2023년 11월 2일

PCB 조립 공정에 대해 알아야 할 기본 사항

PCB 조립 공정에 대해 알아야 할 기본 사항

PCB 또는 회로 기판의 조립 프로세스에는 정확하고 완전한 기능을 갖춘 제품을 얻기 위해 따라야 하는 다양한 단계, 지침 및 규칙이 포함됩니다. 그러나 이 목표를 성공적으로 달성하기 위해 PCB 조립자는 제어된 냉각 및 가열 현상과 스크린 템플릿을 사용하여 배치를 조절합니다. 전기 부품

조립업체는 부품 유형에 따라 회로 기판을 조립하는 데 적합한 기술을 선택해야 합니다. 모든 조각과 부품은 지정된 위치에 올바르게 정렬되어야 합니다. 또한 구성 요소가 약간만 이동해도 기능 장애가 발생할 수 있습니다. 초기 단계를 이해하려면 다음을 참조하세요. PCB 제조란 무엇입니까?.

PCB 조립은 어떻게 작동합니까?

PCB(인쇄회로기판) 조립 중요한 PCB 부품을 하나로 모으는 과정입니다. 이는 상업용 전자기기와 가전제품의 개발로 이어졌습니다. PCB 어셈블리의 첫 번째 단계는 제작입니다. 이는 기판 표면의 구리 트레이스와 패드의 에칭을 포함합니다. 그 후 기술자는 실제 PCB 조립부터 시작합니다. 자신만의 PCB를 설계하는 경우 다음을 찾을 수 있습니다. PCB 레이아웃을 디자인하는 방법 도움이 되는.

솔더 페이스트 이 프로세스에서는 중요하며 스텐실을 사용합니다. 솔더는 다양한 솔더 과립과 솔더 플럭스로 만들어집니다. 이는 솔더 혼합물의 강도를 높이고 PCB의 구성 요소에 접착됩니다. PCB 부품을 보드에 조심스럽게 배치하고 납땜하는 동안 올바른 위치에 배치하는 것도 중요합니다. 이 작업에서는 매우 정확하고 빠른 픽 앤 플레이스 기계를 통해 수행됩니다. 

기계가 모든 PCB 부품의 위치를 지정하고 나면 이제 작업을 수행할 시간입니다. 리플로우 공정을 통한 PCB. 일반적으로 이러한 목적으로 리플로우 오븐이 사용됩니다. 

목적은 구성 요소와 함께 PCB를 완전히 가열하는 것입니다. 솔더 페이스트는 열로 인해 녹아서 응고됩니다. 이는 PCB 구성 요소와 PCB 표면 사이에 강력한 결합을 만들어 PCB 성능 품질을 향상시킵니다. 다음 단계는 PCB를 검사하고 결함이 있는지 확인하는 것입니다. 이와 관련하여 다양한 PCB 검사 방법이 있습니다. AOI는 일반적인 기술입니다. 다음 내용을 읽고 이 프로세스에 사용되는 기계에 대해 자세히 알아보세요. 자동 광학 검사(AOI) 가이드.

수동 검사는 다양한 PCB 제조업체에서도 사용되는데, 이는 PCB를 발송하기 전에 PCB 내에서 발생할 수 있는 오류를 식별하는 데 도움이 됩니다. 검사 후 이러한 PCB는 포팅 및 컨포멀 코팅과 같은 추가 개선 절차를 거칩니다. 이러한 추가 단계는 PCB가 부정적인 환경 피해와 가능한 부정적인 영향으로부터 면역이 되도록 만드는 데 중요합니다. 자세히 알아보기 인쇄 회로 기판의 구성 요소를 식별하는 방법.

이러한 방식으로 제조업체는 장기적으로 PCB의 내구성과 신뢰성을 더욱 높일 수 있습니다. 마지막 단계는 PCB를 테스트하여 불리한 상황에서도 제대로 작동할 수 있는지 확인하는 것입니다. 기능 테스트, 스캔 테스트, 회로 내 테스트 등이 일반적인 예입니다. 

PCB 조립 및 용어 유형

전자 제조업체는 프로토타입을 개발할 때 많은 어려움에 직면하기 쉽습니다. 기술이 계속 발전함에 따라 고품질 프로토타입 개발의 필요성도 높아지고 있습니다. 

따라서 PCB 조립 프로세스를 훨씬 더 쉽고 효율적으로 만드는 몇 가지 기술적 접근 방식이 있습니다. PCB 조립 현상을 이해하려면 PCB 조립 과정에서 중요한 역할을 하는 다음 기술을 살펴봐야 합니다.

PCB의 SMT 조립 공정 클로즈업
  • SMT 조립

이러한 유형의 어셈블리는 솔더 페이스트를 사용하여 보드 표면에 전기 부품을 직접 통합하는 어셈블러 프로세스를 나타냅니다. 표면 실장 기술에 대해 자세히 알아보려면 다음을 확인하세요. SMT 조립.

  • 기계 조립

이 공정은 생산 또는 조립 라인에서 PCB의 전기 부품을 조립하는 데 도움이 됩니다. 또한, 이러한 방식으로 만들어진 모든 조립된 제품과 구성 요소를 나타내기도 합니다. 쉽게 말하면, 어떤 기능을 수행하기 위해 부품을 하나로 모으는 현상을 의미합니다.

인쇄 회로 기판의 볼 그리드 어레이
  • BGA 조립

BGA 어셈블리는 표면 실장 패키지를 의미합니다. 이 프로세스는 집적 회로와 핀을 활용합니다. 또한 BGA를 사용하면 다음과 같은 기능을 사용할 수 있습니다. HDI PCB 저렴한 가격으로 최대한의 주의와 정밀도로 보드 표면에 전기 부품을 조립하는 데 가장 적합한 옵션입니다. BGA와 다층 PCB에서의 역할에 대해 자세히 알아보세요. 다층 PCB에 대한 종합 가이드.

  • 케이블 어셈블리

케이블 조립에는 수많은 케이블을 하나의 그룹으로 모으는 과정이 포함됩니다. 케이블 어셈블리에는 전력을 전달하는 기능이 있습니다. 케이블 어셈블리의 이 절묘한 기능을 통해 보드 전체에 신호와 전력을 전달할 수 있습니다. 또한, 조립된 케이블 그룹을 사용하면 단일 케이블에 비해 유지 관리 및 교체가 쉽습니다. 케이블 어셈블리와 관련된 구성 요소를 이해하려면 다음을 방문하십시오. 전자 회로 기판 구성 요소.

  • 축 수평 조립

상자 모양 또는 원통형 구성 요소의 각 끝에서 축 리드가 튀어나옵니다. 축 케이블 그룹은 와이어 점퍼와 모양이 동일합니다. 이 축은 주로 짧은 공간의 PCB에 사용됩니다. 또한 축 수평 어셈블리에는 직각 SMT 및 PTH와 관련된 두 가지 유형의 설정이 있습니다. 이러한 설정에서는 리드가 전자 부품의 반대쪽 끝(반대)에서 나옵니다.

구성 요소가 포함된 완성된 턴키 PCB 어셈블리
  • 턴키 조립

턴키(Turnkey)는 구매 후 바로 사용할 수 있는 즉시 사용 가능한 제품을 의미합니다. 제조업체와 조립업체는 PCB 조립 및 제조의 모든 단일 요소에 최대한 주의를 기울여야 합니다. 여기에는 전기 부품 배치 및 PCB 제조도 포함됩니다. 턴키 솔루션에 대해 알아보십시오. 턴키 PCB 조립.

  • 급진적인 수직의 조립

조립업체는 보드 공간이 제한되어 있지만 보드를 완성하기 위해 구성 요소가 여전히 남아 있는 경우 이 프로세스를 사용합니다. 이 프로세스를 통해 PCB 표면 위에 수직 형태로 전기 부품을 통합할 수 있습니다. 구성 요소는 수직 형태로 배치됩니다. 그러나 근본적인 수직 조립에서는 와이어가 부품 끝의 한쪽에서만 나옵니다.

박스 빌드 조립 공정 클로즈업

Box-build에는 전자 기계 시스템에 완전히 통합된 수많은 전선으로 채워진 밀폐된 작은 공간의 캐빈으로 구성된 상자가 포함되어 있습니다. 어셈블러는 이 상자를 사용하여 이미 생산된 PCB를 평가합니다. 

  • 무연 납땜

이러한 유형의 납땜에는 구리, 비스무트, 안티몬, 인듐, 주석, 아연, 은, 주석 등과 같은 금속이 포함됩니다. 무연 납땜은 이름에서 알 수 있듯이 납땜 과정에서 납을 사용하지 않습니다. 또한 납땜은 납땜 인두를 사용하여 수행됩니다. 납땜 인두 끝 부분이 가열되면 먼지와 연기가 공기 중으로 방출될 수 있으며, 이는 조립하는 사람은 물론 해당 지역의 사람들의 건강에 해로울 수 있습니다.

  • 인쇄 

보드 프린팅은 PCB의 디지털 회로도와 디자인을 광택 있는 종이로 변환하는 과정을 의미합니다. 최상의 결과를 얻으려면 인쇄가 용지의 빛나는 면에 이루어져야 합니다. 인쇄는 PCB 조립에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 인쇄상의 작은 오류라도 결국에는 오작동이나 PCB 손상으로 이어질 수 있습니다.

  • N2 시스템

N2 또는 질소 가스, 화학 분자입니다. 냄새나 색상이 없으며 인쇄회로기판 생산에 있어서 매우 중요한 역할을 합니다. N2 시스템은 리플로우 및 일부 선택적 납땜을 포함하는 제조 PCB에서 가스의 사용을 나타냅니다. N2에는 대류 리플로우 및 산화 문제를 보호하기 위한 독특한 접근 방식이 있습니다.

  • 니스칠

바니싱은 PCB 표면에 적용됩니다. 니스칠의 주요 목적은 보드 표면에 보호층을 만들어 외부 요인으로 인한 손상과 부식으로부터 보드를 보호하는 것입니다. 간단히 말해서, 바니싱은 PCB가 가혹한 환경 요인에 맞서도록 도와줍니다.

실험실에서 PCB를 테스트하는 기술자
  • 테스트

PCB 테스트 PCB 생산에 중요한 역할을 합니다. 테스트를 통해 제조업체는 오류를 식별하고 사전에 수정할 수 있습니다. 이 프로세스를 통해 제조업체는 재작업으로 인해 발생할 수 있는 추가 비용을 절약할 수 있습니다. 또한 테스트를 통해 PCB의 오작동을 일으키는 오류를 감지할 수도 있습니다.

  • 포장

PCB에는 습기와 물리적 파손으로부터 보호하는 포장이 필요합니다. 부적절하게 포장하면 보드가 손상되고 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 적절한 포장은 PCB의 무결성을 위해 필수적인 것으로 간주됩니다. 따라서 항상 적절한 포장으로 PCB를 제공하는 제조업체를 선택하십시오.

PCB 조립 공정 단계

PCB 조립 과정 여러 수동 및 자동 단계에 관계없이 완료된 것으로 간주되지 않습니다. PCBA는 항상 PCB의 기본 단위로 시작됩니다.

1단계: PCB에 솔더 페이스트 도포

기계 적용 솔더 페이스트 온투 PCB 스텐실

먼저, 기계 장치를 사용하여 얇은 스테인레스 스틸 모델 시트를 플레이트 표면에 놓습니다. PCB의 올바른 위치에 솔더 페이스트를 균일하게 도포하십시오. 

  • 솔더 페이스트 성분

솔더 페이스트는 솔더라고 불리는 작은 금속 볼로 구성된 회색 물질입니다. 이 미니 금속 볼에는 0.5% 구리, 3% 은 및 96.5% 주석이 포함되어 있습니다. 그런 다음 플럭스를 솔더에 첨가하여 솔더 페이스트를 만듭니다. 플럭스는 땜납이 녹아 결합을 형성하는 데 도움이 되는 화학 물질을 말합니다. 솔더 페이스트는 보드 표면의 올바른 위치에 적절한 양으로 도포되어야 합니다. 솔더 페이스트 유형 및 응용 분야에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요. 전자제품 제조에 사용되는 솔더 페이스트.

산업용 PCB 조립 라인에서 기계식 홀더는 납땜 페이스트와 PCB를 제자리에 고정합니다. 그런 다음 어플리케이터를 사용하여 해당 부위의 오른쪽 표면에 페이스트를 바릅니다. 그 후, 기계는 슬러리를 모델 위에 균일하게 놓았습니다. 모델을 제거한 후 납땜 페이스트가 원하는 위치에 고정됩니다. 

2단계: 픽 앤 플레이스 머신

SMT 부품을 위한 자동 선택 및 배치 기계

납땜이 완료되면 전기 부품을 선택하여 보드에 배치하는 단계가 이어집니다. 픽 앤 플레이스 로봇은 완성된 PCB 위에 SMD 또는 표면 실장 어셈블리를 놓습니다. SMD는 대부분 커넥터가 아닌 전기 부품을 PCB에 배치하는 데 도움이 됩니다.

이전에는 이 단계를 겸자를 사용하여 수동으로 수행했습니다. 조립자는 각 전기 부품을 수동으로 선택하고 배치했습니다. 그러나 오늘날 제조업체에서는 이 작업을 자동으로 수행하기 위해 로봇만 있으면 됩니다. 게다가 부품 배치에는 최고의 정밀도가 필요합니다. 따라서 이러한 변경은 제조업체와 PCB 모두에 필요합니다.

  • 표면 실장 기술

SMT 장치는 진공 클램프를 사용하여 픽 앤 플레이스 프로세스를 시작합니다. 클램프는 PCB를 집어 스테이션 내부에 놓습니다. 거기서 로봇은 PCB 표면에 SMT를 적용하기 시작합니다. 이러한 전기 부품은 미리 설계된 위치의 솔더 페이스트 위에 놓입니다.

3단계: 솔더 페이스트를 굳히기

리플로우 중 PCB 상의 솔더 페이스트 응고

전기부품의 견고한 결합을 위해, 솔더 페이스트 구성 요소를 더 오랜 시간 동안 제자리에 유지하려면 리플로우 프로세스를 거쳐야 합니다. 

배치 과정이 끝나면 PCB는 컨베이어 스트랩으로 옮겨집니다. 이 벨트는 다수의 히터가 포함된 긴 리플로우로를 통과합니다. PCB가 이 히터를 통과할 때 250도까지 천천히 가열되어 땜납이 녹습니다. 자세한 기술은 다음에서 확인할 수 있습니다. PCB 납땜.

  • 리플로우 납땜

땜납을 녹인 후 PCB는 큰 오븐을 통과합니다. PCB가 여러 냉각 시스템을 통과하면 용융물이 냉각되기 시작하여 솔더가 응고되고 솔더 조인트가 생성됩니다. 이는 PCB와 SMD를 결합하는 데 사용되는 견고하고 영구적인 조인트를 생성합니다. 

많은 PCBA는 특히 양면 PCB 어셈블리의 경우 납땜 리플로우 중에 특별한 고려 사항이 필요합니다. 이러한 유형의 어셈블리에는 특히 양면의 모델링 및 납땜 리플로우가 별도로 필요합니다. 그러나 부품 수가 적은 보드 측면을 먼저 모델링하고 배치한 다음 리플로우합니다. 그런 다음 두 번째 측면으로 이동합니다.

4단계: PCB 어셈블리 확인

기술자 검사 - PCB 조립 - 현미경

세 번째 단계인 실장된 전자부품의 납땜을 마친 후 PCB 검사 단계가 진행됩니다. 보드는 기능을 설명하는 여러 가지 분석과 테스트를 거쳐야 합니다. 그러나 품질 관리 PCBA 검사에는 다음이 포함됩니다.

  • 수동 검사

설계자는 수동 검사라고 불리는 PCB 품질을 확인하기 위해 실시간 시각적 분석을 수행합니다.

  • 자동 광학 검사

이러한 유형의 검사는 대량 PCBA에 가장 적합한 것으로 간주됩니다. AOI는 자동 광학 검사를 의미합니다. 이 테스트 접근 방식은 서로 다른 각도에서 납땜 접합부를 관찰하는 고성능 카메라 감지기를 사용합니다. AOI와 같은 검사 방법에 대해 알아보세요. PCB의 자동 광학 검사(AOI)란 무엇입니까?.

  • 엑스레이 검사

이 검사에는 PCB 레이어의 문제를 찾아내는 심층 분석이 포함됩니다.

5단계: 도금된 스루홀 부품 삽입

도금된 스루홀 부품을 PCB에 삽입

납땜 유형 선택은 전적으로 보드 유형에 따라 결정됩니다. 어셈블러는 납땜을 위해 다른 접근 방식도 사용합니다. SMT 부품 외에도 PTS 어셈블리를 사용합니다.

PTH는 회로 전체에 걸쳐 PCB에 도금된 구멍 유형을 나타냅니다. 이 구멍은 PCB의 한 가장자리에서 다른 가장자리로 신호를 전달하는 데 사용됩니다. 이러한 시나리오에서는 페이스트가 공간을 통과하여 접착할 여지가 없기 때문에 솔더 페이스트는 적합하지 않습니다. 또한 PTH에는 보다 전문적인 용접 방법이 필요합니다. 

  • 수동 납땜

여기에는 구멍을 통해 리드를 수동으로 삽입하는 작업이 포함됩니다.

  • 웨이브 솔더링

웨이브 납땜은 수동 납땜과 다릅니다. 이는 용융물을 사용하여 PCB 보드에 구멍을 뚫는 자동화된 접근 방식입니다.

최종 검사 완료

납땜이 완료되면 PCB의 기능 분석 및 테스트와 관련된 마지막 단계가 남습니다. 제조업체는 PCB의 전기적 특성을 테스트하기 위해 아날로그 신호와 전력을 실행합니다. 검사 중에 PCB의 신호 전송에 변동이 나타나면 PCB에 결함이 있는 것입니다. 어떤 이유로 검사에 실패하면 제조업체는 전체 프로세스를 시작해야 합니다.

테스트는 PCB가 제대로 작동하는지 여부를 알려주기 때문에 PCB 조립 전체 과정에서 중요한 역할을 합니다. 

PCB 조립 공정 - 검사 및 테스트

우리는 PCB 검사가 효과적일 뿐만 아니라 사용자에게 안전하다는 사실을 부인할 수 없습니다. 완전히 검사된 PCB는 더 많은 보호 기능을 제공하고 실행 중에 더 오래 작동합니다. 

PCB 공급자는 PCB가 올바른 위치에 있는지 확인하기 위해 다양한 검사 방법을 사용합니다. 따라서 소매업체 PCB 브랜드에서는 PCB를 완전히 분석하고 결함이 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 

X선 기계로 PCB를 검사하는 기술자

이와 관련하여 일반적인 방법은 PCB의 철저한 품질 관리를 위한 X-Ray 검사와 수동 검사입니다. 한 가지 명심하세요. 이러한 방법은 예산에 따라 다릅니다. 따라서 사전에 예산을 결정하는 것이 중요합니다. 

  1. X-Ray 검사는 일반적이며 많은 공급업체에서도 PCB의 결함을 심층 분석하는 검사를 수행할 수 있습니다. 
  2. 수동 검사는 가장 저렴한 방법이며 고급 장비도 필요하지 않습니다. 
  3. AOI는 PCB를 정밀하게 검사하고 숨겨진 결함을 찾아 궁극적으로 장기적 사용을 위한 품질을 향상시키는 또 다른 옵션입니다. 

결론

결국, 귀하의 운영을 위해서는 산업용 등급 PCB를 사용해야 합니다. 결함이 있는 PCB는 위험할 뿐만 아니라 장기간 의존할 경우 내구성이 떨어지는 것으로 입증되었습니다. 

이러한 이유로 당사의 PCB를 직접 확인하신 후 당사와의 협력이 귀하에게 도움이 될지 여부를 결정하시기 바랍니다. 우리는 귀하의 투자가 중요하다는 것을 알고 있으며 당사의 PCB는 귀하의 요구 사항과 요구 사항을 성공적으로 완벽하게 준수합니다. 

작성자: 앨리스 리