By Cadence
本文要點
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PCB 組裝和(hé)焊接透過挑選零件、將零件擺放和(hé)焊接到電路闆上，完整地構建出實體電路 |
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在通(tōng)孔技術中，有引腳的(de)或外掛程式類電子零件被焊接到電路闆上，形成電路 |
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波焊接 (Wave soldering) 是 THT 和(hé) SMT PCBA 中最常用(yòng)的(de)技術 |
(中文字幕 / 中文配音(yīn))
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印刷電路闆 (PCB) 是電子產品的(de)重要組成部分(fēn)；沒有 PCB，大(dà)多(duō)數電子設備隻是一個個無法使用(yòng)的(de)盒子。PCB 通(tōng)常由玻璃纖維製成，並用(yòng)環氧樹脂固定在一起。PCB 組裝和(hé)焊接過程透過挑選零件、將零件擺放和(hé)焊接到電路闆上，完整地構建出實體電路。PCB 組裝和(hé)焊接之後的(de)檢查、測試和(hé)回饋確保了(le) PCB 能成功製造出來。在這篇文章(zhāng)中，我們將討論 PCB 組裝和(hé)焊接過程。
PCB 組裝和(hé)焊接
PCB 組裝和(hé)焊接過程將一塊電路闆變成了(le)一個功能原型。PCB 組裝 (PCB assembly ，即 PCBA) 階段包括零件擺放、焊接、檢查，最後是測試。PCBA 過程可(kě)以是手動或自動過程，具體由製造商在每個階段決定。
PCBA 過程簡述
PCB 設計以電路圖為起點。根據電路圖，設計出 PCB layout。PCB layout 定義了(le)電路中的(de)電氣連接路徑 (稱為走線)，以及零件的(de)擺放位置。一旦 PCB layout 設計得(de)到批準，就會進行印刷。
製作好的(de) PCB 是用(yòng)環氧樹脂固定在一起的(de)玻璃纖維材料片。由銅製成的(de)走線鋪設在電路闆上。零件透過焊接過程固定在電路闆上。焊接過程使用(yòng)一種稱為焊料的(de)材料將零件固定在指定位置。焊接好零件的(de) PCB 構成組裝 PCB。將零件貼附在 PCB 上之後，就可(kě)以對它進行測試了(le)。
在 PCBA 過程中使用(yòng)了(le)三種技術，下(xià)文將逐一討論。
PCB 組裝技術
在 PCBA 工藝中，有三種關鍵技術：
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通(tōng)孔技術 (THT) PCBA 工藝： |
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在通(tōng)孔技術中，有引腳的(de)或外掛程式類電子零件被焊接到電路闆上，形成電路。零件的(de)引線或端子通(tōng)過 PCB 上的(de)孔或焊盤插入，並在另一側焊接。 |
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表面貼焊技術 (SMT) PCBA 工藝： |
有兩種類型的(de)焊盤：通(tōng)孔和(hé)表面貼焊。在使用(yòng)表面貼焊焊盤的(de) PCB 中，會焊接表面貼焊零件 (SMD) 以形成電路。焊接表面也(yě)是借助焊膏擺放零件的(de)表面。 |
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混合技術 PCBA 工藝： |
隨著電路設計變得(de)更加複雜，在電路中不可(kě)能隻堅持使用(yòng)一種類型的(de)零件。在實現複雜電路的(de) PCB 中，既有外掛程式，也(yě)有表面貼焊零件。這種利用(yòng)混合零件的(de) PCB 被稱為混合技術電路闆，其組裝過程採用(yòng)的(de)是混合技術 PCBA 工藝。 |
通(tōng)孔技術 PCB 組裝的(de)步驟
PCBA 工藝的(de)順序因所使用(yòng)的(de)貼焊技術而異，現在探討一下(xià)通(tōng)孔技術 PCB 組裝的(de)步驟。
1. |
零件的(de)擺放： |
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在通(tōng)孔技術 PCBA 中，工程師首先將零件擺放在 PCB 設計檔中給出的(de)相應位置。 |
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2. |
檢查和(hé)校正： |
所有零件擺放完畢後，要對電路闆進行檢查。檢查時要檢查零件擺放得(de)是否準確。如果發現零件擺放不準確，要透過校正步驟立即糾正此類問題。檢查和(hé)校正必須在焊接過程之前完成。 |
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3. |
焊接： |
該過程的(de)下(xià)一步是焊接，將擺放的(de)零件固定在相應的(de)焊盤上。 |
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4. |
測試： |
完成 PCB 組裝和(hé)焊接過程之後，就可(kě)以對電路闆進行測試。電子設備中使用(yòng)的(de)每一塊 PCB 電路闆都要經過這一過程並通(tōng)過測試。 |
從各式各樣的(de)焊接技術中，我們將下(xià)面將探討其中的(de)幾種。
焊接技術
無論使用(yòng)何種貼焊技術，所有 PCBA 工藝都涉及焊接過程。可(kě)以使用(yòng)許多(duō)不同類型的(de)焊接技術將電氣元件連接到 PCB 上，包括：
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波焊 (Wave soldering)： |
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在波焊中，PCB 在類似波浪的(de)液態熱焊料上移動，焊料會凝固並固定住零件。這是 THT 和(hé) SMT PCBA 中最常用(yòng)的(de)技術。 |
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銅焊 (Braze soldering)： |
在銅焊中，透過加熱貼附金屬零件。不過，這種技術將底部的(de)金屬熔化(huà)，以適應填充金屬。釺焊時的(de)溫度最高(gāo)，焊接效果最為牢固。 |
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回流焊 (Reflow soldering)： |
回流焊工藝使用(yòng)加熱的(de)焊膏將零件貼附到電路闆上。處於熔融狀態的(de)焊膏將 PCB 上的(de)焊盤和(hé)引腳連接起來。 |
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軟焊 (Soft soldering)： |
在軟焊技術中，用(yòng)電焊槍或氣體加熱由錫鉛合金製成的(de)金屬空間填充物(wù)，將零件固定到電路闆上。軟焊是一種熱門的(de)技術，用(yòng)於將緊湊、脆弱的(de)零件固定到印刷電路闆上。 |
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硬焊 (Hard soldering)： |
硬焊用(yòng)於粘合金屬零件，如銅、黃銅、銀或金，溫度約為 600°F。硬焊的(de)焊接效果比軟焊更牢固。 |
在 PCB 組裝和(hé)焊接過程中，如果 PCB 設計存在可(kě)製造性設計 (Design for Manufacture, 即 DFM) 錯誤，設計人(rén)員將不得(de)不回到佈局過程中來解決這些問題。而這可(kě)能發生多(duō)次，多(duō)次反覆運算(suàn)後將導緻設計重度延遲以及時間、金錢、人(rén)力的(de)浪費。良好的(de) DFM 有助於最大(dà)程度提高(gāo)整個設計過程的(de)順利度，避免意外產生，並保障構建成本的(de)可(kě)預測性。
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譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)
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