä.

Näiden piirikokoonpanon suunnittelun peruskerrosten ymmärtäminen on välttämätöntä kaikille elektronisten laitteiden kanssa työskenteleville, koska se antaa käsityksen siitä, miten piirilevyt rakennetaan ja miten ne toimivat elektronisissa laitteissa.

Piirikortin kokoonpanon valmistusvaiheet

Piirikortin kokoonpanon valmistusprosessi sisältää useita avainvaiheita:

Juotospastan leikkaaminen:

• • Juotospastaa levitetään piirilevyn tietyille alueille, joihin komponentit asennetaan.
  • Kaavaimen avulla varmistetaan juotospastan tarkka levitys levylle.
  • Juotospastan levittämiseen levylle tasaisesti käytetään erilaisia ​​applikaattoreita, kuten lastuja tai teloja.

Valitse ja aseta:

• • Automaattista konetta, joka tunnetaan nimellä pick-and-place -kone, käytetään pinta-asennuskomponenttien tarkkaan sijoittamiseen (SMD:t) ja muut elektroniset komponentit piirilevylle.
  • Komponentit poimitaan rullilta, tarjottimista tai putkista ja asetetaan levyllä olevalle juotospastalle.
  • Kone käyttää näköjärjestelmiä tai mekaanista kohdistusta varmistaakseen, että komponentit on sijoitettu oikein.

Reflow juottaminen:

• • Kun komponentit on asetettu levylle, piirilevy johdetaan reflow-uunin läpi.
  • Reflow-uuni lämmittää levyn lämpötilaan, joka sulattaa juotospastan ja liittää komponentit levyyn.
  • Sitten uuni jäähdyttää levyn, kiinteyttää juotteen ja kiinnittää komponentit paikoilleen.

Quality Control:

• • Uudelleenvirtausjuottamisen jälkeen koottu levy käy läpi tiukan tarkastuksen sen varmistamiseksi, että se täyttää laatustandardit.
  • Silmämääräinen tarkastus suoritetaan juotosvirheiden, komponenttien kohdistusvirheiden tai muiden näkyvien ongelmien varalta.
  • Automaattinen optinen tarkastus (AOI) tai Röntgentarkastus voidaan käyttää myös sellaisten vikojen havaitsemiseen, jotka eivät näy paljaalla silmällä.
  • Toiminnallinen testaus voidaan suorittaa sen varmistamiseksi, että kortti toimii tarkoitetulla tavalla.

Nämä vaiheet ovat keskeisiä piirikorttien kokoonpanon valmistusprosessissa sen varmistamiseksi, että lopputuote täyttää laatustandardit ja toimii oikein.

Peruselektroniikkakomponentit, joita tarvitaan piirien kokoonpanoon

On olemassa joitain alkeellisia elektronisia komponentteja, joita tarvitaan elektronisten piirien kokoamiseen, mukaan lukien:

• Vastukset: Lisätään vastus piirissä virtaavalle sähkövirralle eri arvoilla värikoodeilla.
• diodit: Antaa sähkövirran kulkea yhteen suuntaan, hyödyllinen ohjattaessa virran suuntaa.
• transistorit: Vahvistava sähkövirta, joka toimii kytkimenä ilman liikkuvia osia ja jota ohjataan pienellä määrällä virtaa pohjanastassa.
• Potentiometrit: Vaihtelee vastusta liukusäätimellä tai nupilla, jota käytetään usein kirkkauden ja äänenvoimakkuuden säätämiseen.
• Integroitu piiri (IC): Pienoismuoto suuresta piiristä, joka sisältää miljoonia pieniä transistoreita ja vastuksia, jotka vastaanottavat tuloa ja tarjoavat ulostulon useiden liittimien kautta.
• Valodiodi (LED): Muuntaa sähkön valoksi, kestävämmäksi kuin hehkulamput.
• Vaihtaa: Piirin mekaaninen katkaisu, avaaminen tai sulkeminen kytkimen tyypistä riippuen.
• Akku: Kemiallisen energian muuntaminen sähköenergiaksi, joka sisältää tiettyjä kemikaaleja, jotka reagoivat muodostaen sähköä.
• Leipälauta: Piirien testaus ja suunnittelu ilman juotoskomponentteja ja johtoja.
• Yleismittari: Sähköenergian ja muiden suureiden mittaaminen.

Yhteenveto

Kaiken kaikkiaan piirilevyjen kokoonpano on kriittinen prosessi piirilevyteollisuudessa, ja siihen liittyy useita keskeisiä vaiheita ja huomioitavia asioita. Tämä artikkeli on tarjonnut kattavan oppaan sekä aloittelijoille että asiantuntijoille ja kattaa tärkeitä tietoja piirilevyjen kokoonpanosta.

Sähkön, piirikomponenttien ja kokoonpanomenetelmien perusteiden ymmärtäminen on olennaista piirien suunnittelun ja toteutuksen onnistumiselle. Noudattamalla tässä oppaassa esitettyjä vaiheita henkilöt voivat saada paremman käsityksen piirien kokoonpanosta ja soveltaa tätä tietoa toimivien ja luotettavien elektronisten laitteiden luomiseen.