PCB 조립이란 무엇입니까?

PCB 조립이란 무엇입니까?

PCB 조립저항기, 트랜지스터, 다이오드 등 모든 전자부품을 인쇄회로기판 위에 조립하는 공정을 말하며, 조립방법은 수동식과 기계식이 있다.   사람들은 종종 PCB 조립과 PCB 제조를 혼동하는데, 이는 완전히 다른 프로세스를 포함합니다.   PCB 제조의 경우 설계 및 프로토타입 제작을 포함한 매우 광범위한 프로세스가 포함되는 반면, 인쇄 회로 기판 조립은 PCB 제조 후에 시작되며 구성 요소 배치에 관한 것입니다.

PCB 조립 기술의 3가지 유형

전자 기술의 발전으로 PCB 조립 가능성이 더욱 높아졌습니다.   현재 일반적으로 사용되는 조립 기술에는 세 가지가 있습니다. 하나는 SMT(Surface Mount Technology), 두 번째는 THT(Thru-Hole Technology), 세 번째는 앞의 두 가지를 결합한 것입니다.

표면 실장 기술

SMT PCB 어셈블리

SMT Assembly는 주로 PCB에 SMD(Surface Mount Device)를 납땜하여 조립합니다.   SMD 부품의 표준 패키지는 작기 때문에 솔더 조인트의 높은 정확성과 적절한 온도를 보장하기 위해 전체 프로세스를 신중하게 제어해야 합니다.   다행스럽게도 SMT는 개별 부품을 자동으로 픽업하여 극도의 정밀도로 PCB에 배치하는 완전 자동화된 조립 기술입니다.

스루홀 기술

THT는 설치자가 구멍을 통해 커패시터, 코일, 대형 저항기 및 인덕터와 같은 전자 부품을 회로 기판에 삽입하는 보다 전통적인 PCB 조립 기술입니다.   SMT와 비교하여 스루홀 장착을 통해 대형 부품을 조립할 수 있으며 더 강력한 기계적 결합을 제공하므로 테스트 및 프로토타입 제작에도 더 적합합니다.   더 많은 THT PCB 어셈블리>>

혼합 PCB 조립 기술

전자제품은 소형화, 기능화를 지향하는 경향이 있어 요구사항이 더욱 높아지고 있습니다.인쇄 회로 기판 어셈블리.  사람들은 제한된 공간에서 매우 복잡한 회로를 조립해야 하며, SMD나 PTH만으로는 원하는 효과를 얻기 어렵기 때문에 SMT와 THT 기술을 결합해야 합니다.   혼합 PCB 조립 기술을 사용하는 경우 납땜 및 조립을 단순화하기 위해 적절한 조정이 이루어져야 합니다.

PCB 조립 공정

1단계: 솔더 페이스트 스텐실링

첫 번째 단계에서는 솔더 페이스트를 보드에 도포합니다.  솔더 페이스트는 회색이며 주석 96.5%, 은 3%, 구리 0.5%로 구성된 작은 금속 볼로 구성되어 있으므로 반드시 조절된 양으로 사용하고 정확한 위치에 도포되었는지 확인하십시오.  에서PCB 조립라인, 인쇄 회로 기판 및 납땜 스텐실은 기계식 클램프로 고정되며 정확한 양의 납땜 페이스트가 원하는 영역에 적용됩니다.  기계는 각 열린 영역을 균일하게 덮을 때까지 스텐실에 슬러리를 적용합니다.   마지막으로 스텐실을 제거하면 솔더 페이스트가 올바른 위치에 남아 있는 것을 볼 수 있습니다.

2단계: 선택 및 배치

두 번째 단계에서는 표면 실장 부품을 인쇄 회로 기판에 자동으로 배치할 수 있는 픽 앤 플레이스 기계를 사용해야 합니다.   현재 SMD 부품은 고효율로 조립할 수 있는 PCB 종류에 널리 사용됩니다.  과거에는 픽 앤 플레이스가 수동으로 적용되었으며 조립자는 모든 구성 요소가 올바른 위치에 배치되도록 프로세스 중에 많은 주의를 기울여야 했습니다.  자동 픽 앤 플레이스는 24시간 피로 없이 작업 가능한 로봇에 의해 작동되면서 생산성이 향상되고 오류가 크게 줄어듭니다.   기계는 진공 그립으로 인쇄 회로 기판을 집어 올린 다음 픽 앤 플레이스 스테이션으로 옮깁니다.  그런 다음 로봇은 스테이션에 PCB를 배치하고 SMD 구성 요소는 의도한 위치의 납땜 페이스트 위에 배치됩니다.

3단계: 리플로우 솔더링

픽 앤 플레이스 후에 PCB 어셈블리는 리플로우 솔더링 공정으로 이동합니다.  회로 기판은 컨베이어 벨트를 통해 대형 리플로우 오븐으로 이동됩니다.  오븐은 일반적으로 섭씨 250도 정도의 높은 온도에서 멧돼지를 가열하여 솔더 페이스트의 솔더를 녹입니다.   열 공정이 완료되면 회로 보드는 일련의 냉각기 히터로 구성된 오븐을 통해 이동하여 녹은 땜납을 냉각하고 응고시키는 데 도움이 됩니다.  리플로우 솔더링 중에는 양면 PCB와 같은 일부 특수 보드에 주의를 기울여야 합니다.   양면 PCB의 각 면은 별도로 스텐실 처리하고 리플로우 솔더링해야 합니다. 일반적으로 구성 요소 수가 적은 면을 먼저 리플로우 솔더링한 다음 다른 면을 리플로우 솔더링합니다.

4단계: 검사

조립된 회로 기판은 리플로우 프로세스로 인해 연결 상태가 좋지 않거나 연결이 끊어질 수 있는 기능을 테스트해야 합니다.  리플로우 솔더링 중 움직임으로 인해 단락이 발생할 수도 있습니다. 따라서 검사는 조립 공정 중 중요한 단계입니다. 오류를 검사하는 방법은 다양하며 일반적으로 사용되는 방법으로는 수동 검사, X-Ray 검사, 자동 광학 검사 등이 있습니다.  리플로우 납땜 후 주기적인 검사를 실시할 수 있으므로 회로 카드 어셈블리가 다음 공정으로 넘어갈 때까지 잠재적인 문제를 식별할 수 있습니다.  이러한 검사를 통해 제조업체는 문제를 빨리 발견할수록 시간, 인적 자원, 자재를 낭비하지 않고 문제를 더 빨리 해결할 수 있으므로 많은 비용을 절약할 수 있습니다.

5단계: 스루홀 부품 삽입

SMD 부품 외에도 일부 회로 기판은 스루홀 또는 PTH 부품과 같은 다른 종류의 부품으로 조립해야 할 수도 있습니다.  그렇다면 이러한 구성 요소를 조립하는 방법은 무엇입니까?  회로 기판에는 도금된 구멍이 있는데, 이를 통해 PCB 구성 요소가 기판의 한 쪽에서 다른 쪽으로 신호를 전송할 수 있습니다.  따라서 이 경우 솔더링 페이스트를 사용할 수 있으므로 PTH 부품을 삽입하려면 수동 솔더링 및 웨이브 솔더링과 같은 다른 솔더링 방법을 사용해야 합니다.

6단계: 기능 테스트

마지막 단계에서는 PCBA의 기능을 테스트하기 위해 최종 검사가 수행되며, 이 프로세스를 "기능 테스트"라고 합니다.  이 테스트는 PCB의 정상적인 작동을 시뮬레이션하고 전원 공급 장치와 아날로그 신호가 PCB를 통과할 때 PCB의 전기적 특성을 모니터링하여 PCBA가 적격인지 여부를 판단합니다.

PCB 조립을 더 잘 수행하기 위한 제안

인쇄 회로 조립의 세부 프로세스를 설명한 후 이제 PCBA의 품질을 향상시킬 수 있는 몇 가지 제안을 제공하고 싶습니다.

부품 크기

PCB 설계 기간 동안 보드의 각 구성 요소에 대해 올바른 패키지 크기를 선택하는 것이 매우 중요하며 일반적으로 더 큰 패키지를 선택하는 것이 좋습니다. 더 작은 패키지를 선택하면 회로 카드 조립 단계에서 잠재적인 문제가 발생할 수 있으며, 이로 인해 회로를 수정하는 데 많은 시간이 걸립니다. 부품 분해 및 납땜과 같은 복잡한 수정의 경우 전체 회로 기판을 다시 조립하는 것이 훨씬 쉽습니다.

구성요소 설치 공간

부품 설치 공간은 PCB 조립의 또 다른 주요 고려 사항입니다.  각 설치 공간은 각 통합 구성 요소의 데이터시트에 지정된 랜드 패턴에 따라 정확하게 생성되어야 합니다. 납땜 공정 중에 통합 구성 요소에 불균일한 열이 가해져 PCB의 양면이 아닌 한쪽에만 달라붙는 등 잘못된 설치 공간으로 인해 많은 문제가 발생할 수 있습니다.  또한 저항기, 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 SMD 구성 요소도 구성 요소와 관련된 랜드 패턴의 잘못된 치수, 구성 요소의 두 패드에 연결된 트랙의 크기 또는 트랙의 차이로 인해 주로 영향을 받습니다. 너비가 너무 넓습니다.

구성 요소 사이의 간격

부품 간 공간 부족으로 인한 과열은 PCB 고장의 주요 원인 중 하나이며, 이 문제는 일부 매우 복잡한 회로에서 더욱 두드러집니다. 한 구성 요소를 다른 구성 요소에 너무 가깝게 배치하면 다양한 문제가 발생할 수 있으며, 그 중 가장 심각한 문제는 PCB의 재설계 및 재조립으로 이어질 수 있으며 이는 불필요한 비용을 추가하는 시간 소모적인 프로세스입니다.  자동화된 조립 및 테스트 기계를 적용할 때 각 구성 요소가 기계 부품, 보드 가장자리 및 기타 모든 구성 요소로부터 멀리 떨어져 있는지 확인하는 것이 중요합니다.  부품 사이의 간격이 너무 작거나 잘못 회전된 부품은 웨이브 솔더링 공정 중에 문제를 일으킬 수 있습니다.  예를 들어, 파도가 이동하는 경로를 따라 높은 구성 요소가 낮은 높이의 구성 요소보다 앞에 있으면 용접이 약해집니다.

업데이트된 BOM

PCB 설계 및 조립 프로세스 모두 BOM(자재 명세서)을 항상 업데이트하는 것이 중요합니다. BOM의 실수나 부정확성은 큰 문제를 일으킬 수 있으며, 제조업체는 문제를 파악하고 해결하는 데 많은 시간을 소비해야 하므로 전체 조립 단계가 지연될 수 있습니다.  BOM의 정확성과 유효성을 확인하려면 PCB 설계를 업데이트할 때마다 BOM을 철저하고 신중하게 검토해야 합니다.  예를 들어, 기존 프로젝트에 새 구성요소가 추가된 경우 그에 따라 BOM이 업데이트되는지 확인해야 합니다.

기준점 사용

기준점은 둥근 구리 모양으로 픽 앤 플레이스 조립 기계의 랜드마크 역할을 합니다. 자동화된 장비는 기준점을 사용하여 보드 방향을 식별하고 미세 피치 표면 실장 구성 요소를 조립할 수 있습니다. 기준점은 전역 기준점과 지역 기준점이라는 두 가지 클래스로 나눌 수 있습니다. 전체 기준점은 X-Y 평면의 보드 방향을 픽 앤 플레이스 기계로 감지할 수 있도록 인쇄 회로 기판의 가장자리에 배치하는 데 사용됩니다. 로컬 기준점은 정사각형 SMD 구성 요소의 모서리 가까이에 배치되므로 픽 앤 플레이스 기계가 구성 요소의 설치 공간을 정확하게 찾을 수 있어 PCB 조립 중 위치 지정 오류를 줄이는 데 도움이 됩니다. 한마디로, 기준점은 PCB 조립에 매우 중요하며, 특히 보드에 서로 멀지 않은 많은 구성 요소가 포함된 경우 더욱 그렇습니다.