Wat is een printkaartassemblage?

Een circuitkaart is een gedrukte printplaat die elektronische componenten bevat. Het assemblageproces bestaat uit verschillende stappen. De eerste stap is het ontwerpen van het circuit. Hiervoor wordt gespecialiseerde software en schematic capture tools gebruikt. Zodra het schema klaar is, is de volgende stap het printen van de printplaat. Het koper wordt dan geëtst en gelamineerd op twee zijden van een niet-geleidend materiaal, dat gebruikt wordt als PCB-substraat.

Assemblage van printplaten

Printplaatassemblage is een complex proces waarbij elektronische componenten op printplaten worden aangesloten. Gedrukte printplaten bevatten geleidende paden die de elektronische componenten met elkaar verbinden. Deze printplaten worden vervolgens op een niet-geleidend substraat gemonteerd. Wanneer de uiteindelijke assemblage klaar is, worden de elektronische componenten gesoldeerd of in de printplaat geplaatst.

Printplaten kunnen enkelzijdig, dubbelzijdig of meerlaags zijn. Enkelzijdige printplaten bestaan uit één koperlaag, terwijl dubbelzijdige printplaten twee lagen hebben. Meerlagige printplaten maken meer componentendichtheid en circuitsporen op de binnenlagen mogelijk. Meerlagige PCB's worden steeds populairder in elektronische componenten en apparaten. Meerlagige PCB's kunnen echter moeilijk te repareren of aan te passen zijn in het veld.

Het PCB assemblageproces begint met een ontwerp. De layout van de componenten op de PCB wordt bepaald door het aantal en de locatie van de koperlagen. PCB's met veel lagen zijn complexer en tijdrovender om te produceren. De keuze van het aantal lagen en het interconnectieontwerp hangt af van het te ontwerpen circuit, aangezien meer lagen de ontwerper meer routingopties en een betere controle over de signaalintegriteit geven, maar meer kosten om te produceren. Assembleurs plaatsen ook componenten op het paneel tijdens het assemblageproces.

Proces voor het assembleren van een printkaart

Het assembleren van een printkaart is een proces waarbij elektronische componenten op een printplaat (PCB) worden aangesloten. Circuitkaartassemblage omvat het fabriceren van de circuits, het plaatsen van de elektronische componenten en ze op hun plaats solderen. Het omvat ook het reinigen van de printplaat en het inspecteren op kwaliteit voor de uiteindelijke assemblage.

Een circuitkaart kan enkel- of dubbelzijdig zijn. Het kan voorzien zijn van zeefdruk die de componenten of testpunten identificeert. Het kan gebruikt worden om elektronische producten aan te sluiten of om de functies van een computer te besturen. Het in elkaar zetten van een printplaat vereist soldeervaardigheden en speciale apparatuur. Je hebt ook een soldeerbout met een fijne punt nodig. Met een fijne punt is het makkelijker om kleine componenten te solderen en de productiesnelheid onder controle te houden. Het is ook belangrijk om de soldeerbout te kalibreren en de printplaat en de componenten voor te verwarmen voor een goede verbinding.

Een printkaart heeft verschillende lagen elektronische componenten die bij elkaar worden gehouden door een PCBA-substraat. Deze PCBA-substraten kunnen gemaakt zijn van koper of andere geleidende materialen. Er wordt ook een laag koper op de printplaat gelamineerd, en soms worden er meerdere lagen gebruikt. Het koper wordt dan bedekt met een soldeermasker, dat de componenten beschermt tegen kortsluiting en corrosie. Vroeger werden schakelingen gevoed door batterijen of gelijkstroom. Later vond Nikola Tesla wisselstroom uit, waarbij de spanning van de stroom kan variëren.

Materialen voor het assembleren van een circuitkaart

Bij het assemblageproces van een printkaart worden verschillende materialen gebruikt. De meest gebruikte is FR-4, een diëlektrisch materiaal. Met koper bekleed laminaat is een ander materiaal dat tegenwoordig veel gebruikt wordt. Met koper bekleed laminaat is een soort plaatmateriaal dat niet-geëtst koper bevat.

De materialen die gebruikt worden bij het assembleren van een printkaart worden gekozen op basis van hun elektrische en thermische eigenschappen. Ze kunnen ook gekozen zijn om te voldoen aan overheidsvereisten. De RoHS-richtlijn (Restriction of Hazardous Substances) van de Europese Unie beperkt bijvoorbeeld het gebruik van bepaalde metalen en chemicaliën. Een andere methode om de prestaties van een materiaal te beoordelen is de UL-classificatie (Underwriters Laboratories). Deze beoordeling is essentieel voor veel elektronische apparaten.

De materialen die gebruikt worden voor het assembleren van een printkaart omvatten een substraat voor ondersteuning en een geleidende laag voor verbinding. Het substraat kan flexibel, geribbeld of zelfs een plaat met metalen kern zijn. Het koper wordt vervolgens op het substraat gelamineerd. Er zijn verschillende lagen koper, afhankelijk van het type PCBA. Tenslotte wordt een soldeermasker aangebracht op het oppervlak van de printplaat om corrosie te voorkomen en het risico van soldeersnelkoppelingen te verminderen.

Kosten voor het assembleren van een circuitkaart

Een printkaart is een plat, dun stuk diëlektrisch materiaal met geleidende paden die elektronische componenten verbinden met bussen op een printplaat. Het assemblageproces van printkaarten heet Circuit Card Assembly (CCA) en bestaat uit het etsen van patronen op het diëlektrische substraat en het toevoegen van elektronische componenten.

De kosten van het assembleren van een printkaart hangen af van een aantal factoren. Een belangrijke factor is arbeid. Een assemblagebedrijf in Noord-Amerika rekent gemiddeld $1.100 per printplaat met een doorlooptijd van drie dagen, terwijl dezelfde hoeveelheid in China slechts $545 kost. Bovendien variëren de arbeidskosten per geografische locatie. In Noord-Amerika kost een printplaat bijvoorbeeld ongeveer $1.100, terwijl dezelfde kaartassemblage in China $550 kost.

Het assemblageproces van printplaten is in hoge mate maatwerk en verhoogt daarom de kosten van de printplaat. Er is echter een middenweg die maatwerk mogelijk maakt zonder het budget te overschrijden. De kosten van PCB assemblage kunnen ook geminimaliseerd worden door gebruik te maken van contract manufacturing partners die kosteneffectieve diensten aanbieden. Bij PCB assemblage komen ook verschillende menselijke processen en geautomatiseerde machines kijken.