Plošča s tiskanimi vezji proti plošči s sestavljenimi tiskanimi vezji: ključne razlike pri sestavljanju elektronskih vezij

Uvod: Zakaj je razumevanje razlike med tiskano ploščo in tiskano ploščo s sestavnimi deli pomembno v elektroniki

V dinamičnem svetu elektronske industrije je razlika med PCB in PCBA temeljna in jo pogosto napačno razumemo. Čeprav se ti izraza včasih uporabljata zamenljivo v področju elektronike, obstaja ključna razlika med PCB in PCBA, ki vpliva na vsako fazo procesa proizvodnje elektronike

Tiskana plošča (PCB) je prazna vezna plošča, ki je temelj skoraj vseh sodobnih elektronskih naprav.

Tiskana plošča s sestavnimi deli (PCBA) se nanaša na popolno vezno ploščo, opremljeno s polprevodniki, upori, kondenzatorji in priključki, kar jo naredi popolnoma funkcijsko enoto.

Razumevanje tiskanih plošč: Temelj veznih plošč

Kaj je PCB?

Tiskano vezje (PCB) je plošča iz izolacijskega materiala, običajno stekleno vlakno ojačano z epoksidom (FR-4), včasih tudi z naprednimi keramičnimi ali fleksibilnimi polimeri. Tiskano vezje je zasnovano s krožnim vzorcem bakrenih sledi, ki povezujejo različne točke in omogočajo zapleteno usmerjanje tokokrogov na kompaktnem prostoru. To omogoča gostejšo integracijo, kot jo najdemo v pametnih telefonih, računalnikih, avtomobilskih ECU in tisočih drugih elektronskih izdelkov.

Tiskano vezje je prazna tiskana plošča – »golo tiskano vezje« ali »prazno tiskano vezje« – brez pritrjenih elektronskih komponent.

Ploščice, prebodne odprtine in sledi na tiskanem vezju

• Ploščice na tiskanem vezju so majhne površine iz ogoljene bakrene folije, namenjene sprejemanju lema in priključevanju vsakega izvoda komponente.
• Prebodne odprtine so pocinkane luknje, ki ustvarjajo električne povezave med plastmi in omogočajo zapleteno tridimenzionalno usmerjanje signalov na večplastnem tiskanem vezju.
• Sledi so bakreni »prometni poti«, ki prenašajo električni tok – ključna sestavina vsakega kakovostnega tiskanega vezja.

Vrste tiskanih vezij: od enoplastnega do večplastnega

Funkcionalnost in zapletenost vaših tiskanih vezij so odvisni od vrste izbrane tiskane plošče. Tukaj je kratki pregled:

Pogosti materiali in struktura tiskanih plošč

Tipična tiskana plošča je ravna plošča iz izolacijskega materiala (FR-4), na eno ali obe strani katere je laminirana bakerjeva folija. Ključni sloji vključujejo:

• Podlaga: Plošča iz izolacijskega materiala; določa togost.
• Bakerjev sloj: Oblikuje tokokrožne vzorce.
• Lepilna maska: Obarvani zaščitni sloj (običajno zelen) ki preprečuje kvarove in mostove med sestavljanjem.
• Silkografija: Oznake za identifikacijo in usmeritev komponent.

Med druge napredne materiale za tiskane vezje spadajo keramika (za visokofrekvenčne RF), aluminij (za moč/LED) in politetrafluoretilen (PTFE) za mikrovalovne tokokroge.

Proces izdelave tiskanih vezij

The proizvodnja PCB proces je natančna zaporedja korakov, ki vključujejo:

• Načrtovanje in ustvarjanje Gerber datotek: Inženirji ustvarijo postavitev vezja s pomočjo orodij EDA in izvozijo Gerber datoteke za proizvodnjo.
• Panelizacija: Več ploščic razporejenih na listu za učinkovitost procesa (še posebej pri majhnih, poceni serijah PCB-jev).
• Prevleka in izpiranje bakra: Laminat je prevlečen z bakrom, nepotrebni deli bakra pa se kemično odstranijo.
• Vrtanje in prevleka prehodov: Za povezave se vrtajo luknje in prehodi; luknje se prevlečejo, da se zagotovi zanesljiva kontinuiteta vezja.
• Zaščitna maska in silikonska tiskarska metoda: Zaščitna maska zaščiti sledove, silikonska tiskarska metoda pa omogoča jasno označevanje.
• Površinska obdelava: (ENIG, HASL, OSP itd.) izboljša zlitljivost.
• Električno testiranje: Vsako vezje se preveri na odprte/kratke sklope.
• Pregled praznega tiskanega vezja: Vizualni in optični pregledi za zagotavljanje kakovosti.

PCBA razloženo: Kako prazna tiskana plošča postane popolnoma sestavljena vezna plošča

Kaj je PCBA?

PCBA (Printed Circuit Board Assembly) je rezultat namestitve in lotkanja vseh potrebnih komponent na tiskano ploščo. Ko se elektronske komponente, kot so upori, kondenzatorji, čipi, integrirana vezja, priključki itd., postavijo na vezno ploščo v skladu z načrtom in trdno povežejo s posebnimi metodami lotkanja, prazna vezna plošča postane popolna elektronska komponenta.

Pravzaprav se s PCBA misli popolnoma sestavljena tiskana plošča, ki jo je mogoče vgraditi v opremo ali izdelke. PCB je le osnovna vezna plošča, medtem ko je PCBA popolna, preizkušena in v celoti funkcijska vezna plošča. PCBA predstavlja popolno elektronsko rešitev, zato je ključnega pomena, da se proizvodnja PCBA izvaja v skladu s strogi standardi v vsakem postopku elektronske proizvodnje.

Razumevanje razlike: PCB proti PCBA

• Razmerje med PCB in PCBA je temeljno: najprej se pripravi osnovna PCB, ki postane popolnoma sestavljena PCBA šele po montaži.
• Znanje o tiskanih vezjih in sestavljenih tiskanih vezjih je osnovno za zmanjševanje stroškov, izbiro pravih storitev in zagotavljanje uspešnega končnega izdelka.
• Sestavljeno tiskano vezje lahko vključuje poljubno število komponent na plošči, pritrjenih na eno ali obe strani tiskanega vezja, odvisno od konstrukcije.

Proces proizvodnje sestavljenega tiskanega vezja: Od neopremljenega tiskanega vezja do sestave vezja

Proces proizvodnje sestavljenega tiskanega vezja vključuje več korakov stroge kontrole, ki so zasnovani za zagotavljanje najvišje zanesljivosti končnega izdelka. Ta proces leži v jedru elektronske proizvodnje in je ključen za pretvorbo neopremljenih tiskanih vezij v popolnoma funkcijske, pripravljene za uporabo komponente.

Koraki v procesu proizvodnje sestavljenega tiskanega vezja:

Tiskanje lemeža: Lemilni testen (zmes finega prahu lemeža in talila) se nanaša na ploščice tiskanega vezja, kjer bodo nameščeni sestavni deli. To omogoča zanesljive povezave med režimom lemljenja.

Postavljanje sestavnih delov: Napredne naprave za postavljanje sestavnih delov jih namestijo na tiskano ploščo – integrirane vezje, SMD upore, kondenzatorje in druge elektronske komponente na osnovno vezje s hitrostjo in visoko natančnostjo.

Lemljenje s preplavljanjem: Po postavitvi se sestav skuhava v nadzorovani peči. Lemilni testen stopi in oblikuje trajne električne povezave med sestavnimi deli in ploščicami tiskanega vezja.

Vstavljanje komponent skozi luknje (če je potrebno): Pri DIP ohišjih ali večjih delih se sestavni deli vstavijo v vnaprej izvrtane luknje na dnu ali vrhu plošče in zavarjajo z valovnim lemljenjem.

Nadzor in kakovost: Avtomatski optični pregled (AOI), rentgenski pregled (za BGAs) in ročni pregledi odkrijejo nepravilno postavljene, nepravilno orientirane ali nespoljene dele.

Preizkušanje v vezju (ICT) in funkcionalno preizkušanje: Napredna izdelava sestavljenih tiskanih vezij vključuje preizkušanje v vezju ali funkcionalno preizkušanje, da se zagotovi pravilno delovanje sestavljenega tiskanega vezja skladno z načrtom.

Končni pregled kakovosti in pakiranje: Vsako popolnoma sestavljeno tiskano vezje se očisti, vizualno pregleda in zapakira v zaščitno, antistatično embalažo, da se prepreči poškodba zaradi elektrostatičnega praženja (ESD) pred dostavo.

Metode sestave: SMT, THT in mešana tehnologija

Proizvodnja PCBAs uporablja več tehnologij sestave:

SMT (tehnologija površinskega montaže): Komponente se namestijo neposredno na površino tiskanega vezja s pomočjo leme in taljenja. Ta metoda prevlada v sodobni elektroniki in omogoča izdelavo gostih in poceni tiskanih vezij.

THT (tehnologija vstavljanja v luknje): Deli z žičnimi izvodi se vstavijo skozi luknje na tiskanem vezju in zalijejo, običajno za priključke, releje ali komponente, ki potrebujejo mehansko trdnost.

Mešana sestava: Mnoga večplastna tiskana vezja in kompleksna elektronika uporabljata obe metodi, pri čemer izkoriščata fleksibilnost SMT-ja in trdnost THT-ja.

Testiranje, pregled in kakovost pri proizvodnji PCBAs

• Po sestavi mora vsaka PCBA prestati več testov: AOI (zaznava težave pri namestitvi/lutanju), ICT, test letalnega sonde in preizkusovanje okoljskega napora.
• Test staranja: PCBA se lahko vklopi na ure ali dneve, včasih pri visoki ali nizki temperaturi, da se zgodaj ujamejo okvare.
• Končni sestavljeni tiskani vezji se pošiljajo le, če prestanejo te stroge preverbe.

Plošča PCB in PCBA: Ključne razlike in odnos med PCB in PCBA

Razlika med PCB in PCBA, še posebej ključna razlika med PCB in PCBA, razumevanje povezanih vprašanj, je zelo koristno za vse, ki delajo v elektronski industriji.

Podrobna tabela: Ključne razlike med PCB in PCBA

Plošča PCB in PCBA se včasih uporabljata zamenljivo – zakaj je to pomembno

V tej panogi se dva izrazza, plošča PCB in PCBA, pogosto zamenjujeta, zlasti med novinci, zato je razumevanje razlike med ploščo PCB in PCBA zelo koristno in nujno.

• Narocilo napačnega izdelka (samo plošča PCB, ko ste hoteli popoln PCBA) ustavi razvoj.
• Nejasna komunikacija vodi do prekoračitve stroškov ali zamikov.
• Kakovostni ponudniki plošč PCB in celotnih vezij bodo vedno pojasnili vaš namen – ali zahtevate prazno tiskano vezje ali popolno sestavo?

Kako se plošče PCB in PCBA uporabljajo v elektronski industriji

Potrošniška elektronika

Plošče PCB in PCBA so osrednje pri pametnih telefonih, prenosnih računalnikih, televizorjih, nosljivih napravah in pametnih domskih napravah. Plošča PCB v telefonu vsebuje CPU, RAM, pomnilnik in antene; PCBA – ko je enkrat v celoti sestavljen – omogoča vklop in vas poveže s svetom digitalne tehnologije.

Avtomobilske, medicinske in industrijske aplikacije

• Avtomobilska elektronika: Rešitve PCBA omogočajo delovanje vsega, od krmilnikov motorja do zabavne elektronike v kabini.
• Zdravstvena oprema: Večplastne plošče PCBA, izdelane v skladu s strogi standardi, zagotavljajo zanesljivost pri EKG monitorjih in slikanju.
• Industrijska krmilila: Popolna sestava tiskanih vezij z robustnimi priključki in napredno izdelavo plošč za ekstremne okoljske pogoje.

Novejši trendi: IoT, EV in napredno načrtovanje PCB

• IoT: Kompaktne večplastne tiskane plošče z dvorekimi sestavami gonijo senzorske vozle in brezžične naprave.
• Električna vozila (EV): Proizvodni proces visokonapetostnih in krmilnih sestavov PCBA uporablja debelo bakreno folijo, posebne podlage ter optimizirano toplotno upravljanje.
• Pametne medicinske naprave: Večplastne fleksibilne sestave tiskanih vezij za nove generacije nosljivih naprav.

Izbira pravega proizvajalca tiskanih vezij ali storitev PCBA

Storitve sestavljanja tiskanih vezij v primerjavi s ponudniki surovih tiskanih vezij

• Ponudniki surovih tiskanih vezij: Ponudba poceni tiskanih vezij (PCB), hitri obrat in preproste RFQ povabila za ponudbe. Primerno za hobije ali zgodnje raziskave in razvoj.
• Storitve PCBA: Ponujamo ključ v roke storitve PCBA, ki obsegajo oskrbo s komponentami, SMT/THT, napredno testiranje, pakiranje in logistiko.
• Ključ-v-roka PCBA pomeni, da vaš dobavitelj upravlja vse od izdelave tiskanega vezja do dostave končne vezane plošče.

Kontrolni seznam za kakovostne ponudnike tiskanih vezij in kompletnih elektronskih plošč

• Strokovnost: Dobro podjetje za sestavo PCB mora imeti široko izkušnjo – od standardnih PCB-jev do večplastnih PCBA ali naprednih PCB-jev.
• Potrdila: Iščite skladnost z ISO, IPC in RoHS.
• Proizvodne zmogljivosti: Ali lahko obdelujejo tip vaše plošče, stopnjo zapletenosti in količino?
• Podpora pri DFM/DFA: Inženirski pregled pred končno proizvodnjo PCB je bistven.
• Povratna sledljivost: Poskrbite, da so vse komponente na plošči izvirne in sledljive.
• Odprta komunikacija: Dobri proizvodni partnerji za PCBA pojasnijo vsak korak procesa sestave.

Pogosta vprašanja: Razlika med PCB in PCBA ter proces proizvodnje elektronike

V: Kaj je prazna PCB?

O: Plošča brez vstavljenih komponent – ne opravlja nobene elektronske funkcije, dokler ni sestavljena.

V: Kdaj naj namesto goli PCB uporabim popoln PCBA?

A: Ko želite pripravljen ploščni sistem, ki je preizkušen in zanesljiv – bistvenega pomena za proizvodnjo ali naprave, ki se dostavljajo kupcem.

V: Kako zagotovim, da PCBA ustreza standardom kakovosti?

A: Sodelujte z uveljavljenimi dobavitelji proizvodnje PCBAs, zahtevajte AOI/rentgensko/ICT preiskave ter certifikate IPC/ISO.

V: Kakšen je odnos med PCB in PCBA?

A: Odnos med PCB in PCBA je zaporeden in bistven. PCB je neobdelana tiskana vezna plošča ali prazna vezna plošča iz izolacijskega materiala, ki služi kot podlaga. Šele ko zaključite postopek sestave PCB-ja – s pripenjanjem komponent na PCB – postane popolna vezna plošča oziroma PCBA. Tako je vsak PCBA zgrajen iz enega PCB-ja, vendar ne postane vsak PCB v PCBA.

V: Kaj določa vrsto PCB-ja, ki jo moram uporabiti?

A: Vrsta tiskanega vezja – enoplastno tiskano vezje, dvooplastno tiskano vezje, večplastno tiskano vezje, trdo, fleksibilno ali trdo-fleksibilno – je odvisna od zapletenosti vašega vezja, potreb po kompaktnosti in obstojnosti ter specifičnih zahtev vaše uporabe, kot so integriteta signala ali upravljanje toplote. Za visokofrekvenčno ali večfunkcijsko elektroniko so morda potrebna naprednejša tiskana vezja ali večplastne plošče s sestavljenimi vezji (PCBA).

V: Katera so najboljša praksa pri proizvodnji elektronike?

A: Vedno posredujte podrobne datoteke z načrtom (Gerber datoteke, BOM), pojasnite, ali želite samo tiskano ploščo (pcb) ali popolnoma sestavljeno ploščo s tiskanimi vezji (pcba), sodelujte z izkušenim proizvajalcem tiskanih vezij ali ponudnikom storitev sestave tiskanih vezij ter zahtevajte testiranje in sledljivost v procesu proizvodnje pcba. Tesno sodelujte s svojim dobaviteljem med celotnim postopkom sestave, od nastavitve kontaktov na tiskani plošči do pregleda končne sestave.

V: Ali se izraza PCB in PCBA v elektronski industriji včasih uporabljata izmenljivo?

A: Da, vendar je razlika med PCB in PCB bistvena. PCB se nanaša na prazno, ravno ploščo ploščo iz izoliranega materiala, medtem ko se pcba nanaša na popolno, funkcionalno sestavljeno ploščo tiskanih vezjev. Njihove razlike neposredno vplivajo na stroške, proizvodni proces in uspeh elektronskih projektov.

V: Ali se lahko en PCB uporablja za različne linije izdelkov?

A: Ja. Standardni PCB ali prazen PCB lahko služi kot osnova za več sestav, če velikosti ploščic, sledi in položaji prek njih ustrezajo različnim BOM. Vendar pa mora končni PCB ustrezati zahtevanemu vezju in postavki za vsak izdelek.

V: Kaj pomeni PCBA na ključ?

PCBA na ključ pomeni, da en sam ponudnik upravlja z vsemi deli, od izdelave PCB-jev, pridobivanja komponent, uporabe spajkalne mase, izvedbe celotne montaže PCB-jev (z ponovnim spajkanjem, nadzorom kakovosti) in pošiljanja popolnoma sestavljenega PCB-ja neposredno do vaših vrat.

Sklep: Razumevanje razlike med PCB in PCBA v sodobni elektroniki

PCB in PCBA sta reprezentativna za različne vidike elektronskih inovacij v sodobni elektroniki. PCB je golega vezja, ki je osnova BA. To je ravna plošča iz izolirnih materialov in bakra, ki nima lastne električne funkcije.

PCBA pa je ustvarjena natančna montaža, kjer so sestavni deli sestavljeni na PCB, ki preoblikuje preprosto neelektrično ploščo v popolnoma funkcionalno vezno ploščo. Kot jedro elektronske industrije, prežema vsak vidik elektronskega proizvodnega procesa.

Iz praznih veznih plošč do popolnoma sestavljenih PCBA je potreben strog nadzor. Zagotavlja, da boste dobili pravi izdelek, optimizira stroške, hitrost in kakovost ter se izogne dražjim napakam. Odnos med PCB in PCBA je temelj celotne strukture - ena je temeljna, druga pa ima elektronske aplikacije.

Ne glede na to, ali izdelujete prototip nove naprave IoT, naročate serijo golih PCB za notranjo ročno montažo ali se zanašate na napredne storitve montaže PCB za zagotavljanje rešitev PCBA na ključ, je pomembno razjasniti razlike med PCB in PCBA v vsaki fazi.