Montagem de PCB – Como ser mais profissional

As placas de circuito impresso são a força motriz por trás de uma ampla gama de eletrônicos. Você pode encontrá-los em calculadoras simples e sistemas militares e de satélite avançados. No entanto, você sabe como montar um PCB? Você conhece as etapas envolvidas no processo? Não há necessidade de se preocupar se você não fizer isso! Criamos este guia detalhado sobre a lista de materiais (BOM) de um PCB para ser instalado a bordo. Montagem de PCB para conhecer tudo o que você precisa sobre o processo. Então você pode montar sua PCB e dar vida ao seu projeto.

Este guia explorará o processo de montagem de PCB e as diferentes tecnologias usadas.

A montagem das placas de circuito impresso

O conjunto da placa de circuito impresso está montando ou colocando componentes eletrônicos que dão à placa sua funcionalidade. Técnicas manuais e automáticas podem montar os componentes eletrônicos e, em seguida, eles são soldados no lugar.

Um conjunto de placa de circuito impresso ou PCBA. Ajudaria se você não confundisse com a fabricação de placas de circuito impresso (PCB), que produz e cria protótipos. Abrange a instalação de componentes eletrônicos durante o processo de montagem. O Conjunto da Placa de Circuito Impresso) é a placa apresentada depois que todas as peças e peças são soldadas e instaladas corretamente.

Diferentes tecnologias podem ser usadas para montar um PCB, incluindo processos SMT e THT. Vamos explorá-los em detalhes no capítulo 4, mas por enquanto, vamos dar uma olhada em um projeto de PCB.

Design e fabricação de circuitos impressos

Usando esquemas, você pode usar uma solução Computer-Aided Design (CAD) para projetar PCBs. De acordo com o projeto, os arquivos de projeto ou arquivos Gerber são então entregues ao fabricante que produz ou monta o PCB.

O projeto básico de PCBs inclui-

Substrato: O material base de um PCB é conhecido como substrato. É o que torna a prancha rígida e durável.

Cobre: Cada lado funcional do PCB é aplicado com uma fina camada de cobre condutora. O número de lados exigirá uma camada de cobre, dependendo se a placa é de um lado ou de dois lados.

Máscara de solda: A substância de cor verde nos PCBs deve-se à aplicação da máscara de solda. Ele fornece isolamento aos traços de cobre para que eles não entrem em contato com componentes condutores.

Serigrafia: Use uma tela branca como a última camada do PCB. Ele contém os rótulos de diferentes componentes em símbolos e caracteres.

PCBs também podem ser de três tipos-

• PCB rígido feito de material sólido, como fibra de vidro
• PCB flexível feito de materiais dobráveis, como Kapton
• PCB Metalcore feito de metalcore

O próximo capítulo descobrirá o processo de montagem da placa de circuito impresso.

Processo de montagem de placas de circuito impresso

3.1 Ferramentas necessárias

Você precisará de um número mínimo de ferramentas se planeja soldar sua PCB manualmente. As coisas para organizar incluem-

• Ferro de solda ou estação de solda
• Fluxo de solda
• Alicates
• Cortadores de fio
• Chave de fenda
• Voltímetro/medidor de OHM

3.2 Montagem de PCB —Equipamento de solda

Você pode escolher entre uma ampla gama de equipamentos de solda para montagem manual de placas de circuito impresso. Os mais simples ligam direto na tomada e não têm muitas opções de controle de temperatura. Você deve selecionar um ferro de solda de 15 a 30 watts para sua montagem de PCB.

Os ferros de solda controlados por termostato podem ser adequados, pois vêm com opções para controlar a temperatura. Alguns têm mostradores para controlar a temperatura, enquanto outros usam uma ponta magnetizada com uma temperatura específica.

Ajudaria se você escolhesse um ferro de solda com pontas substituíveis de tamanhos diferentes. Os bônus começam a magnetizar à medida que você aumenta o fluxo de corrente, fazendo com que a temperatura suba. Quando o magnetismo diminui, o calor também diminui.

Você também pode precisar de uma estação de solda de ar quente que use ar quente para derreter a solda.

3.3 Tipos de solda

Você encontra no mercado diversos tipos de solda e escolhe de acordo com a finalidade e aplicação do seu projeto. Existem três tipos de solda usados ​​para eletrônicos -

• Solda de liga de chumbo
• Soldadura sem chumbo
• Solda de liga de prata

Solda de liga de chumbo

As soldas são feitas de uma combinação de chumbo e estanho e também podem conter vestígios de outros metais. É responsável por dar à solda uma temperatura de fusão mais baixa, o que é significativo, pois a maioria dos eletrônicos é sensível ao calor.

As soldas de liga de chumbo são definidas pela razão entre o peso do estanho seguido pelo peso do chumbo. Por exemplo, poderia ter um saldo de 60:40 ou 63:37 - o primeiro número representa a quantidade de contêiner enquanto o segundo se refere à quantidade de chumbo.

Você pode usar os dois tipos de solda para aplicações eletrônicas típicas. A liga 63:37 pode efetivamente se transformar em estado líquido e ajuda a evitar juntas de solda fria.

As ligas à base de chumbo são usadas como padrão na indústria eletrônica, mas podem ter consequências para a saúde.

Ligas sem chumbo

Você pode encontrar ligas sem chumbo, como a 96,5:3:0,5, que tem 96,5% de estanho, 3% de prata e 0,5% de cobre. As ligas sem chumbo são mais caras do que as ligas à base de chumbo e têm uma temperatura de fusão mais alta.

As ligas sem chumbo criam juntas de solda mais fortes, embora possam ser frágeis.

Solda de liga de prata

As soldas podem ou não conter chumbo. A prata foi usada pela primeira vez em soldas para criar juntas de solda mais robustas e duráveis. As soldas de liga de prata tendem a ser mais caras do que as ligas à base de chumbo e sem chumbo.

3.4 Montagem de PCB —Técnica de Soldagem Adequada

Processo de montagem de PCB. Você tem que ter a ajuda de métodos de solda várias vezes durante a montagem da placa de circuito impresso. Ajudaria se você usasse técnicas de soldagem adequadas para obter produtos finais da mais alta qualidade possível. Aqui vamos dizer-lhe como você pode usar técnicas de soldagem apropriadas durante a lista de materiais (BOM) de um PCB para ser instalado a bordo.

A maneira correta de soldar é aquecer as superfícies que irão soldar além do ponto de fusão da solda. Permite que a solda flua livremente sobre as superfícies. Ajudaria se você também controlasse a quantidade de solda, certificando-se de não usar muito.

Você também deve garantir que a superfície seja aquecida o suficiente para evitar juntas de solda frias. Isso acontece quando você usa muito pouco calor na superfície e a solda não pode se mover livremente.

O restante do processo de soldagem é realizado automaticamente por máquinas. A solda de refluxo usa uma série de aquecedores e aquecedores frios para derreter e solidificar a solda e torná-la firme.

Você deve garantir que as temperaturas estejam ajustadas corretamente na máquina de solda por refluxo. Ele precisa aquecer até 250 graus Celsius para derreter a solda.

A técnica de soldagem manual pode ser necessária ao lidar com componentes THT. Você tem que colocar as peças à mão e depois soldar o fio ou fio extra do outro lado da placa. Isso deve ser feito com cuidado para que a solda ou o fluxo não toque nos diferentes componentes e apenas no lugar certo.

Pode ser complexo ou desafiador soldar PCBs se você for totalmente novo no trabalho. Ajudaria se você praticasse primeiro em alguns projetos pequenos e depois experimentasse a solda de PCB depois de se tornar habilidoso. Ajudaria se você também tomasse cuidado para não inalar a fumaça proveniente do fluxo na solda.

Agora vamos conferir as diferenças entre os processos usados ​​para montar PCBs.

Diferenças no processo de montagem de placas de circuito impresso

Você pode usar diferentes tecnologias para montar os componentes eletrônicos em um PCB. Os principais métodos incluem a tecnologia Thru-Hole (THT), a tecnologia de montagem em superfície (SMT) e a tecnologia mista.

Discutiremos as principais diferenças e o processo de SMT). Isso tornará mais fácil para uma máquina de coleta e colocação escolher e colocar facilmente os componentes na PCB (montagem da PCB para cada método.

Thr Tecnologia ough-Hole (THT)

O método THT de montagem de PCB é usado para componentes eletrônicos que vêm com um fio ou chumbo. O PCB vem com furos para encaixar as peças. A carga extra que passa pelos furos é soldada no lado oposto da placa.

THT é usado para componentes significativos, como bobinas e capacitores. Ele também é usado para outras peças de passagem ou PTH chapeadas que passam pelo orifício de passagem chapeado do PCB. Vários componentes da PCB usam os orifícios na placa para transferir sinais de um lado para o outro da PCB. Por esse motivo, você não pode confiar na pasta de solda que passará pelos orifícios.

Montagem de PCB–Processo de montagem

A montagem THT usa processos manuais e automáticos para colocar os componentes no PCB. Proceda da seguinte forma -

1. Montagem de PCB —Colocação de componentes

Engenheiros elétricos colocam manualmente os componentes na PCB de acordo com as especificações. Tem que ser feito de forma rápida e precisa com total conformidade com os padrões de operação ou regulamentos do processo de montagem THT para um funcionamento adequado.

Por exemplo, é essencial definir a orientação e a polaridade dos componentes eletrônicos para que os elementos operacionais não os afetem.

2. Montagem de PCB —Exame e correção

Você precisa verificar se todos os componentes eletrônicos no PCB foram colocados com precisão. Isso pode ser feito automaticamente com o uso de um quadro de transporte. Os engenheiros podem corrigir rapidamente quaisquer erros ou enganos se você os encontrar.

3. Soldagem por Onda

Esses componentes eletrônicos devem ser soldados à placa nesta etapa. Você pode fazer isso manualmente, mas pode ser usado um processo muito mais eficiente e automatizado, chamado de soldagem por onda.

A PCB é colocada em uma esteira transportadora que a transporta para dentro de um forno especial que contém solda fundida em altas temperaturas. A solda é aplicada na parte inferior da placa, que cobre todos os pinos de uma vez.

Os componentes eletrônicos são conectados com todas as conexões de cabos ou fios à placa.

Tecnologia de montagem em superfície (SMT)

WellPCB, temos profissionais e especialistas com as habilidades certas para dar vida às suas necessidades de PCB. Oferecemos montagem de PCB para fabricação de PCB (SMT permite acelerar o processo de produção, mas há maiores chances de defeitos. SMT é a colocação ou montagem automática de componentes eletrônicos em um PCB. Por esse motivo, o método também emprega detecção de falhas para criação de produtos funcionais.

Os componentes elétricos montados com SMT são menores que os componentes PTH e podem ou não ter cabos. Às vezes, eles vêm com pinos, contatos planos ou terminações em seu corpo.

Processo de montagem

1. Montagem de PCB —Aplicando solda

Você tem que usar uma impressora de pasta de solda para aplicar solda ao PCB. Uma tela de solda ou estêncil é usada para garantir a aplicação adequada da solda em pontos válidos onde os componentes eletrônicos serão colocados.

É crucial ter um processo de impressão de pasta de solda eficiente, pois afeta diretamente a qualidade da solda. Um inspetor de solda é usado para encontrar quaisquer defeitos na qualidade da impressão da pasta de solda. Se houver algum erro no local, a solda é lavada para uma segunda impressão.

Para defeitos menores, um retrabalho pode ser suficiente.

2. Colocando componentes

Uma máquina pick-and-place é usada para montar os componentes eletrônicos após a impressão da solda. O motor monta automaticamente o IC ou componentes através de carretéis de componentes. As bobinas dos componentes são responsáveis ​​por alimentar os detalhes na máquina, que são então fixados na placa de circuito impresso.

3. Montagem de PCB —Soldagem por refluxo

Esta etapa usa um forno especializado para endurecer a pasta de solda para fixar os componentes da placa com firmeza. A PCB é transportada dentro de uma série de aquecedores que aumentam a temperatura da placa para 250 graus Celsius. A alta temperatura derrete a solda na placa.

Em seguida, o PCB passa por uma série de aquecedores mais excelentes, que reduzem a temperatura e ajudam a solda a endurecer. Isso adere todos os componentes eletrônicos firmemente ao PCB.

Montagem de PCB – Tecnologia Mista

Os produtos eletrônicos aumentaram em complexidade, exigindo diferentes componentes eletrônicos em PCBs na era moderna. Você encontrará o uso das tecnologias THT e SMT em um único PCB que contém detalhes de montagem em superfície e furos passantes.

A tecnologia mista é usada nos seguintes casos-

Montagem mista de lado único

In single side mixed assembly, the usual solder paste printing process is carried out first. Then the surface-mounted components are placed, followed by reflow soldering.

Then you have to place the THT components and carry out wave soldering. You can also go for manual soldering if you use a small number of THT components.

One Side THT and One Side SMT

First, you need to apply the surface mount adhesives and then mount the SMT components. Then you have to place them in the oven for solidification, followed by flipping.

Then you have to mount the THT components and perform wave soldering. This assembly process requires high cost because of the use of an increased amount of adhesives.

Double Side Mixed Assembly

It is a complicated and lengthy process where SMT components are placed after solder paste printing. Then you have to use adhesives for placing the SMT components on the other side, followed by solidification.

Next, the THT components are mounted, ending with wave soldering. You can also carry out the process without using adhesives but need to use heating three times, resulting in decreased efficiency.

The following chapter will determine how a PCB is tested to ensure its functionality and quality.

Printed Circuit Board Assembly Testing

You will need to run various tests to determine the functionality of your PC assembly. It starts with the DFM check, which involves checking the design specifications of a PCB for missing or problematic features.

The next test for functionality is carried out after the surface-mounted components are placed and soldered. The board is tested for its connections and shorts, which can occur if inappropriate links have occurred.

Manually inspect the PCB after the reflow process. It can be helpful in a small batch of PCBs but is not feasible for large-scale production. An automatic optical inspection machine is also used to test the PCBs using advanced cameras.

The machine can detect low-quality solder by analyzing the way they reflect light.

One of the less conventional methods used for highly complex or multi-layered PCB involves X-ray inspection. The X-ray provides visuals of all the layers and can help find hidden problems from plain eyesight.

After the assembly process is over, a final inspection and functionality test are carried out. You can find out different aspects through the trial, such as signal output, current, and voltage. You can determine the electrical characteristics of the PCB through simulated signals.

PCB Assembly–Conclusion

This will make it easy for a pick and place machine to easily pick and place the components on the PCB (PCB assembly can be a complicated process or a simple one depending on the number of electronic components you are using and their types. The best way to assemble a PCB is to specialize in maintaining all specifications and standards.

You can contact us for printed circuit board assembly and high-quality end products quickly passing the function tests. We will ensure that the PCBs are assembled as per your design and instructions to deliver the best results.