Der Prozess der PCB-Montage
Die Leiterplattenmontage bezeichnet den Prozess des Lötens und Zusammenbauen elektronischer Bauteile auf einer Vorformmatte, sowie die Herstellung einer Leiterplatte (PCB). In der Regel wird der Montageprozess der Leiterplatten meist mit spezialisierten Produktionsmaschinen in Massenproduktion oft als PCBA bezeichnet.
Wie ist die Platine also zusammengebaut? Schauen wir uns den Prozess der Leiterplattenmontage an:
1. Auftragen Sie Lötpaste: Zuerst tragen Sie Lötpaste (ein kleines Partikel Lötpaste gemischt mit Flussmittel) auf die Platine auf. Für diese Anwendung verwenden die meisten PCB-Hersteller Schablonen (verschiedene Größen, Formen und Spezifikationen), die nur die richtige Menge Lötpaste auf bestimmte Teile der Platine auftragen können.
2. Platzierung der Bauteile: Im Gegensatz zu früher ist der PCB-Montageprozess in dieser Phase nun vollständig automatisiert. Das Picken und Platzieren von Teilen, wie zum Beispiel Flächenmontagekomponenten, wird nun manuell von robotischen Pick-and-Place-Maschinen durchgeführt. Diese Maschinen platzieren die Komponenten präzise in vorgeplante Bereiche des Spielbretts.
3. Reflow: Mit der Lötpaste und allen oberflächenmontierten Komponenten ist es entscheidend, die Lötpaste auf die richtigen Spezifikationen auszuhärten, um die PCB-Komponenten richtig zu befestigen. Dies ist dieser relevante Teil des PCB-Montageprozesses – das Reflow-Löten. Dazu werden die Komponenten mit der Lötpaste und die darauf befindlichen Komponenten durch ein Förderband geführt, das durch einen industriellen Reflow-Ofen führt. Ein Heizer im Ofen schmilzt das Lot in der Lötpaste. Nach Abschluss des Schmelzens werden die Komponenten erneut durch ein Förderband bewegt und einer Reihe von Kühlerheizern ausgesetzt. Der Zweck dieser Kühler ist es, das geschmolzene Lot zu kühlen und es erstarren zu lassen.
4. Inspektion: Nach dem Reflow-Prozess sollte die PCB überprüft werden, um ihre Funktionalität zu überprüfen. Diese Stufe hilft, schlechte Verbindungen, fehlplatzierte Bauteile und Kurzschlüsse zu identifizieren, die durch die ständige Bewegung der Platine während des Rückflusses verursacht werden. PCB-Hersteller verwenden mehrere Inspektionsschritte, wie manuelle Inspektion, automatisierte optische Inspektion und Röntgeninspektion, um die Funktionsfähigkeit der Platine zu überprüfen, Lötzinn von geringerer Qualität zu identifizieren und mögliche Fallstricke zu identifizieren. Nach Abschluss der Inspektion trifft das Montageteam eine entscheidende Entscheidung. Platinen mit mehreren funktionalen Fehlern werden in der Regel verworfen; bei kleineren Fehlern hingegen wird die Platine erneut zur Überarbeitung geschickt.
5. Durch-Loch-Bauteil-Einführung: Bestimmte Leiterplattentypen erfordern, dass Durch-Loch-Bauteile zusammen mit regulären SMD-Bauteilen eingesetzt werden. Diese Stufe ist dem Einfügen solcher Komponenten gewidmet. Dazu werden durchgehende Löcher geschaffen, durch die PCB-Bauteile Signale von einer Seite der Platine zur anderen weiterleiten. Das Durch-Loch-Einführen der Leiterplatte erfolgt üblicherweise durch manuelles oder Wellenlöten.
6. Endinspektion: Jetzt ist die Zeit für die zweite Inspektion. Hier wird eine zusammengebaute Platine funktional getestet oder eine Leiterplatte gründlich inspiziert, um ihre elektrischen Eigenschaften einschließlich Spannung, Strom oder Signalausgang zu überwachen. Heutige Hersteller nutzen eine Vielzahl fortschrittlicher Testgeräte, um den Erfolg oder Misserfolg fertiger Platinen zu bestimmen.
7. Reinigung: Da der Lötprozess eine große Menge Flussmittelrückstände in der Leiterplatte hinterlässt, ist es entscheidend, die Bauteile gründlich zu reinigen, bevor die endgültige Platine an den Kunden geliefert wird. Waschen Sie dazu die PCBs in deionisiertem Wasser. Nach dem Reinigungsvorgang verwenden Sie Druckluft, um das Board gründlich zu trocknen. Die Leiterplattenbaugruppe ist nun für die Kundeninspektion bereit.