Master PCB Assembly: Teknik Profesional untuk Elektronik Terpercaya

Papan rangkaian cetak (PCB) merupakan kekuatan di balik berbagai macam elektronik. Anda dapat menemukannya di kalkulator sederhana hingga sistem militer dan satelit canggih. Namun, apakah Anda tahu cara merangkas PCB? Apakah Anda mengetahui langkah-langkah dalam prosesnya? Jangan khawatir jika belum! Kami telah membuat panduan mendalam tentang Daftar Bahan (BOM) PCB yang akan dipasang pada papan. Montasi PCB untuk mengetahui segala sesuatu yang Anda butuhkan tentang prosesnya. Kemudian Anda dapat merangkas PCB Anda dan memberikan kehidupan pada proyek Anda.

Panduan ini akan mengeksplorasi proses montasi PCB dan berbagai teknologi yang digunakan.

Montasi Papan Rangkaian Cetak

Montasi papan rangkaian cetak adalah pemasangan atau penempatan komponen elektronik yang memberikan fungsionalitas pada papan. Teknik manual dan otomatis dapat memasang komponen elektronik, lalu mereka disolder ke tempat.

PCBA atau montasi papan rangkaian cetak. Anda tidak boleh membingungkannya dengan manufaktur papan rangkaian cetak (PCB), yang menghasilkan dan menciptakan prototipe. Ini mencakup pemasangan komponen elektronik selama proses montasi. Montasi Papan Rangkaian Cetak adalah papan yang ditampilkan setelah seluruh bagian dan potongan disolder dan dipasang dengan benar.

Berbagai teknologi dapat digunakan untuk merangkas PCB, termasuk proses SMT dan THT. Kami akan mengeksplorasi mereka secara rinci di bab 4 tetapi untuk saat ini, mari kita lihat desain PCB.

Desain dan Pembuatan Papan Rangkaian Cetak

Menggunakan skematik, Anda dapat menggunakan solusi Desain Bantuan Komputer (CAD) untuk merancang PCB. Menurut desain, berkas desain atau berkas Gerber kemudian diserahkan kepada produsen yang menghasilkan atau merangkas PCB.

Desain dasar PCB meliputi-

Substrat: Bahan dasar PCB dikenal sebagai substrat. Itu adalah apa yang membuat papan kaku dan tahan lama.

Tembaga: Setiap sisi fungsional PCB dilapisi dengan lapisan tembaga konduktif tipis. Jumlah sisi akan memerlukan lapisan tembaga tergantung pada apakah papan satu sisi atau dua sisi.

Masker Solder: Substansi berwarna hijau pada PCB disebabkan oleh aplikasi masker solder. Ini memberikan isolasi pada jejak tembaga sehingga mereka tidak menyentuh komponen konduktif.

Silkscreen: Gunakan layar putih sebagai lapisan terakhir PCB. Ini berisi label berbagai komponen dalam simbol dan karakter.

PCB juga dapat berupa tiga tipe-

• PCB Rigid terbuat dari bahan padat seperti serat kaca
• PCB Fleksibel terbuat dari bahan yang dapat dilipat seperti Kapton
• PCB Metalcore terbuat dari metalcore

Bab selanjutnya akan menemukan proses montasi papan rangkaian cetak.

Proses Montasi Papan Rangkaian Cetak

3.1 Alat yang Diperlukan

Anda akan memerlukan jumlah minimum alat jika Anda berencana untuk solder PCB Anda secara manual. Hal-hal yang harus disiapkan termasuk-

• Soldering iron atau stasiun soldering
• Flux solder
• Pincet
• Pemotong kawat
• Obeng
• Volt/OHM meter

3.2 Montasi PCB—Peralatan Soldering

Anda dapat memilih dari berbagai macam peralatan soldering untuk montasi papan rangkaian cetak manual. Yang paling sederhana langsung colok ke kontak listrik dan tidak memiliki banyak opsi kontrol suhu. Anda harus memilih soldering iron 15 hingga 30 watt untuk montasi PCB Anda.

Soldering iron dengan kontrol suhu termostatis dapat cocok karena mereka datang dengan opsi untuk mengontrol suhu. Beberapa memiliki dial untuk mengontrol suhu, sementara yang lain menggunakan ujung bermagnet dengan suhu tertentu.

Anda harus memilih soldering iron dengan ujung yang dapat diganti dengan berbagai ukuran. Bonusnya mulai bermagnet seiring meningkatnya arus listrik yang menyebabkan suhu naik. Ketika magnetisme menurun, panas juga berkurang.

Anda mungkin juga memerlukan stasiun soldering udara panas yang menggunakan udara panas untuk melelehkan solder.

3.3 Jenis Solder

Anda akan menemukan berbagai jenis solder di pasar dan memilih sesuai dengan tujuan dan aplikasi proyek Anda. Ada tiga jenis solder yang digunakan untuk elektronik-

• Solder alloy timbal
• Solder bebas timbal
• Solder alloy perak

Solder Alloy Timbal

Solder dibuat dari kombinasi timbal dan timah dan mungkin juga mengandung jejak logam lain. Ini bertanggung jawab untuk memberikan solder suhu leleh yang lebih rendah yang signifikan karena sebagian besar elektronik sensitif terhadap panas.

Solder alloy timbal didefinisikan oleh rasio berat timah diikuti oleh berat timbal. Misalnya, itu dapat memiliki keseimbangan 60:40 atau 63:37- angka pertama mewakili jumlah wadah sementara angka kedua merujuk pada jumlah timbal.

Anda dapat menggunakan kedua jenis solder untuk aplikasi elektronik tipikal. Alloy 63:37 dapat secara efektif berubah menjadi keadaan cair dan membantu mencegah solder joint dingin.

Alloy berbasis timbal digunakan sebagai standar dalam industri elektronik tetapi dapat memiliki konsekuensi kesehatan.

Alloy Bebas Timbal

Anda mungkin dapat menemukan alloy bebas timbal seperti 96.5:3:0.5, yang memiliki 96.5% timah, 3% perak, dan 0.5% tembaga. Alloy bebas timbal lebih mahal dari alloy berbasis timbal dan memiliki suhu leleh yang lebih tinggi.

Alloy bebas timbal menciptakan solder joint yang lebih kuat meskipun mungkin rapuh.

Solder Alloy Perak

Solder mungkin atau mungkin tidak mengandung timbal. Perak pertama kali digunakan dalam solder untuk menciptakan solder joint yang lebih kuat dan tahan lama. Solder alloy perak cenderung lebih mahal dari alloy berbasis timbal dan bebas timbal.

3.4 Montasi PCB—Teknik Soldering yang Benar

Proses montasi PCB. Anda harus meminta bantuan metode pemasungan beberapa kali selama montasi papan rangkaian cetak. Anda harus menggunakan teknik pemasungan yang benar untuk mendapatkan produk akhir berkualitas tertinggi yang mungkin. Di sini kami akan memberitahu Anda bagaimana Anda dapat menggunakan teknik pemasungan yang sesuai selama Daftar Bahan (BOM) PCB yang akan dipasang pada papan.

Cara yang benar untuk solder adalah memanaskan permukaan yang akan disolder di atas titik leleh solder. Ini memungkinkan solder untuk mengalir di atas permukaan dengan bebas. Anda juga harus memeriksa jumlah solder, memastikan tidak terlalu banyak.

Anda juga harus memastikan bahwa permukaan dipanaskan cukup untuk mencegah solder joint dingin. Ini terjadi ketika Anda menggunakan terlalu sedikit panas pada permukaan, dan solder tidak dapat bergerak dengan bebas.

Sisa proses pemasungan dilakukan secara otomatis oleh mesin. Reflow soldering menggunakan serangkaian pemanas dan pendingin untuk melelehkan dan mengakibatkan solder menjadi padat.

Anda harus memastikan bahwa suhu telah diatur dengan benar di mesin reflow soldering. Ini perlu dipanaskan hingga 250 derajat Celsius untuk melelehkan solder.

Teknik pemasungan manual mungkin diperlukan saat menangani komponen THT. Anda harus menempatkan bagian dengan tangan dan lalu solder sisa kawat atau kabel di sisi lain papan. Ini harus dilakukan dengan hati-hati sehingga solder atau flux tidak menyentuh berbagai komponen dan hanya di tempat yang tepat.

Mungkin kompleks atau menantang untuk solder PCB jika Anda benar-benar baru dalam pekerjaan ini. Anda harus latihan terlebih dahulu pada beberapa proyek kecil lalu coba solder PCB setelah Anda terampil. Anda juga harus hati-hati untuk tidak menghirap asap atau asap yang berasal dari flux pada solder.

Sekarang kita akan memeriksa perbedaan antara proses yang digunakan untuk merangkas PCB.

Perbedaan dalam Proses Montasi Papan Rangkaian Cetak

Anda dapat menggunakan berbagai teknologi untuk merangkas komponen elektronik pada PCB. Metode utama meliputi Teknologi Lubang Melampaui (THT), Teknologi Montasi Permukaan (SMT), dan Teknologi Campuran.

Kami akan membahas perbedaan utama dan proses SMT. Ini akan memudahkan mesin pick and place untuk dengan mudah mengambil dan menempatkan komponen pada PCB.

Teknologi Lubang Melampaui (THT)

Metode THT montasi PCB digunakan untuk komponen elektronik yang datang dengan kawat atau kawat. PCB datang dengan lubang yang dibor untuk memasang potongan. Sisa muatan yang melewati lubang disolder di sisi lain papan.

THT digunakan untuk komponen signifikan seperti kerucut dan kapasitor. Ini juga digunakan untuk bagian lubang melampaui dilapisi atau PTH lainnya yang melewati lubang melampaui dilapisi PCB. Berbagai komponen PCB menggunakan lubang pada papan untuk mentransfer sinyal dari satu sisi ke sisi lain PCB. Untuk alasan ini, Anda tidak dapat mengandalkan pasta solder yang akan melewati lubang dengan cepat.

Montasi PCB–Proses Montasi

Montasi THT menggunakan proses manual dan otomatis untuk menempatkan komponen pada PCB. Lanjutkan sebagai berikut –

1. Montasi PCB—Penempatan Komponen

Insinyur listrik secara manual menempatkan komponen pada PCB menurut spesifikasi. Ini harus dilakukan dengan cepat dan akurat dengan kepatuhan penuh terhadap standar operasional atau peraturan proses montasi THT untuk fungsionalitas yang tepat.

Misalnya, penting untuk menentukan orientasi dan polaritas komponen elektronik sehingga elemen operasi tidak mempengaruhi mereka.

2. Montasi PCB—Pemeriksaan dan Koreksi

Anda perlu memeriksa apakah semua komponen elektronik pada PCB telah ditempatkan dengan akurat. Ini dapat dilakukan secara otomatis dengan menggunakan bingkai transportasi. Insinyur dapat dengan cepat memperbaiki kesalahan atau kesalahan jika Anda menemukannya.

3. Solder Gelombang

Komponen elektronik ini harus disolder ke papan pada langkah ini. Anda dapat melakukannya secara manual, tetapi proses yang jauh lebih efisien dan otomatis yang disebut solder gelombang dapat digunakan.

PCB ditempatkan pada sabuk pengiriman yang membawanya ke dalam oven khusus yang mengandung lelehan suhu tinggi. Solder diterapkan ke bawah papan, yang mencakup semua pin sekaligus.

Komponen elektronik dipasang dengan semua kawat atau koneksi kabel ke papan.

Teknologi Montasi Permukaan (SMT)

WellPCB, kami memiliki profesional dan ahli yang memiliki keterampilan yang tepat untuk membuat kebutuhan PCB Anda menjadi nyata. Kami menawarkan manufaktur PCB montasi (SMT memungkinkan Anda untuk mempercepat proses produksi, tetapi ada kemungkinan cacat yang meningkat. SMT adalah penempatan atau pemasangan otomatis komponen elektronik pada PCB. Untuk alasan ini, metode juga menggunakan deteksi kegagalan untuk menciptakan produk yang fungsional.

Komponen listrik yang dipasang dengan SMT lebih kecil dari komponen PTH dan mungkin atau mungkin tidak memiliki kawat. Mereka kadang datang dengan pin, kontak datar, atau terminasi pada tubuh mereka.

Proses Montasi

1. Montasi PCB—Penerapan Solder

Anda harus menggunakan printer pasta solder untuk menerapkan solder pada PCB. Layar solder atau cetakan digunakan untuk memastikan penerapan solder yang tepat di titik valid tempat komponen elektronik akan ditempatkan.

Penting untuk memiliki proses pencetakan pasta solder yang efisien karena itu secara langsung mempengaruhi kualitas pemasungan. Inspektur solder digunakan untuk menemukan cacat dalam kualitas pencetakan pasta solder. Jika ada kesalahan di tempat, solder dicuci untuk pencetakan kedua.

Untuk cacat kecil, rework dapat cukup.

2. Penempatan Komponen

Mesin pick-and-place digunakan untuk memasang komponen elektronik setelah pencetakan solder. Mesin secara otomatis memasang IC atau komponen melalui gulungan komponen. Gulungan komponen bertanggung jawab untuk menyediakan detail ke mesin, yang kemudian dipasang pada PCB.

3. Montasi PCB—Reflow Soldering

Langkah ini menggunakan oven khusus untuk mengeras pasta solder untuk memasang komponen papan dengan kokoh. PCB dibawa di dalam serangkaian pemanas yang meningkatkan suhu papan hingga 250 derajat Celsius. Suhu tinggi melelehkan solder pada papan.

Selanjutnya, PCB bergerak melalui serangkaian pemanas yang lebih dingin, yang menurunkan suhu dan membantu solder mengeras. Ini melekatkan semua komponen elektronik dengan kokoh pada PCB.

Montasi PCB–Teknologi Campuran

Produk elektronik telah meningkat dalam kompleksitas, memerlukan berbagai komponen elektronik pada PCB di era modern. Anda akan menemukan penggunaan baik THT dan SMT teknologi dalam satu PCB yang berisi detail montasi permukaan dan lubang melampaui.

Teknologi campuran digunakan dalam kasus berikut-

Montasi Campuran Sisi Tunggal

Dalam montasi campuran sisi tunggal, proses pencetakan pasta solder biasa dilakukan terlebih dahulu. Kemudian komponen montasi permukaan ditempatkan, diikuti oleh reflow soldering.

Kemudian Anda harus menempatkan komponen THT dan melakukan solder gelombang. Anda juga dapat memilih solder manual jika Anda menggunakan sejumlah kecil komponen THT.

Sisi Satu THT dan Sisi Satu SMT

Pertama, Anda perlu menerapkan adhesive montasi permukaan lalu memasang komponen SMT. Kemudian Anda harus menempatkannya di oven untuk pengerasan, diikuti dengan membalikkan.

Kemudian Anda harus memasang komponen THT dan melakukan solder gelombang. Proses montasi ini membutuhkan biaya tinggi karena penggunaan adhesive yang lebih banyak.

Montasi Campuran Dua Sisi

Ini adalah proses yang rumit dan panjang di mana komponen SMT ditempatkan setelah pencetakan pasta solder. Kemudian Anda harus menggunakan adhesive untuk menempatkan komponen SMT di sisi lain, diikuti dengan pengerasan.

Selanjutnya, komponen THT dipasang, diakhiri dengan solder gelombang. Anda juga dapat melakukan proses tanpa menggunakan adhesive tetapi perlu menggunakan pemanas tiga kali, menghasilkan efisiensi yang menurun.

Bab berikutnya akan menentukan bagaimana PCB diuji untuk memastikan fungsionalitas dan kualitasnya.

Pengujian Montasi Papan Rangkaian Cetak

Anda perlu menjalankan berbagai tes untuk menentukan fungsionalitas montasi PC Anda. Ini dimulai dengan pemeriksaan DFM, yang melibatkan pemeriksaan spesifikasi desain PCB untuk fitur yang hilang atau bermasalah.

Tes fungsionalitas berikutnya dilakukan setelah komponen montasi permukaan ditempatkan dan disolder. Papan diuji untuk koneksinya dan kesambungan, yang dapat terjadi jika koneksi yang tidak tepat telah terjadi.

Periksa secara manual PCB setelah proses reflow. Ini dapat membantu dalam batch kecil PCB tetapi tidak layak untuk produksi skala besar. Mesin inspeksi optik otomatis juga digunakan untuk menguji PCB menggunakan kamera canggih.

Mesin dapat mendeteksi solder berkualitas rendah dengan menganalisis cara mereka memantulkan cahaya.

Salah satu metode yang tidak konvensional yang digunakan untuk PCB yang sangat kompleks atau berlapis melibatkan inspeksi sinar X. Sinar X memberikan visual dari semua lapisan dan dapat membantu menemukan masalah tersembunyi dari pandangan mata biasa.

Setelah proses montasi selesai, inspeksi akhir dan tes fungsional dilakukan. Anda dapat menemukan berbagai aspek melalui ujian, seperti keluaran sinyal, arus, dan tegangan. Anda dapat menentukan karakteristik listrik PCB melalui sinyal simulasi.

Montasi PCB–Kesimpulan

Ini akan memudahkan mesin pick and place untuk dengan mudah mengambil dan menempatkan komponen pada PCB. Montasi PCB dapat menjadi proses yang rumit atau sederhana tergantung pada jumlah komponen elektronik yang Anda gunakan dan tipe-nya. Cara terbaik untuk merangkas PCB adalah spesialisasi dalam memelihara semua spesifikasi dan standar.

Anda dapat menghubungi kami untuk montasi papan rangkaian cetak dan produk akhir berkualitas tinggi yang cepat lulus tes fungsi. Kami akan memastikan PCB dirakit sesuai dengan desain dan instruksi Anda untuk memberikan hasil terbaik.