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批量PCBA加工需要用到哪些加工設(shè)備?

發(fā)布時(shí)間 :2020-04-03 17:21 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA加工部
      我們都知道只有幾片樣板的時(shí)候,可以使用手工焊接,而批量PCBA加工則需要用到PCBA組裝生產(chǎn)線。那么PCBA組裝生產(chǎn)線都會(huì)用到哪些設(shè)備呢?接下來深圳PCBA廠家-深圳宏力捷電子為大家介紹下。
 
      在PCBA組裝中,有4個(gè)主要階段的SMT或使用回流焊的表面貼裝技術(shù)組裝,就是設(shè)置貼裝應(yīng)用程序,自動(dòng)組件放置,焊接和檢查(如果需要,還可以進(jìn)行測(cè)試)。PCBA組裝所需的基本設(shè)備包括:
 
1. 錫膏印刷機(jī)
2. 焊膏檢查(SPI)機(jī)
3. 點(diǎn)膠機(jī)
4. 貼片機(jī)
5. 回流焊機(jī)
6. 波峰焊機(jī)(用于通孔組件)
7. 自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)機(jī)
8. 在線測(cè)試(ICT)治具
9. 功能驗(yàn)證測(cè)試(FVT)裝置
 

階段1:貼裝應(yīng)用

1.錫膏印刷機(jī)
      PCBA組裝的第一步是將焊膏涂到板上。錫膏是由微小的金屬合金混合物制成的灰色粘膠。通常是錫,鉛和銀。可以將其視為將完成的電路板粘合在一起的膠水。沒有它,組件將不會(huì)粘在裸板上。
 
焊膏(左),PCB模板激光切割孔(右)
焊膏(左),PCB模板激光切割孔(右)
 
      在涂膏之前,將PCB模板放在板上。PCB模板是一種不銹鋼板,具有小小的激光切割孔,這些焊劑僅可將焊錫膏施加到組件接觸最終將位于成品PCB上的電路板區(qū)域,即SMD焊盤。
 
錫膏印刷機(jī)的運(yùn)行

錫膏印刷機(jī)的運(yùn)行
 
      在施加焊膏期間,PCB模板和PCB在自動(dòng)焊膏打印機(jī)中被鎖定到位。然后,刮刀將無鉛錫膏以精確的量涂在焊盤上。然后,機(jī)器在模板上拖動(dòng)刀片,以將漿糊均勻地鋪展并沉積在所需區(qū)域中。除去模板后,焊膏將恰好在我們希望的位置(希望如此)。
 
2.焊膏檢查(SPI)機(jī)
 
錫膏檢查機(jī)
 
錫膏檢查機(jī)
 
      眾多行業(yè)研究指出,高達(dá)70%的SMD焊接問題可追溯到不正確或不合格的焊膏印刷。因此,下一步是檢查焊膏是否正確印在板上。盡管采用良好的焊膏印刷方法通常足以滿足小批量PCB的需求,但在批量生產(chǎn)大量PCB時(shí)應(yīng)考慮使用SPI,以避免較高的返工成本。
 
      SPI機(jī)器利用能夠捕獲3D圖像的攝像頭,通過焊錫量,對(duì)齊方式和高度等因素來評(píng)估焊錫膏的質(zhì)量。然后,機(jī)器可以迅速識(shí)別出不合適的焊錫量或?qū)R不正確,從而使制造商可以迅速發(fā)現(xiàn)不良的焊錫膏印刷并糾正問題。與自動(dòng)光學(xué)檢查(稍后會(huì)詳細(xì)介紹)一起使用時(shí),這可使制造商有效地監(jiān)視和控制焊料印刷過程,從而降低返工成本,并能更高效地生產(chǎn)高質(zhì)量PCB。
 

階段2:自動(dòng)化元件放置

3.點(diǎn)膠機(jī)
 
涂膠機(jī)
 
涂膠機(jī)
 
      在放置元件之前,點(diǎn)膠機(jī)將膠點(diǎn)施加到將要放置元件主體的PCB上,以將其固定到位,直到引線和觸點(diǎn)被焊接為止。這對(duì)于波峰焊很重要,在波峰焊中,波峰可能會(huì)移走較大的組件,或者對(duì)于雙面波峰焊或回流焊,以防止組件掉落。
 
4.貼片機(jī)
貼片機(jī)
 
      貼片機(jī)器可能是整個(gè)裝配線中最令人著迷的機(jī)器。顧名思義,拾放機(jī)將組件拾起并將它們放在裸板上。傳統(tǒng)上,PCBA組裝過程的這一階段是手工完成的,在此階段,人們會(huì)用鑷子費(fèi)力地挑選和放置組件。但幸運(yùn)的是,如今的PCB制造商已使用拾取和放置機(jī)器使這一步驟自動(dòng)化,因?yàn)闄C(jī)器比人類更精確并且可以全天候工作。
 
      貼裝機(jī)吸取SMT組件,并將它們準(zhǔn)確地放置在焊膏頂部的預(yù)編程位置。它們以閃電般的速度墜落,機(jī)器輕松達(dá)到每小時(shí)30,000個(gè)零件的速度。由于機(jī)器以有序但幾乎瘋狂的方式放置零件,因此觀看和放置機(jī)器的工作無疑是最有趣的觀看!
 
用來吸取零件的小吸盤(左),自動(dòng)機(jī)械臂將零件迅速向下扔(右)
用來吸取零件的小吸盤(左),自動(dòng)機(jī)械臂將零件迅速向下扔(右)
 
第三階段:焊接
5.回流焊機(jī)
 
回流焊機(jī)
 
回流焊機(jī)
 
      回流焊接是PCBA組裝中使用最廣泛的焊接技術(shù)。一旦板上完全裝有組件,組件就沿著傳送帶移動(dòng)通過一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的巨型烤箱(稱為回流焊接機(jī))。PCB板在嚴(yán)格控制的溫度下穿過各個(gè)區(qū)域,以使焊膏穩(wěn)定地熔化和硬化,從而在組件及其各自的焊盤之間形成牢固的電連接。
 
6.波峰焊機(jī)
波峰焊機(jī)
 
      波峰焊機(jī)之所以得名,是因?yàn)镻CB必須經(jīng)過一波熔化的焊料才能焊接組件。在波峰焊過程開始時(shí),會(huì)應(yīng)用所謂的助焊劑層來清潔所有組件觸點(diǎn)和焊盤,以確保焊料能夠正確粘附。施加助焊劑后,將板預(yù)熱以防止熱沖擊。最后,在熔化的焊料罐中建立焊錫波,然后將PCB穿過,使板的下側(cè)與焊錫波接觸,從而在組件的引線之間或與它們各自的孔和引線的觸點(diǎn)之間形成連接。護(hù)墊。
 
      但是,與回流焊相比,波峰焊在當(dāng)今的PCBA組裝中使用不廣泛,因?yàn)楹笳咴诤附赢?dāng)今使用的具有表面貼裝元件的板上的精細(xì)特征方面要有效得多。結(jié)果,波峰焊以及最近的選擇性波峰焊方法被用于組裝通孔部件。
 

階段4:檢查

7.自動(dòng)化光學(xué)檢查(AOI)
      現(xiàn)在電路板已完全組裝好,現(xiàn)在可以進(jìn)行檢查和測(cè)試了。隨著PCB板復(fù)雜度的增加,自動(dòng)光學(xué)檢查比以往任何時(shí)候都更加重要。盡管您仍然可以用肉眼斜視和發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,但是手動(dòng)檢查根本無法有效地進(jìn)行批量生產(chǎn),因?yàn)椴僮鲉T很快就會(huì)感到疲倦,并且錯(cuò)誤很容易被忽略。測(cè)試PCBA是PCBA制造中的關(guān)鍵步驟,以避免昂貴的再制造費(fèi)用和材料浪費(fèi)。AOI系統(tǒng)用于在生產(chǎn)過程中及早發(fā)現(xiàn)問題,并允許對(duì)過程進(jìn)行修改或?qū)蝹€(gè)板進(jìn)行糾正。
 
      使用光學(xué)方法檢測(cè)缺陷,AOI系統(tǒng)可以執(zhí)行以前由人類完成的檢查,但速度和準(zhǔn)確性要高得多。AOI機(jī)器使用高清攝像頭捕獲電路板的表面并建立圖像以進(jìn)行分析。然后,將捕獲的圖像與正確參考板的圖像進(jìn)行比較,以識(shí)別各種缺陷,從不正確和缺失的組件到短路和劃痕。
 
8.在線測(cè)試(ICT)–釘床
 
使用“釘床”夾具進(jìn)行在線測(cè)試
 
使用“釘床”夾具進(jìn)行在線測(cè)試
 
      在線測(cè)試(ICT)階段使用指甲鉗固定裝置進(jìn)行,是快速測(cè)試組裝的PCB板功能的最廣泛認(rèn)可的方法之一。由于測(cè)試臺(tái)與折磨裝置的異常相似,因此以真實(shí)的指甲床命名,測(cè)試夾具由一系列彈簧加載的彈簧針組成,這些彈簧針排列成使得每個(gè)針與PCB電路中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)接觸。每個(gè)完成的電路板都放在這些引腳的頂部并向下壓,可以通過PCB上的數(shù)百個(gè)測(cè)試點(diǎn)快速建立接觸。通過這些測(cè)試點(diǎn),夾具可以快速將測(cè)試信號(hào)傳入和傳出PCB,以評(píng)估其性能并檢測(cè)電連續(xù)性或短路的中斷。
 
      在釘床上進(jìn)行過測(cè)試的PCBA可能會(huì)由于引腳的尖銳尖端而從焊接連接上看到的小凹痕中得到證明。因此,當(dāng)您的PCBA出現(xiàn)小凹痕時(shí),不要驚慌!這是值得慶祝的原因,因?yàn)檫@表明您的制造商已正確進(jìn)行了測(cè)試以確保您的電路板完好無損。
 
 深圳宏力捷電子的ICT設(shè)備
深圳宏力捷電子的ICT設(shè)備
 
9.功能驗(yàn)證測(cè)試(FVT)
功能驗(yàn)證測(cè)試(FVT)
 
      功能驗(yàn)證測(cè)試(FVT)是最終步驟,可在發(fā)貨之前為完成的PCB提供通過或不通過的決定。到這個(gè)時(shí)候,我們不再只是測(cè)試物理缺陷,例如焊橋或墓碑。取而代之的是,加載了軟件,并且我們正在測(cè)試該板在將其用于客戶想要的任何應(yīng)用中時(shí)是否能夠正常工作。
 
      FVT通常通過將PCB通過其連接器或測(cè)試點(diǎn)與PCB連接來模擬最終將在其中使用PCB的操作環(huán)境。功能測(cè)試因產(chǎn)品而異,因?yàn)槊總€(gè)測(cè)試的PCB都是唯一的。功能測(cè)試的最常見形式是“熱模型”,它是一種配置,用于模擬將在其中使用PCB的最終產(chǎn)品。但是,無論如何定制FVT,它們都共享一個(gè)通用組件。系統(tǒng),硬件和軟件。
 
      如果您已經(jīng)做到了這一點(diǎn),我們希望您現(xiàn)在對(duì)PCB的組裝方式有了更好的了解!在深圳宏力捷電子,可以提供一站式PCBA加工服務(wù)。您只需提供PCB Gerber文件和BOM文件。
 
      對(duì)于更多的工業(yè)級(jí)應(yīng)用,例如航空,醫(yī)藥,汽車和電源,深圳宏力捷電子提供了高級(jí)PCB / PCBA組裝服務(wù),其中PCB制造工藝符合一些世界上最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),例如RoHS,UL,ISO9001,TS16949 ,COC和ISO13485,因此無論您是專業(yè)工程師還是有抱負(fù)的制造商,我們都可以為您提供質(zhì)量可靠的PCB。


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