Hvad er PCB-fremstilling?

FR-4

FR-4 er det mest almindelige substrat, der bruges i PCB-fremstilling. Det er fremstillet af en glasdug, der er imprægneret med en hybrid epoxyharpiks. Det har fremragende elektriske, mekaniske og termiske egenskaber, hvilket gør det til et populært valg til en lang række anvendelser. Typiske anvendelser af FR-4 PCB omfatter computere, kommunikation og rumfart. Materialet er let at arbejde med og giver designerne en række fordele.

FR4 er et ideelt materiale til multilag med høj densitet. Dets fordele omfatter lave ekspansionshastigheder og høj termisk modstand. Det er et godt valg til anvendelser, hvor temperaturen overstiger 150 grader celsius. Det er også kendt for sin lette forarbejdning og sine elektriske egenskaber.

FR-6

FR-4 er et billigt, flammehæmmende industrilaminat, der har et papirsubstrat og et phenolharpiksbindemiddel. Det er et almindeligt valg til printkortlaminater. Det er også billigere end vævede glasstoffer. Dens dielektriske konstant er 4,4 til 5,2 ved frekvenser under mikrobølger og falder gradvist ved højere frekvenser.

PCB-fremstilling kræver en række forskellige substrater. De mest almindelige materialer er FR-4 og FR-6. Andre almindelige materialer omfatter G-10, aluminium og PTFE. Disse materialer bruges på grund af deres mekaniske og elektriske egenskaber og kan støbes, så de passer til specifikke specifikationer.

FR-4 bruges i PCB-fremstilling på grund af dets lave pris og alsidighed. Det er en elektrisk isolator med høj dielektrisk styrke og et højt forhold mellem styrke og vægt. Det er også et letvægtsmateriale og modstår fugt og ekstreme temperaturer. FR-4 bruges typisk til PCB'er med et enkelt lag.

FR-8

Der er flere forskellige materialer, der bruges til PCB-fremstilling. Hvert materiale har forskellige egenskaber, og et forskelligt sæt egenskaber kan påvirke printkortets ydeevne. Generelt klassificeres PCB'er i tre forskellige klasser, klasse 1 og klasse 2. Klasse 1-PCB'er har begrænset levetid, klasse 2-PCB'er har forlænget levetid, og klasse 3-PCB'er har høj ydeevne efter behov, og klasse 3-PCB'er kan ikke tåle fejl.

Det første trin i PCB-fremstillingen er at designe printkortet. Dette gøres typisk ved hjælp af et computerprogram. En sporbreddeberegner er nyttig til at bestemme tykkelsen af de forskellige lag, såsom det indre og det ydre lag. De indre og ydre lag printes typisk med sort blæk for at indikere ledende kobberbaner og kredsløb. I nogle tilfælde bruges en farve til at angive komponenternes overfladefinish.

FR-4 + FR-4 + FR-4

FR-4 er et almindeligt substrat, der bruges i PCB-fremstilling. Det består af glasvæv, der er imprægneret med en hybrid epoxyharpiks. Dets fremragende elektriske, termiske og mekaniske egenskaber gør det til et ideelt materiale til printkort. Disse plader bruges i en række forskellige brancher, herunder computere, kommunikation, rumfart og industriel kontrol.

Når du vælger et printkortmateriale, skal du overveje, hvor meget fugt printkortet kan absorbere. Fugtabsorption er et mål for, hvor meget fugt en printplade kan indeholde uden at blive nedbrudt. FR4 har en meget lav fugtabsorption med et gennemsnit på 0,10% efter 24 timers nedsænkning. På grund af den lave fugtabsorption er FR4 et ideelt valg til PCB-fremstilling.

Mens FR4 ikke er et enkelt materiale, er det en gruppe af materialer, der er udpeget af National Electrical Manufacturers Association (NEMA). FR4-printkort er typisk sammensat af en terafunktionel epoxyharpiks og vævet glasfiberdug med fyldstof. Denne kombination af materialer giver en overlegen elektrisk isolator og høj mekanisk styrke. FR4-printkort bruges inden for en række områder og er blandt de mest almindelige printkort i mange brancher.

Hvad er PCB-montage?

PCB-montage er en kompleks proces, der involverer opbygning af printkort. Kredsløbskort er typisk lavet af plastik og kræver en høj grad af præcision. Samlingsprocessen udføres ofte i hånden. Nogle printkort er dog så komplicerede, at det kræver en maskine at håndtere dem. Denne proces kan være dyr og tidskrævende.

Montering af printkort

Montering af printkort er en vigtig proces i fremstillingen af elektroniske enheder. Det er en proces, hvor printkort placeres på et ikke-ledende substrat. Derefter fastgøres komponenterne til printkortet. Afhængigt af typen af printkort og dets anvendelse anvendes der forskellige processer.

En af de vigtigste faktorer ved PCB-montage er komponenternes fodaftryk. Sørg for, at fodaftrykket matcher databladet nøjagtigt. Ellers vil komponenten blive placeret forkert og modtage ujævn varme under lodningsprocessen. Desuden kan et forkert fodaftryk få komponenten til at klæbe til den ene side af printkortet, hvilket ikke er ønskeligt. Desuden kan det forkerte landmønster give problemer, når man bruger passive SMD-komponenter. For eksempel kan bredden og størrelsen af de spor, der forbinder pads, påvirke loddeprocessen.

Processen med PCB-montage starter med at printe et printkortdesign på kobberbelagt laminat. Herefter ætses det eksponerede kobber for at efterlade et mønster. Når komponenterne er placeret, lægges printkortet på et transportbånd. Når printpladen er placeret i en stor over, gennemgår den reflow-lodning. Reflow-lodning er et vigtigt trin i PCB-montagen. Reflow-processen indebærer, at printkortet placeres på et transportbånd og derefter anbringes i et opvarmet kammer. I løbet af denne tid smelter og krymper loddetinnet.

Teknikker

Der findes flere forskellige teknikker til PCB-montage. En af disse teknikker er automatiseret optisk inspektion, hvor en maskine med kameraer undersøger printpladerne fra forskellige vinkler og opdager eventuelle fejl. En anden teknik er visuel inspektion, som involverer en menneskelig operatør, der kontrollerer printpladerne manuelt. Disse teknikker er nyttige til printkort, der fremstilles i små mængder, men de har deres begrænsninger.

At orientere delene i samme retning er en anden teknik til at gøre PCB-montageprocessen hurtigere og nemmere. Denne metode er med til at minimere risikoen for, at komponenterne krydser hinanden, hvilket kan føre til loddeproblemer. En anden teknik er at placere kantkomponenterne først. Grunden til dette er, at det guider layoutet af indgangsforbindelserne på printkortet.

Omkostninger

Omkostningerne ved PCB-montage varierer meget fra virksomhed til virksomhed. Det skyldes, at de grundlæggende materialer, der bruges til at fremstille printkort, er dyre. Derudover vil nogle virksomheder tage meget mere end andre for de samme PCB-montagetjenester. Kvaliteten af det færdige produkt forbliver dog upåvirket. Så hvis du ikke har råd til de høje omkostninger ved PCB-montage, kan du altid se dig om efter billigere alternativer.

Omkostningerne ved PCB-montage afhænger af mængden af PCB'er, du skal have samlet. Ordrer med lav volumen vil medføre højere omkostninger, mens mellemstore ordrer vil medføre lavere omkostninger. Desuden vil kvaliteten af det design og de komponenter, der bruges i PCB-montageprocessen, også spille en rolle i bestemmelsen af de samlede omkostninger.

Ulemper ved manuel pcb-montage

Manuel PCB-montage er en arbejdskrævende proces, der kræver dygtige teknikere. Det tager også meget tid og har stor risiko for menneskelige fejl. Af denne grund anbefales manuel samling ikke til store PCB-samleprojekter. Det er heller ikke en ideel løsning til nogle komponenter, såsom fine-pitch pins og tætte SMT-dele.

En anden ulempe ved manuel PCB-montage er den manglende automatisering. Selv de mest erfarne hænder vil have svært ved at opnå samme præcision som en maskine. Det er også svært at opnå en ensartet og restfri lodning. Resultatet er, at håndlavede printkort har en uensartet kvalitet. Desuden er mindre komponenter sværere at montere i hånden.

In-Circuit test

In-Circuit testing (ICT) er en proces, hvor printkortet gennemgår en række trin for at sikre, at alle komponenter sidder korrekt. Det er en meget nyttig test, men den har nogle begrænsninger, f.eks. begrænset testdækning. Nogle PCB-komponenter er for små til denne metode, eller har et stort antal komponenter. Ikke desto mindre kan denne metode give en høj grad af tillid til printkortets byggekvalitet og dets funktionalitet.

PCBA'er kan testes på mange forskellige måder, herunder in-circuit test, som bruger elektriske prober, der er fastgjort til specifikke punkter på printkortet. Proberne kan opdage komponentfejl såsom løft, forskydninger eller dårlig lodning. De kan også måle spændingsniveauer og modstand samt andre relaterede faktorer.