Was müssen Sie über die Leiterplattenherstellung und Leiterplattenbestückung wissen?
Was sind PCB? ?
PCB ist die Abkürzung für „Printed Circuit Board“, eine mechanische Basis, die Leiterbahnen und Footprints enthält, die den Schaltplan des Designs widerspiegeln. Leiterplatten (PCBs) sind der Grundbaustein der meisten elektronischen Geräte. Von einer einfachen einzelnen Platine, die in Ihrem Autoschlüssel verwendet wird, bis hin zu hochpräzisen und schnellen Leiterplatten, die in Computern verwendet werden, bilden Leiterplatten die Grundlage, auf der alle anderen elektronischen Komponenten montiert werden.
Die PCB-Industrie ist in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizin, Industrie, LED-Beleuchtung, Unterhaltungselektronik und mehr vertreten.
Welche Vorteile haben Leiterplatten?
Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten bieten Leiterplatten viele Vorteile, die sie zur bevorzugten Lösung für Elektronikhersteller machen.
- Sparen Sie Platz und Zeit durch kleine und leichte Bauweise.
- Bleiben unabhängig von der Bewegung des Boards an Ort und Stelle.
2. Wackelkontakte und Kurzschlüsse durch Anschließen beseitigen
- Da sie in der Massenproduktion schneller und effizienter hergestellt werden können, sind sie eine äußerst kostengünstige Option.
- Aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit eignen sie sich besser für die Integration in komplexe Systeme
Die verschiedenen Arten von Leiterplatten
Obwohl alle Leiterplatten das gleiche grundlegende Ziel haben, sind sie in einer Vielzahl von Designs und Konfigurationen erhältlich, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Folgende Typen sind in unserem UETPCB verfügbar:
Einschichtige Leiterplatte
Doppelschicht-Leiterplatte
Mehrschichtige Leiterplatte
Starre Leiterplatte
Flexible Leiterplatte
Rigid-Flex-Leiterplatte
Hochfrequenz-Leiterplatte
Metallkern-Leiterplatte (MCPCB)
Wie entwerfe ich eine Leiterplatte?
Beim PCB-Design geht es um mehr als das Zusammenfügen einiger Komponenten und das Zeichnen von Leiterbahnen, die sie miteinander verbinden. Bei der Arbeit an einem PCB-Layout muss darauf geachtet werden, die Designspezifikation zu erfassen und in funktionale Schaltpläne zu übersetzen. Leiterplatten gibt es in den unterschiedlichsten Designs, daher ist es wichtig, den Designprozess genau zu verstehen. Zu den wichtigsten Elementen, die beim PCB-Design berücksichtigt werden müssen, gehören:
*Anwendung, für die die Leiterplatte verwendet wird
*Umgebung, in der die Leiterplatte betrieben wird
*Für die Installation erforderlicher Platzbedarf und Konfiguration
*Flexibilität der Leiterplatte
*Installation und Montage
Die Auswahl des richtigen PCB-Designs entsprechend diesen Überlegungen hat erhebliche Auswirkungen auf Herstellbarkeit, Produktionsgeschwindigkeit, Produktausbeute, Betriebskosten und Durchlaufzeiten.
PCB-Layout und Designschritte:
Erstellen Sie den Schaltplan
Erstellen Sie ein leeres PCB-Layout
Schaltplanerfassung: Verknüpfung mit Ihrer Leiterplatte
Entwerfen Sie Ihren PCB-Stackup
Definieren von Designregeln und DFM-Anforderungen
Komponenten platzieren
Bohrlöcher einbringen
Routenspuren
Fügen Sie Beschriftungen und Kennungen hinzu
Designdateien generieren
Herstellung von Leiterplatten
Bei der PCB-Herstellung handelt es sich um den Prozess, der ein Leiterplattendesign auf der Grundlage der im Designpaket bereitgestellten Spezifikationen in eine physische Struktur umwandelt. Wird hauptsächlich durch die folgenden Schritte oder Techniken erreicht:
- Abbildung des gewünschten Layouts auf kupferkaschierten Laminaten
- Vorbereitung der Untergrundplatte, das Grundmaterial liegt oft in großen Stücken vor. Wir müssen es auf die gewünschte Größe zuschneiden und die Oberfläche der Platine reinigen, um ein Schaltungsmuster von guter Qualität zu erhalten.
- Ätzen oder Entfernen von überschüssigem Kupfer aus den Innenschichten, um Spuren und Pads freizulegen
- Laminier- und Laminierpresse
- Bohren von Löchern für Montagelöcher, Durchgangslochstifte und Durchkontaktierungen
- Galvanisieren von Stiftlöchern und Durchgangslöchern
- Auftragen einer Lötmaske zum Schutz der Schaltung. Im folgenden Lötschritt benötigen wir eine Schutzschicht auf der Oberfläche, eine sogenannte Lötmaske
- Oberflächenbehandlung, HASL (Hot Air Solder Leveling) oder ENIG (Chemless Nickel Immersion Gold), um die Lötqualität des Lötpads sicherzustellen und Oxidation zu verhindern
- Siebdruck von Referenz- und Polaritätsanzeigen, Logos oder anderen Markierungen auf der Oberfläche
- Optional können die Kupferoberflächenbereiche mit einem Finish versehen werden
- Führen Sie eine Testsequenz durch und verpacken Sie dann die Platine.
PCB-Montage- und Produktionsprozess
Innerhalb eines Montage-/Produktions- oder Herstellungsprozesses für Leiterplattenelektronik gibt es eine Reihe einzelner Phasen. Allerdings ist es notwendig, dass alle zusammenwirken, um einen integrierten Gesamtprozess zu bilden. Jede Phase der Montage und Produktion muss mit der nächsten kompatibel sein, und es muss eine Rückmeldung vom Output zum Input geben, um sicherzustellen, dass die höchste Qualität erhalten bleibt. So werden etwaige Probleme schnell erkannt und der Prozess kann entsprechend angepasst werden.
1 – Auftragen von Lotpaste
Dies ist der allererste Schritt einer Leiterplattenbestückung. Mithilfe eines Lotsiebs wird Lotpaste auf die Platine aufgetragen. Der Bildschirm hat kleine Löcher. Es wird an der richtigen Stelle auf das Brett gelegt und mit einem Läufer darüber bewegt. Dadurch kann die Lotpaste durch die Löcher gepresst und auf die Platine aufgetragen werden.
2.Platzierung der Komponenten
Dies erfolgt nach dem Auftragen der Lotpaste. Die Oberflächenmontagetechnologie (SMT) erfordert eine präzise Platzierung der Komponenten. Die Komponenten werden mithilfe einer Bestückungsmaschine auf der Platine platziert.
3.Reflow-Ofen
Nach der Bestückung wird die Leiterplatte auf das Förderband des Reflow-Ofens gelegt. Das beim Lotpastenprozess aufgetragene Lot schmilzt beim Reflow-Löten. Dadurch werden die Bauteile dauerhaft mit der Leiterplatte verbunden.
4.Inspection
Nach dem Reflow-Prozess wird die Leiterplatte einer Inspektion unterzogen, um ihre Funktionalität zu überprüfen. Diese Phase hilft dabei, minderwertige Verbindungen, falsch platzierte Komponenten und Kurzschlüsse aufgrund der fortlaufenden Bewegung der Platine während des Reflow-Prozesses zu erkennen. Die Leiterplattenhersteller verwenden mehrere Inspektionsschritte wie visuelle Inspektion, automatische optische Inspektion und Röntgeninspektion, um die Funktionalität der Leiterplatte zu prüfen, minderwertiges Lot zu erkennen und potenziell versteckte Probleme zu identifizieren.
5.Durchgangsloch-Komponenteneinfügung
Einige Arten von Leiterplatten erfordern das Einsetzen von Durchgangslochbauteilen in Verbindung mit den üblichen SMD-Bauteilen. Diese Phase ist dem Einfügen solcher Komponenten gewidmet. Hierzu werden durchkontaktierte Löcher erzeugt, mit deren Hilfe Leiterplattenkomponenten Signale von einer Seite der Platine zur anderen weiterleiten. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, erfolgt das Durchstecken der Leiterplatte in der Regel durch manuelles Löten oder Wellenlöten.
6. Wellenlöten
In diesem Schritt wird die Leiterplatte auf ein mechanisches Förderbandsystem gelegt und durch verschiedene Zonen geführt. Die Leiterplatte wird über eine geschmolzene Lotwelle geführt, die dabei hilft, die Leiterplattenpads/-löcher, die Anschlüsse elektronischer Komponenten und das Lot zu verbinden.
7. Endkontrolle und Funktionstest/IC-Programmierung
Nachdem der Lötschritt des PCBA-Prozesses abgeschlossen ist, wird die Leiterplatte in einer Endkontrolle auf ihre Funktionalität getestet. Diese Prüfung wird als „Funktionsprüfung“ bezeichnet. Der Test prüft die Leiterplatte auf Herz und Nieren und simuliert die normalen Umstände, unter denen die Leiterplatte betrieben wird. Bei diesem Test laufen Strom und simulierte Signale durch die Leiterplatte, während die Tester die elektrischen Eigenschaften der Leiterplatte überwachen.
8.Reinigung und Verpackung
Da beim Lötprozess einige Flussmittelrückstände in den Leiterplatten zurückbleiben, ist es wichtig, die Baugruppe gründlich zu reinigen, bevor die endgültige Leiterplatte an einen Kunden versendet wird. Hierzu werden die PCBs in entionisiertem Wasser gewaschen. Nach dem Reinigungsvorgang wird die Platte mittels Druckluft gründlich getrocknet. Die Leiterplattenbestückung ist nun für die Prüfung und Inspektion durch den Kunden bereit.
Box-Build-Baugruppe
Bei der Box-Build-Montage handelt es sich um einen elektromechanischen Montageprozess, der die Herstellung von Gehäusen, die Installation von Kabeln oder Kabelbäumen sowie die Installation von Komponenten und Unterbaugruppen umfasst.
Box-Build-Montageprozess
Produktmontage auf untergeordneter Ebene
Design und Engineering für mechanische Komponenten (Spritzguss, Druckguss usw.)
Gehäuseherstellung,
Installation von Komponenten und Unterbaugruppen
Verlegung von Kabeln oder Kabelbäumen,
Montage auf Systemebene
Laden von Software und Produktkonfiguration
Funktionsprüfung
Komplette Produkttests und Burn-In
Kundenspezifische Prüfsysteme mit integrierten Software- und Hardwarelösungen.
Verpackung & Etikettierung
Lagerung, Auftragsabwicklung und Rückverfolgbarkeit
Kundenspezifische Werkzeuge und Vorrichtungen
Build-to-Order undConfigure-to-Order (BTO & CTO)
Direkter Versand an die Verkaufsstelle
Komplette schlüsselfertige Lösung
