几十年来,印刷电路板组装(PCBA)一直保持着稳定且成功的發展态势。它是各类机器、计算终端、汽车及其他电子设备的关键组件,结构紧凑且效率高。此外,它们在全球范围内推动了新发明和新技术的电子化应用,从而引发了电子行业的创新浪潮。
电路板识别方法
1.电阻——电路板识别
在电路中使用“R”加一个数字来表示电阻,例如:R1 表示编号为 1 的电阻。电阻在电路中的主要功能包括:分流、限流、分压、偏置等。 电路板参数标识:电阻的单位是欧姆(Q2),其倍数单位包括:千欧姆(KQ)、兆欧姆(MQ2)等。
2. 电容——印刷电路板元件识别
通常在电路中使用“C”加一个数字(例如,C13代表编号为13的电容器)来表示电容器。电容器是由两层紧密相邻的金属薄膜组成,中间由绝缘材料隔开的元件。 电容器的特性主要是阻隔直流电并让交流电通过。电容器的电容值即其储存电能的能力。电容器对交流信号的阻抗效应称为容抗,它与交流信号的频率和电容值有关。
电路板元器件标识方法:电路板上电容的标识方法与电阻的基本相同,可分为三种类型:直接标注法、颜色标注法和数字标注法。
3.电感
通常在电路中使用“L”加一个数字来表示电感。例如:L6代表编号为6的电感。通过将绝缘导线绕在绝缘骨架上,绕制一定匝数,即可制成电感线圈。 直流电可以通过线圈,其直流电阻即为导线本身的电阻,压降非常小;当交流信号通过线圈时,线圈两端会自动产生自感电动势。 该自感电动势的方向与施加电压的方向相反,从而阻碍交流电的通过,因此电感的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈的阻抗越大。电感与电容在电路中可以构成振荡电路。
电感通常有直接标定法和颜色标定法,其中颜色标定法与电阻类似。例如,棕、黑、金、金代表电感值为1uH(误差5%)。 电感的基本单位是:亨(H)。换算单位为:1H=10³mH=10⁶uH。
4. 晶体二极管
电路板上的元器件标识通常在电路中使用“D”加一个数字来表示晶体二极管。例如:D5代表编号为5的二极管。 二极管的主要特性是单向导电性,即在正向电压作用下,导通电阻非常小;而在反向电压作用下,导通电阻极大或无限大。 由于二极管具有上述特性,因此常被应用于无绳电话中的整流、隔离、电压稳压、极性保护、PCB标识码控制、频率调制和噪声抑制等电路中。
电路板元件识别方法:电路板上二极管的识别非常简单。大多数情况下,低功率二极管的N极(阴极)会在二极管外侧标有彩色圆圈。 有些二极管还使用特殊符号来标示P极(正极),或使用“P”和“N”等标记符号来确定二极管的极性。 发光二极管的正负极可通过引脚长度来识别,长引脚为正极,短引脚为负极。
5.晶体三极管
电路板元件的标识通常在电路中使用“Q'加数字的形式来表示晶体管,例如:Q17代表第17个晶体管。晶体三极管(简称三极管)内部包含两个PN结,是一种具有放大能力的特殊器件。 它分为两种类型:NPN型和PNP型。这两种晶体管在工作特性上可以相互补充。OTL电路中所谓的晶体管对,就是由PNP型和NPN型晶体管配对而成的。
6.齐纳二极管
电路板元件标识中,通常在电路图中使用“ZD’加数字的形式来表示齐纳二极管。 例如:ZD5代表编号为5的齐纳管。齐纳二极管的稳压原理:齐纳二极管的特性在于,一旦击穿,其两端电压基本上会保持不变。 因此,当稳压管接入电路时,即使由于电源电压波动或其他原因导致电路中各点的电压发生波动,负载两端的电压基本上仍保持不变。
故障特征:齐纳二极管的故障主要表现为开路、短路以及稳压值不稳定。在这三种故障类型中,第一种故障会导致电源电压升高;后两种故障则表现为电源电压降至零伏或输出不稳定。
7.可变电容二极管
变容二极管是一种特殊二极管,其设计原理是基于普通二极管内部“PN结”的结电容会随施加的反向电压变化而变化。 变容二极管主要应用于手机或无绳电话中的高频调制电路,用于将低频信号调制为高频信号并进行传输。
在工作状态下,变容二极管的调制电压通常施加在负极上,从而使变容二极管的内部结电容随调制电压的变化而变化。
如何识别电路板上的元器件
识别PCB元器件的第一步:
首先确定印刷电路板。通常这是一种基本的矩形芯片或电路板,颜色多为绿色或蓝色。
识别电路板元件的第二步:
识别其他类型的电路板元件。通常这些元件用于控制和调节整个电源板的电流。包括电阻:带色环的电阻管用于降低电流。电容器和电位器:通常为矩形或圆形,并使用欧姆可变电阻来测量标记。 振荡器:在圆柱体或盒子上标注“X”或“Y”。电气盒(标有字母“K”)和变压器(标有“T”)。以及其他电子元件,如无源元件(带有两根分叉的导线)和传感器(螺旋状部件)。
识别电路板元器件的第三步:
找出电路板上的电池、保险丝、二极管和晶体管。 电池是一个小管状物体,外观类似于小型家用电池。同样,保险丝可能与您家中的保险丝相似。二极管连接在导线上(通常标有“D”字样),看起来像透明或半透明的小管。晶体管则是微小的元件,带有细长的金属引线。
识别电路板元件的第四步:
找到处理器。它们通常是计算机电路板上的小正方形或长方形。在某些情况下,中央处理器(CPU)上可能会标有公司名称。此外,为了防止过热,有时会在处理器下方安装一个小风扇。
识别电路板元件的第五步:
寻找主板电路板。设计人员有时会将小型电路板(尤其是主板)安装在其他位置,例如矩形插槽中。因此,连接线会非常长,尤其是电路板之间的连接线。
识别电路板元件的第六步:
在电路板上找到其他芯片。通常,这些较小的芯片会印在硅片上,位于其他元器件下方。
识别电路板元件的第七步:
请找到连接在电路板上的RAM(随机存取存储器)。电路板可能看起来像一个小巧的灰色盒子,而辅助RAM则是一个细长的矩形芯片。
如何组装电路板元件
在使用完全可运行的电子设备之前,将电子元件连接到印刷电路板是最后一步。简而言之,印刷电路板组装的过程就是电子组件与印刷电路板之间的布线连接。 在PCB的层压铜板上蚀刻出走线或导电路径,以使非导电基板形成电子元件。需要注意的是,电路板的组装与电路板的制造是不同的。 印刷电路板的制造涉及多个工艺流程,包括PCB设计和制作PCB原型。准备好PCB后,将电子元件焊接到板上。只有这样,它才能应用于电子设备或小工具中。电子元件的组装方法取决于电路板本身、电子元件的类型以及电路板的用途。但总体步骤大致相似。
焊膏印刷:
焊膏印刷是PCBA电路板组装的基本步骤。尽管PCB组装类型众多,但这一步骤适用于所有类型。将由薄金属板制成的钢网放置在电路板上,以此确保焊膏仅分布在安装元器件的区域。 随后将焊膏涂布在钢网(模板)上,并将其从电路板上移开。
贴片元件安装:
使用自动化系统可以替代人工或机械方式进行元器件安装。通常在通孔PCB组装中,会采用人工操作。而在表面贴装PCB的组装过程中,则由自动化设备完成操作。自动元器件安装能够实现快速、准确且无差错的工艺流程。
焊接:
进行焊接以连接PCB上的元器件。在处理通孔元器件时,应采用波峰焊接。在此过程中,已安装元器件的PCB将通过加热的波峰焊液。这会使焊球熔化,随后在室温下冷却,使焊膏固化。 此外,当在PCB上安装表面贴装元件时,应采用回流焊接工艺。此时,需将PCB放入加热至500°F的炉中。这样,焊膏就会熔化,并在冷却时与元件紧密结合。
检查:
进行检查和质量测试,以确保设备能够正常运行。这涉及三种不同的检查方法,如下所述。形式多种多样。
- 第一种类型,外观/目视检查:目视检查仅适用于检查焊点连接。通常在检查小批量PCB时采用此方法。
- 第二种是自动光学检测(AOI):AOI设备的高分辨率摄像头可从不同角度对准PCB进行检测。光学检测仅适用于单层或双层PCB的检测,但不适用于多层复杂PCB的检测。
- 第三种类型是X射线检测:在进行涉及多层元器件安装的复杂PCB设计时,应采用X射线检测。此类复杂的PCB难以通过光学方法进行检测。
