PCB組裝和焊接技術(shù)

印刷電路板 (PCB) 是電子產(chǎn)品的重要組成部分；沒(méi)有 PCB，大多數(shù)電子設(shè)備只是一個(gè)個(gè)無(wú)法使用的盒子。PCB 通常由玻璃纖維制成，并用環(huán)氧樹(shù)脂固定在一起。PCB 組裝和焊接過(guò)程通過(guò)挑選器件、將器件擺放和焊接到電路板上，完整地構(gòu)建出實(shí)體電路。PCB 組裝和焊接之后的檢查、測(cè)試和反饋確保了 PCB 能成功制造出來(lái)。在這篇文章中，深亞電子將和大家一起討論 PCB 組裝和焊接過(guò)程。

1. PCB 組裝和焊接

PCB 組裝和焊接過(guò)程將一塊電路板變成了一個(gè)功能原型。PCB 組裝 (PCB assembly ，即 PCBA) 階段包括器件擺放、焊接、檢查，最后是測(cè)試。PCBA 過(guò)程可以是手動(dòng)或自動(dòng)過(guò)程，具體由制造商在每個(gè)階段決定。

PCBA 過(guò)程簡(jiǎn)述

PCB 設(shè)計(jì)以原理圖為起點(diǎn)。根據(jù)原理圖，設(shè)計(jì)出 PCB layout。PCB layout 定義了電路中的電氣連接路徑（稱(chēng)為走線），以及器件的擺放位置。一旦 PCB layout 設(shè)計(jì)得到批準(zhǔn)，就會(huì)進(jìn)行印刷。

制作好的 PCB 是用環(huán)氧樹(shù)脂固定在一起的玻璃纖維材料片。由銅制成的走線鋪設(shè)在電路板上。器件通過(guò)焊接過(guò)程固定在電路板上。焊接過(guò)程使用一種稱(chēng)為焊料的材料將器件固定在指定位置。焊接好器件的 PCB 構(gòu)成組裝 PCB。將器件貼附在 PCB 上之后，就可以對(duì)它進(jìn)行測(cè)試了。

在 PCBA 過(guò)程中使用了三種技術(shù)，下文將逐一討論。

2. PCB 組裝技術(shù)

在 PCBA 工藝中，有三種關(guān)鍵技術(shù)：

通孔技術(shù) (THT) PCBA 工藝

在通孔技術(shù)中，有引腳的或插件類(lèi)電子器件被焊接到電路板上，形成電路。器件的引線或端子通過(guò) PCB 上的孔或焊盤(pán)插入，并在另一側(cè)焊接。

表面貼裝技術(shù) (SMT) PCBA 工藝

有兩種類(lèi)型的焊盤(pán)：通孔和表面貼裝。在使用表面貼裝焊盤(pán)的 PCB 中，會(huì)焊接表面貼裝器件 (SMD) 以形成電路。焊接表面也是借助焊膏擺放器件的表面。

混合技術(shù) PCBA 工藝

隨著電路設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，在電路中不可能只堅(jiān)持使用一種類(lèi)型的器件。在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的 PCB 中，既有插件，也有表面貼裝器件。這種利用混合器件的 PCB 被稱(chēng)為混合技術(shù)電路板，其組裝過(guò)程采用的是混合技術(shù) PCBA 工藝。

3. 通孔技術(shù) PCB 組裝的步驟

PCBA 工藝的順序因所使用的貼裝技術(shù)而異，現(xiàn)在探討一下通孔技術(shù) PCB 組裝的步驟。

01. 器件的擺放：在通孔技術(shù) PCBA 中，工程師首先將器件擺放在 PCB 設(shè)計(jì)文件中給出的相應(yīng)位置。

02. 檢查和校正：所有器件擺放完畢后，要對(duì)電路板進(jìn)行檢查。檢查時(shí)要檢查器件擺放得是否準(zhǔn)確。如果發(fā)現(xiàn)器件擺放不準(zhǔn)確，要通過(guò)校正步驟立即糾正此類(lèi)問(wèn)題。檢查和校正必須在焊接過(guò)程之前完成。

03. 焊接：該過(guò)程的下一步是焊接，將擺放的器件固定在相應(yīng)的焊盤(pán)上。

04. 測(cè)試：完成 PCB 組裝和焊接過(guò)程之后，就可以對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)試。電子設(shè)備中使用的每一塊 PCB 電路板都要經(jīng)過(guò)這一過(guò)程并通過(guò)測(cè)試。

焊接技術(shù)各種各樣，下面將探討其中的幾種。

4. 焊接技術(shù)

無(wú)論使用何種貼裝技術(shù)，所有 PCBA 工藝都涉及焊接過(guò)程?？梢允褂迷S多不同類(lèi)型的焊接技術(shù)將電氣元件連接到 PCB 上，包括：

波峰焊：THT 和 SMT PCBA 中最常用的技術(shù)

在波峰焊中，PCB 在類(lèi)似波浪的液態(tài)熱焊料上移動(dòng)，焊料會(huì)凝固并固定住器件。

釬焊：溫度最高，焊接效果最為牢固

在釬焊中，通過(guò)加熱貼附金屬器件。不過(guò)，這種技術(shù)將底部的金屬熔化，以適應(yīng)填充金屬。

回流焊

回流焊工藝使用加熱的焊膏將器件貼附到電路板上。處于熔融狀態(tài)的焊膏將 PCB 上的焊盤(pán)和引腳連接起來(lái)。

軟焊：熱門(mén)技術(shù)，用于將緊湊、脆弱的器件固定到印刷電路板上

在軟焊技術(shù)中，用電焊槍或氣體加熱由錫鉛合金制成的金屬空間填充物，將器件固定到電路板上。

硬焊：焊接效果比軟焊更牢固

硬焊用于粘合金屬部件，如銅、黃銅、銀或金，溫度約為 600°F。

在PCB組裝和焊接過(guò)程中，如果PCB設(shè)計(jì)存在可制造性設(shè)計(jì)（Design for Manufacture, 即DFM）錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)人員將不得不回到布局過(guò)程中來(lái)解決這些問(wèn)題。而這可能發(fā)生多次，多次迭代后將導(dǎo)致設(shè)計(jì)重度延遲以及時(shí)間、金錢(qián)、人力的浪費(fèi)。良好的 DFM 設(shè)計(jì)有助于最大程度提高整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的順利度，避免意外產(chǎn)生，并保障構(gòu)建成本的可預(yù)測(cè)性。