Оборудование для производства печатных плат: Контрактное производство электроники

Содержание

Как не ошибиться при выборе оборудования для производства печатных плат?

Современный мир невозможно представить без электронных устройств, так как сфера их деятельности настолько обширна, начиная с простых бытовых приборов и продолжая агрегатами, исследующих космическое пространство. Существование и функционирование всех этих электронных предметов, машин невозможно без печатной платы, главной задачей которой является объединение всех компонентов устройства в полноценную работоспособную систему.

Само по себе производство печатных плат является многоэтапным процессом, где для совершения каждого шага необходимо специальное оборудование, замена которого скорее всего повлечет за собой потерю качества готового изделия.

Почему так важно наличие собственного оборудования?

Все дело в цене и качестве производимого продукта, так как отсутствие некоторых компонентов производства влечет за собой определенные траты на покупку печатных плат у других компаний, что отразится на повышении стоимости изделия, а также, контролируя производство, исключаются риски потери качества.

Где найти хорошее оборудование, которое не подведет и как начать с ним работать?

Не так давно в России существовало лишь несколько компаний, которые могли предложить определенный ассортимент услуг по вопросу производства и представить необходимое оборудование для печатных плат. Но так как скорость технологического процесса увеличивается с невероятной силой, на рынок вышли новые компании, предоставляющие оборудование и сопутствующие материалы. Как в этом многообразии не ошибиться и сделать правильный выбор, который обеспечит комфортную и качественную работу производства?

На что обратить внимание в первую очередь?

ОПЫТ. Необходимо, чтоб компания обладала информацией о реальном опыте использования оборудования, преимуществах и недостатках, частоте поломок; могла предоставить информацию от опытных инженеров-технологов по вопросам опыта применения всевозможных технологий и материалов и, при возникших сложностях, помогли определиться с выбором, учитывая поставленную задачу и требования.

ВЫБОР. Важно, чтоб компания могла предложить широкую линейку не только необходимого оборудования отечественных и зарубежных брендов по приемлемым ценам, но и вспомогательных материалов, которые необходимы в производстве. Постоянно расширяющийся ассортимент, так как технологии не стоят на месте.

СЕРВИС. Существенную ценность представляет сервисное обслуживание и поиск решений в сложных не гарантийных случаях, наличие запасных частей для ремонта и сопутствующих сервисов для эффективного использования поставляемых материалов.

Именно на этих трех основных пунктах основывается АО «Новатор» – сервисная компания, которая обеспечивает производителей печатных плат высококачественными материалами, технологиями и своевременным квалифицированным обслуживанием оборудования.

Главная миссия компании – обмен накопленными знаниями и опытом для достижения мировых стандартов сложности и качества изделий еще и путем проведения обучающих мероприятий по различным технологическим тонкостям и максимально эффективной эксплуатации оборудования и материалов, а в случае отсутствия у клиента определенного оборудования или технологии организует «аутсорсинг» этой части технологического процесса на производственной базе другого, более оснащенного партнера.

Кроме всего прочего, компания предоставляет услугу аренды оборудования «под ключ», что позволяет повысить производительность производства, сократить издержки, внедрить новый технологический процесс, обучить персонал, усовершенствовать собственные технологии, не инвестируя в покупку оборудования.

Понравилась статья? Поставьте лайк

Электроника Производство печатных плат

Как выбрать оборудование для производства печатных плат? :: BusinessMan.ru

Изготовление печатных плат – как бизнес или для собственных нужд

Итак, в первую очередь необходимо руководителю фирмы решить – изготавливать печатные платы для собственного потребления или на этом строить бизнес. От этого зависит, какое оборудование для производства печатных плат необходимо приобрести. Так, внутреннее потребление будет требовать небольшого объема такого изготовления. Если же это будет основным видом деятельности, то нужно позаботиться о том, чтобы приобрести достаточно дорогостоящий станок для производства печатных плат.

Автоматизация производства – обязательное условие данной отрасли

Такой принцип обеспечит высококлассное оборудование для производства печатных плат. Это необходимо не только для снижения затрат на дополнительную численность персонала, но и для обеспечения максимального снижения риска влияния человеческого фактора на качество готовой продукции с целью автоматического управления производством (ведение электронного документооборота, электронной диспетчеризации и логистики).

Правильно подобранное оборудование для производства печатных плат позволит существенно снизить риск загрязнения экологии. Так, данный процесс зачастую связан с достаточно агрессивными стоками, если вовремя не принять специальные меры.

Конечно, нельзя забывать и о планировании своего будущего. В этом помогут новые технологии, внедрение которых можно заменить обычной модернизацией функционирующего уже на предприятии оборудования.

Технологии производства печатных плат

На самом деле, существует несколько технологий такого производства. Рассмотрим некоторые из них. Так, например, это тентинг-процесс, которые содержит, по сравнению с другими технологиями, меньше операций и требует оборудования попроще. Однако если использовать фольгированный алюминий для производства печатных плат, его осаждение и травление зачастую способствуют возникновению большого количества брака. Возможность несовмещения рисунков пленочного фоторезиста с необходимыми отверстиями способствует осторожности в оценке его преимуществ.

Существует и другая технология производства печатных плат – процесс прямой металлизации. В современном производстве при использовании субтрактивных методов (травления фольги) указанный процесс является достаточно прогрессивным. При использовании данной технологии производители избавляются от необходимости химического меднения и гальванической затяжки, что существенно повышает надежность всех внутренних межсоединений на печатной плате.

Однако если требуется высококачественное разрешение рисунка, то производителю нужно будет использовать химическое меднение.

В последние годы довольно успешно используются лазерные методы формирования рисунков с помощью испарений меди из зазоров. Данный процесс связан с боковым подтравливанием. При этом размер зазора в рисунках определяется длиной волн и апертурой оптических систем, выделяющих область энергии из излучения. Таким образом, с помощью лазерного метода можно делать толстые проводники. К примеру, ультрафиолетовые лазеры в медном покрытии воспроизводят зазор шириной до 20 мкм.

При этом до основания освободить от меди зазор невозможно, так как при утончении фольги начинает нагреваться диэлектрик у основания и может произойти тепловой взрыв под фольгой. Именно поэтому данный процесс не доводят до самого конца, а оставляют около 3 мкм металла, который впоследствии вытравливают дифференциальным способом.

Преимущество полуаддитивного метода – лучшее разрешение рисунка. Однако многие производители печатных плат не спешат его использовать, так как субтрактивный метод гарантирует большую устойчивость при обеспечении адгезии меди с подложками.

Комплектование процесса производства

Оборудование для гальванических и химических процессов ориентируется на конкретный набор химикатов, которые используются при прямой металлизации, иммерсионных процессах, для гальваники и прочих концентратов, их применение избавляет данное производство от необходимости проведения химических анализов.

Достаточно высокая производительность у растровых лазерных фотоплоттеров обеспечивается фотошаблонами, что позволяет организовать трехсменную работу производства.

Другими словами, изготавливать рабочие фотошаблоны сразу без фотооригиналов. Таким образом будут устранены существенные потери времени.

Вывод

С внедрением технологических новшеств требуются соответствующие доработки в существующих технологиях и модернизация действующего оборудования производства печатных плат. Это приводит к активному заимствованию эффективных зарубежных технических решений. Прослеживается постоянно возрастающий интерес со стороны инвесторов к вложению капитала в данное производство.

17.12.2015
Татьяна Зозуля
0
Бизнес статьи

Что используется для производства печатных плат?

Печатные платы повсюду. В мире, который становится все более цифровым и автоматизированным, эти электронные компоненты используются во множестве устройств.

От пейджеров и пейджеров до радиоприемников и компьютерных систем — они неотъемлемая часть устройств, которые мы принимаем как должное. Оборудование для производства печатных плат обеспечивает бесперебойную работу в различных отраслях промышленности.

Так что неудивительно, что, несмотря на пандемию, спрос на эти запчасти остается высоким.

Интересно, что когда требуется большое количество печатных плат, компоненты не паяют вручную. Вместо этого производители используют профессиональное сборочное оборудование для изготовления печатных плат.

Имея все это в виду, мы рассмотрим, как создаются эти маленькие устройства, которые заставляют нашу электронику думать и работать.

Начинаем!

Четыре этапа сборки печатной платы

При сборке этих миниатюрных электронных мозгов используется четыре технологии поверхностного монтажа (SMT). Они следуют методу оплавления и состоят из:

Нанесение пасты
Автоматическое размещение компонентов
Пайка
Проверка

В некоторых случаях также требуется этап тестирования.

Ниже представлено основное оборудование, обычно используемое для сборки печатных плат на каждом из этих этапов.

1. Нанесение пасты

Первым шагом в сборке печатных плат является нанесение паяльной пасты на плату. Это паста серого цвета, состоящая из мельчайших частиц различных металлических сплавов. Обычно он состоит из олова, свинца и серебра.

Действует как клей, скрепляющий готовую доску. Без этой пасты компоненты не приклеились бы.

Перед нанесением пасты поверх доски помещается трафарет. Этот трафарет печатной платы представляет собой тонкий лист из нержавеющей стали с небольшими отверстиями, вырезанными лазером. Затем паяльная паста наносится на плату, куда будут устанавливаться компоненты.

Машина для печати паяльной пасты

Первым важным элементом сборочного оборудования является машина для печати паяльной пасты. Эта машина удерживает печатную плату на месте в автоматическом принтере для вставки. Затем, используя необходимое количество, ракель наносит паяльную пасту на контактные площадки.

Затем лезвие проводит по трафарету и равномерно распределяет паяльную пасту по отверстиям, так что слой клея покрывается только в местах более позднего контакта. Трафарет удаляется машиной после.

Если все прошло хорошо, паяльная паста должна быть там, где позже будут размещены компоненты.

Машина для проверки паяльной пасты (SPI)

Проблемы с пайкой SMD часто связаны с печатью дешевой паяльной пасты. Любые ошибки на этом этапе могут означать, что сборка в целом не так надежна и надежна, как должна быть.

Таким образом, следующим шагом будет проверка правильности нанесения паяльной пасты на плату с помощью машины SPI.

Машина SPI использует камеры для захвата 3D-изображений и оценки паяльной пасты по объему припоя, выравниванию и высоте. Он также может определять неподходящие размеры и дефекты, чтобы производители могли их исправить.

2. Автоматическое размещение компонентов

Теперь давайте перейдем ко второму шагу…

После подготовки платы необходимо аккуратно разместить компоненты. Печатные платы часто содержат тысячи крошечных компонентов. Эту задачу раньше выполняли вручную с помощью пинцета.

В наши дни машины способны размещать тысячи деталей быстро и с повышенной точностью.

Машина для захвата и размещения

Эта машина захватывает компоненты и размещает их на плате. Это, пожалуй, самый очевидный этап процесса сборки и самый полезный для наблюдения. Традиционно этот этап кропотливо выполнялся вручную с помощью пинцета.

Но благодаря развитию технологий производители автоматизировали этот шаг. Машина всасывает компоненты SMT и точно размещает их поверх паяльной пасты в заранее запрограммированных положениях.

Они устанавливаются на высокой скорости и могут размещать до 30 000 компонентов в час.

3. Пайка

После того, как все компоненты установлены, их необходимо надежно прикрепить к плате. Это происходит во время процесса пайки, когда материал, называемый «припоем», расплавляется для образования токопроводящих соединений между деталями и их контактными площадками.

Давайте рассмотрим это более подробно:

Машина для пайки оплавлением

При наличии всех крошечных компонентов для компонентов SMT или поверхностного монтажа работа машины для пайки оплавлением заключается в расплавлении паяльной пасты. Это затвердевает, образуя надежные электрические соединения между элементами и их контактными площадками.

Пайка оплавлением является наиболее популярным методом сборки печатных плат. Доска движется по конвейеру через длинную печь; печатная плата проходит через зоны при контролируемых температурах.

4. Осмотр

Последний, но не менее важный этап: Осмотр.

После того, как плата будет готова, производители должны убедиться в отсутствии дефектов и в том, что плата работает должным образом. Это означает проверку на работоспособность, а также на наличие обрывов электрических соединений.

Автоматизированный оптический контроль (AOI)

Затем собранные платы проверяются и тестируются. Автоматические системы оптического контроля обнаруживают проблемы на ранних стадиях производственного процесса. Они используют камеры высокого разрешения для захвата поверхности доски и создания изображения для анализа.

Изображение сравнивается с изображением ранее исправленной эталонной платы. Благодаря такому сравнению любые дефекты или различия выявляются. AOI может определять неправильные и отсутствующие компоненты, а также короткие замыкания и царапины.

Внутрисхемное тестирование (ICT)

Этот тест проводится с использованием приспособления, также называемого «гвоздями». Это один из наиболее распространенных способов проверки функциональности печатной платы.

Основание из гвоздей состоит из подпружиненных пружинных штифтов. Они устроены так, что каждый контакт контактирует с узлом в схеме печатной платы. Готовые платы помещаются на эти штырьки и прижимаются, таким образом, он соединяется с сотнями контрольных точек одновременно.

Через эти соединения гвозди быстро передают тестовые сигналы на печатную плату и из нее. Это позволяет оценить его работу и обнаружить любые разрывы в электрической цепи.

При использовании этого метода на платах, протестированных с помощью этого метода, могут появиться небольшие ямочки на местах пайки в месте контакта острых наконечников.

Это хороший знак, так как он указывает на то, что производитель провел надлежащее исследование функциональности плат.

Готовы ли вы производить доступное оборудование для производства печатных плат?

Теперь вы лучше понимаете, какое оборудование для печатных плат необходимо для сборки небольших электронных плат, обеспечивающих работу наших компьютерных систем.

Если вы производите небольшое количество плат, не все эти этапы необходимы. Более крупные производители могут обеспечить более быстрое и надежное обслуживание, если они используют тщательный контроль для гарантии качества. Компания Imagineering Inc. может производить печатные платы эффективно и по доступной цене. Мы предлагаем все размеры заказов и можем помочь вашей фирме ориентироваться в текущем глобальном климате благодаря надежному производству. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше!

Оборудование для печатных плат: все, что вы должны знать

Процесс сборки печатных плат сложен и многогранен. Для этого требуется множество инструментов и приспособлений. Для этого требуется узкоспециализированное оборудование для печатных плат. Существуют наборы печатных плат, которые могут помочь вам в создании собственных печатных плат своими руками в домашних условиях. Однако это никогда не должно обманывать вас, полагая, что массовое производство высококачественных печатных плат для коммерческих электронных продуктов доступно. В этом руководстве рассматривается все оборудование, задействованное в процессе сборки и изготовления печатных плат.

Что такое оборудование для сборки печатных плат?

Женщина-инженер проверяет конструкцию печатной платы на заводе

Оборудование для сборки печатных плат описывает инструменты, аппараты, инструменты и приспособления, которые мы используем для сборки печатных плат после их изготовления. Поскольку процесс сборки печатной платы состоит из нескольких этапов, каждый этап требует уникального набора инструментов для правильного выполнения. Эти этапы или их порядок могут отличаться от производителя к производителю. Однако в большинстве случаев процесс сборки печатных плат требует от них производства эффективных печатных плат.

Четыре стадию процесса сборки ПХБ

Печатная плата без электронных компонентов, готовых к процессу сборки

. Четыре основных стадию процесса сборки ПП:

Заявка

Автоматическое размещение компонентов

Пайка

Осмотр

Оборудование для печатных плат: нанесение пасты

Производитель наносит паяльную пасту на плату в процессе нанесения пасты. Оборудование, участвующее на этапе применения вставки:

Автоматический принтер трафарета

Design PCB Kit, включая stencil

. для эффективного нанесения паяльной пасты. Трафарет изготовлен из нержавеющей стали. Современные компании по сборке печатных плат используют для создания трафарета автоматический трафаретный принтер с приспособлением для лазерной резки. Более того, эта машина получает инструкции от компьютера, на котором запущено программное обеспечение САПР. После того, как мы вручную проверили трафарет и остались им довольны, мы можем нанести паяльную пасту.

Машина для печати паяльной пасты

[Видео]
Трафаретный принтер для проводящей пасты для печатных плат

Машина для нанесения паяльной пасты на печатную плату. Либо оператор, либо само устройство (автоматизированное) зафиксирует трафарет на печатной плате. Затем машина нанесет точный припой на контактные площадки.

Затем машина для печати паяльной пасты будет использовать лезвие для нанесения и нанесения пасты на указанные области печатной платы. В этих областях на следующем этапе будут размещены компоненты печатной платы. Тем не менее, после того, как мы завершим этот процесс, нам нужно будет проверить нанесение паяльной пасты, чтобы избежать проблем с пайкой.

Машина для контроля паяльной пасты (SPI)

[Видео]
3D SPI машина

Машина для 3D SPI

Машина для проверки точности и пасты позволяет производителю оценить качество процесса проверки и пасты. Эти машины могут быть очень продвинутыми. Они могут определять объем, высоту и площадь места припоя. Кроме того, они могут захватывать 2D- и 3D-изображения отложений припоя и сравнивать их с трафаретом. Если машина для проверки паяльной пасты обнаружит какие-либо проблемы с паяльной пастой, производителю придется переработать нанесение паяльной пасты. Напротив, если это не так, плата может перейти к следующему этапу процесса PCBA.

Оборудование для печатных плат: автоматизированное размещение компонентов

[Видео]
Сборка печатных плат на машине для захвата и размещения

этапе размещения перед размещением их на печатной плате. Наиболее распространенное оборудование для изготовления печатных плат, задействованное на этом этапе, включает:

Машина для дозирования клея

Некоторые производители могут пропустить этот процесс, поскольку паяльной пасты может быть достаточно для создания временного соединения между печатной платой и ее компонентами. Однако нанесение клея может быть очень важным, если производитель использует пайку волной припоя. Это потому, что удар волны может сместить элементы.

Тем не менее, автоматический дозатор клея нанесет клеевую смесь на печатную плату. Этот процесс создаст временную связь между печатной платой и ее компонентами перед окончательным процессом пайки.

Pick-and-Place Machine

Close-up of Pick-and-place machine in a robotics factory
Source: Piqsels

Before the advent of В машине для захвата и установки рабочие вручную размещали компоненты на печатной плате. Для более мелких частей потребуется пара пинцетов.

Подъемный станок автоматизирует этот процесс, собирая компоненты и точно размещая их на печатной плате. Эти машины скоростные и точные. Таким образом, они могут размещать до 3000 штук в час. После того, как сборочное устройство разместило все необходимые компоненты на печатной плате, оно может перейти к следующему процессу сборки.

Автоматическая установка для монтажа компонентов SMD

Оборудование для печатных плат: Пайка

Два наиболее популярных метода сборки печатных плат – высокочастотная пайка волной и пайка оплавлением для сборки печатных плат. Этот процесс включает в себя припой, флюс для припоя, паяльник/пистолет и паяльную станцию. Для небольших высокоточных производств производитель может по-прежнему использовать ручную пайку.
Тем не менее, производители, ответственные за крупное производство, используют один из двух типов оборудования, в зависимости от выбранного ими метода.

Машина для пайки оплавлением

Печь для пайки оплавлением/пайка

Самая популярная техника пайки для ПК. Таким образом, вы найдете машины для пайки оплавлением на большинстве заводов по производству печатных плат. Тем не менее, машина для пайки оплавлением состоит из туннельной печи с конвейерной лентой.

Контролируемый нагрев платы. Этот процесс гарантирует, что ранее нанесенная паяльная паста размягчится и затвердеет, создавая надежную связь между печатной платой и ее компонентами.

Волновая паяльная машина

Волновая паяльная машина
Источник: Wikimedia Commons

. Он применит слой флюса для очистки всех контактных площадок и контактов компонентов. Таким образом, этот процесс гарантирует, что процесс пайки волной припоя создает эффективные соединения.
Затем печатная плата проходит процесс предварительного нагрева для предотвращения теплового удара, приводящего к повреждению материалов печатной платы. По завершении этой фазы печатная плата проходит над волной расплавленного припоя. Кстати, с этой волной будет соприкасаться нижняя сторона печатной платы. Этот процесс позволит соединить выводы компонентов с назначенными им контактными площадками и отверстиями.

Оборудование для печатных плат: Контроль

Электронное оборудование для мастерских и испытаний

Ручного визуального осмотра недостаточно. Тестирование печатных плат является важным аспектом процесса сборки. Таким образом, каждая методика тестирования печатных плат требует своего набора инструментов и испытательного оборудования.

Система внутрисхемного тестирования

Система, состоящая из различных приборов, является частью большой единой машины. Обычно внутрисхемный тестер часто можно найти в конце производственной линии вместе с функциональным тестером. Внутрисхемный тестер/тестовая система обнаружит любые дефекты производственного процесса. Таким образом, это уменьшит количество переделок, которые потребуются плате на станции функционального тестирования.
В зависимости от возможностей системы внутрисхемного тестирования машина или оператор помещает печатную плату в приспособление. Затем компьютер начнет анализировать плату после того, как его инициирует автоматическая или ручная инструкция. Во время этого процесса он будет отображать список результатов. Он будет делать это до тех пор, пока не достигнет окончательного результата и не высветит его как сообщение о прохождении или сбое.
Сверху вниз тестер состоит из
Крышки
Датчики
Крепежные провода
Интерфейсные штифты крепления
Контакты интерфейса модуля
PIN-карта тестера
Тестовая головка.
Контакты интерфейса модуля (расположенные в верхней части карты контактов тестера) подключаются к контактам интерфейса приспособления. Затем эти контакты используют провода для подключения к датчикам. Датчики подключатся к печатной плате, когда оператор поместит их в приспособление. В конечном счете, этот интерфейс позволяет передавать сигналы между тестером и платой.

Испытательная машина с летающим щупом

Испытательная машина с летающим щупом

Вместо приспособления в летающей испытательной машине используется мобильный щуп для обнаружения неисправностей в печатной плате. Он работает по тому же принципу, что и система внутрисхемного тестирования. Однако он более гибкий и дешевый в реализации.

Тестер FCT

Мастерская электроники Сборочно-испытательная станция

Функциональные тесты обычно проводятся после ICT или зондового теста. Тем не менее, мы либо используем электронное устройство, содержащее печатную плату после производства, либо используем оборудование, которое ее имитирует. Так как цель FCT состоит в том, чтобы обеспечить правильное функционирование печатной платы при обычной работе, мы должны подать питание на печатную плату. Между прочим, нам нужны инструменты и инструменты, чтобы позволить нам сделать это.

Тестер старения

Открытая камера для температурных и климатических испытаний для испытаний на старение печатных плат

В ходе испытания на старение (или испытания на термическое старение) печатная плата в течение длительного периода времени подвергается воздействию повышенных температур. Таким образом, оборудование, которое мы используем во время этого теста, должно питать печатную плату и имитировать повышенные температуры и влажность. Кроме того, тестирование должно соответствовать стандарту ECIA – EIA-364-17. Часто производитель использует тестер старения или выгорания для одновременного размещения нескольких печатных плат. Этот факт важен, поскольку испытание на старение может занять значительное время. Следовательно, чем больше плат вы сможете протестировать, тем эффективнее будет тестирование для массового производства.

AOI Tester

Роботизированная система для проверки печатных плат
, конвейерный интерфейс
, конвейерная лента, компьютер. Для крупных производств весь процесс может быть автоматизирован. Однако в большинстве шоу требуется, чтобы оператор поместил печатную плату на конвейерную линию, чтобы интерфейс мог ее обработать. Тем не менее, часто оператор будет контролировать осмотр. Интерфейс содержит камеру высокого разрешения, которая захватывает изображения тестовой печатной платы. Он передает эти изображения на компьютер, который сравнивает их с шаблоном. Если нет проблем со структурой PCBA, компьютер отобразит «PASS». Однако, если он обнаружит какие-либо неисправности, он отобразит сообщение «FAIL» и предупредит оператора.
Тестер AXI
В принципе, тестер AXI работает так же, как тестер AOI, требуя, чтобы оператор контролировал его работу. Однако конструкция тестера AXI отличается тем, что он должен иметь контейнер или экран для защиты рабочих от радиации. Часто тестер AXI использует более мощный компьютер с более сложным программным обеспечением.
Хорошее решение AXI должно быть способно отображать 2D, 3D и компьютерную томографию структуры печатной платы. Эти возможности дают операторам полный контроль. Кроме того, они позволяют просматривать и анализировать подозрительные области под любым углом.

Выбор правильной сборки печатной платы по оборудованию и возможностям

Набор печатных плат, уложенных одна на другую

Процесс изготовления печатной платы является важным. Однако вы хотите сотрудничать с компанией, которая проверит целостность ваших проектов и создаст лучшие печатные платы. Лучшие производители печатных плат располагают новейшим оборудованием, которое соответствует вашим требованиям и последним отраслевым стандартам.