PCB 組裝和焊接技術(shù)

本文轉(zhuǎn)載自： Cadence楷登PCB及封裝資源中心

本文要點(diǎn)

PCB 組裝和焊接通過挑選器件、將器件擺放和焊接到電路板上，完整地構(gòu)建出實(shí)體電路。

在通孔技術(shù)中，有引腳的或插件類電子器件被焊接到電路板上，形成電路。

波峰焊接是 THT 和 SMT PCBA 中最常用的技術(shù)

印刷電路板 (PCB) 是電子產(chǎn)品的重要組成部分；沒有 PCB，大多數(shù)電子設(shè)備只是一個(gè)個(gè)無法使用的盒子。PCB 通常由玻璃纖維制成，并用環(huán)氧樹脂固定在一起。PCB 組裝和焊接過程通過挑選器件、將器件擺放和焊接到電路板上，完整地構(gòu)建出實(shí)體電路。PCB 組裝和焊接之后的檢查、測(cè)試和反饋確保了 PCB 能成功制造出來。在這篇文章中，我們將討論 PCB 組裝和焊接過程。

1. PCB 組裝和焊接

PCB 組裝和焊接過程將一塊電路板變成了一個(gè)功能原型。PCB 組裝 (PCB assembly ，即 PCBA) 階段包括器件擺放、焊接、檢查，最后是測(cè)試。PCBA 過程可以是手動(dòng)或自動(dòng)過程，具體由制造商在每個(gè)階段決定。

PCBA 過程簡(jiǎn)述

PCB 設(shè)計(jì)以原理圖為起點(diǎn)。根據(jù)原理圖，設(shè)計(jì)出 PCB layout。PCB layout 定義了電路中的電氣連接路徑（稱為走線），以及器件的擺放位置。一旦 PCB layout 設(shè)計(jì)得到批準(zhǔn)，就會(huì)進(jìn)行印刷。

制作好的 PCB 是用環(huán)氧樹脂固定在一起的玻璃纖維材料片。由銅制成的走線鋪設(shè)在電路板上。器件通過焊接過程固定在電路板上。焊接過程使用一種稱為焊料的材料將器件固定在指定位置。焊接好器件的 PCB 構(gòu)成組裝 PCB。將器件貼附在 PCB 上之后，就可以對(duì)它進(jìn)行測(cè)試了。

在 PCBA 過程中使用了三種技術(shù)，下文將逐一討論。

2. PCB 組裝技術(shù)

在 PCBA 工藝中，有三種關(guān)鍵技術(shù)：

通孔技術(shù) (THT) PCBA 工藝

在通孔技術(shù)中，有引腳的或插件類電子器件被焊接到電路板上，形成電路。器件的引線或端子通過 PCB 上的孔或焊盤插入，并在另一側(cè)焊接。

表面貼裝技術(shù) (SMT) PCBA 工藝

有兩種類型的焊盤：通孔和表面貼裝。在使用表面貼裝焊盤的 PCB 中，會(huì)焊接表面貼裝器件 (SMD) 以形成電路。焊接表面也是借助焊膏擺放器件的表面。

混合技術(shù) PCBA 工藝

隨著電路設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，在電路中不可能只堅(jiān)持使用一種類型的器件。在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的 PCB 中，既有插件，也有表面貼裝器件。這種利用混合器件的 PCB 被稱為混合技術(shù)電路板，其組裝過程采用的是混合技術(shù) PCBA 工藝。

3. 通孔技術(shù) PCB 組裝的步驟

PCBA 工藝的順序因所使用的貼裝技術(shù)而異，現(xiàn)在探討一下通孔技術(shù) PCB 組裝的步驟。

01. 器件的擺放：在通孔技術(shù) PCBA 中，工程師首先將器件擺放在 PCB 設(shè)計(jì)文件中給出的相應(yīng)位置。

02. 檢查和校正：所有器件擺放完畢后，要對(duì)電路板進(jìn)行檢查。檢查時(shí)要檢查器件擺放得是否準(zhǔn)確。如果發(fā)現(xiàn)器件擺放不準(zhǔn)確，要通過校正步驟立即糾正此類問題。檢查和校正必須在焊接過程之前完成。

03. 焊接：該過程的下一步是焊接，將擺放的器件固定在相應(yīng)的焊盤上。

04. 測(cè)試：完成 PCB 組裝和焊接過程之后，就可以對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)試。電子設(shè)備中使用的每一塊 PCB 電路板都要經(jīng)過這一過程并通過測(cè)試。

焊接技術(shù)各種各樣，下面將探討其中的幾種。

4. 焊接技術(shù)

無論使用何種貼裝技術(shù)，所有 PCBA 工藝都涉及焊接過程?？梢允褂迷S多不同類型的焊接技術(shù)將電氣元件連接到 PCB 上，包括：

波峰焊：THT 和 SMT PCBA 中最常用的技術(shù)

在波峰焊中，PCB 在類似波浪的液態(tài)熱焊料上移動(dòng)，焊料會(huì)凝固并固定住器件。

釬焊：溫度最高，焊接效果最為牢固

在釬焊中，通過加熱貼附金屬器件。不過，這種技術(shù)將底部的金屬熔化，以適應(yīng)填充金屬。

回流焊

回流焊工藝使用加熱的焊膏將器件貼附到電路板上。處于熔融狀態(tài)的焊膏將 PCB 上的焊盤和引腳連接起來。

軟焊：熱門技術(shù)，用于將緊湊、脆弱的器件固定到印刷電路板上

在軟焊技術(shù)中，用電焊槍或氣體加熱由錫鉛合金制成的金屬空間填充物，將器件固定到電路板上。

硬焊：焊接效果比軟焊更牢固

硬焊用于粘合金屬部件，如銅、黃銅、銀或金，溫度約為 600°F。

在PCB組裝和焊接過程中，如果PCB設(shè)計(jì)存在可制造性設(shè)計(jì)（Design for Manufacture, 即DFM）錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)人員將不得不回到布局過程中來解決這些問題。而這可能發(fā)生多次，多次迭代后將導(dǎo)致設(shè)計(jì)重度延遲以及時(shí)間、金錢、人力的浪費(fèi)。良好的 DFM 設(shè)計(jì)有助于最大程度提高整個(gè)設(shè)計(jì)過程的順利度，避免意外產(chǎn)生，并保障構(gòu)建成本的可預(yù)測(cè)性。

審核編輯 黃宇