Prototipos de PCB de forma sencilla

Servicio completo para prototipos de PCB personalizados.

Proceso de Servicios de Montaje de Placa de Circuito Impreso (PCB)

PCBWay tiene capacidades de prototipado PCB, fabricación de PCB y montaje de PCB.

Proceso de montaje en superficie

Originalmente, todos los PCB se montaron a mano utilizando solo una plancha de soldadura. A medida que avanza la tecnología, los componentes se hacen más pequeños y más difíciles de montar a mano y la cantidad de componentes que pueden caber en una sola placa aumenta. Por lo tanto, se desarrolló la necesidad de montaje automático.

Elementos requeridos

Los siguientes son los elementos necesarios para el montaje automático:

  • Gerber en RS-274-X (aberturas incrustadas) incluido el dibujo de fabricación.

  • Archivo de texto de centroide de pieza con designadores de referencia, capa de colocación externa y ubicación y rotación X & Y en formato ASCII.

  • Archivos de perforación de control numérico (NC)

  • Archivo de pasta de soldadura (uno de los archivos de Gerber) para todos los lados montados

  • Archivo de puntos de pegamento

  • Si es posible, la base de datos de diseño, especificando el formato de la base de datos (nombre del programa)

  • Lista de piezas o lista de materiales (lista de materiales)

  • Piezas o hardware requerido

Los archivos de Gerber se utilizan para definir las ubicaciones de las almohadillas y ayudar a la casa de montaje a determinar dónde se encuentra la punta 1 y proporciona información sobre cómo se ve la placa. La base de datos también se puede utilizar para determinar la ubicación del punta 1. Algunas casas de placa eligen hacer su propio archivo / plantilla de pasta de soldadura. El diseñador puede crear el archivo de pasta de soldadura a su gusto con experiencia. Es bueno aprender cómo y por qué la casa de montaje crea sus plantillas y las duplica para garantizar la consistencia de cada casa de montaje (el nombre común para cualquier empresa que monta las placas). El archivo de pasta de soldadura se utiliza para enmascarar toda la placa, excepto las áreas que serán soldadas. La pasta de soldadura se aplica a las pads expuestas y se elimina la plantilla. Los componentes se aplican y sujetan a la placa mediante la pasta de soldadura y los puntos de pegamento que fijan los componentes a medida que se sueldan a la placa.

Para la ubicación de los componentes, se requiere un archivo de ubicación / centroide de piezas para saber dónde se encuentra el centro de la pieza. La ID de capa muestra en qué lado se coloca la parte y la rotación muestra la orientación del componente.

La consistencia en la rotación del componente original es crítica para informar. A menos que el software del diseñador pueda dar cuenta de inconsistencias, todos los componentes deben crearse con la misma orientación.

Los archivos de perforación NC se utilizan para ubicar los orificios de montaje y proporcionar los tamaños de agujeros para los componentes de orificio pasante. Esto también permite que la casa de montaje determine la distancia adecuada para el cable de componente.

Se utiliza una lista de materiales o partes para hacer referencia a los designadores del archivo centroide y los componentes que deben montarse. La lista de materiales también debe proporcionar información si el componente es un componente de SM o un componente pasante.

Otras Consideraciones

Otras consideraciones para el montaje automático son el tamaño de la placa, el tamaño del panel y los rieles de borde. Las placas generalmente se montan en un panel que puede contener muchas placas. El panel es el material original en el que se grabaron las placas. Los paneles pasan a la sala de montaje con todas las placas intactas.

Nota

Los rieles de borde son las conexiones alrededor de una placa que sostienen la placa durante el montaje, pero se pueden romper fácilmente cuando es el momento de retirar la placa.

1.Ordenar una Placa

PCBWay Solución integral para montaje de PCB y prototipo,

2.Verificación DFM

La verificación DFM observa todas las especificaciones de diseño de una PCB. Específicamente, esta comprobación busca cualquier característica faltante, redundante o potencialmente problemática. Cualquiera de estos problemas puede influir grave y negativamente en la funcionalidad del proyecto final. Por ejemplo, una falla común de diseño de PCB está dejando muy poco espacio entre los componentes de PCB. Esto puede provocar cortos y otras disfunciones.
Al identificar los posibles problemas antes de que comience la fabricación, los controles DFM pueden reducir los costos de fabricación y eliminar los gastos imprevistos. Esto se debe a que estos controles reducen el número de placas desechadas. Como parte de nuestro compromiso con la calidad a bajo costo.

3.Control de calidad entrante (IQC)

PCBWay Verificación de todos los materiales entrantes y problemas de calidad de manejo antes de que comience el montaje SMT posterior. Nuestro puesto de IQC verificará los siguientes problemas de materiales recibidos si cumplen con nuestros estrictos requisitos.

• número de modelo y cantidades según la lista de materiales

• forma (deformación, pin roto, oxidación, etc.), particularmente para IC u otros componentes complejos

• prueba de muestra de materiales entrantes por herramientas tales como marco de prueba, multímetro, etc.

• Si se produce un defecto o una discrepancia anterior, devolveremos todos los materiales recibidos al proveedor o al cliente.

4.Programación de máquina - Archivo Gerber / CAD a Centroide / Ubicación / XY

Una vez recibidos los paneles y componentes de PCB, el siguiente paso es configurar las diversas máquinas utilizadas en el proceso de fabricación. Las máquinas como la máquina de colocación y la AOI (inspección óptica automatizada) requerirán la creación de un programa que se genere mejor a partir de datos CAD, pero con frecuencia esto no está disponible. Los datos de Gerber casi siempre están disponibles ya que estos son los datos requeridos para la PCB desnuda que se va a fabricar.

5.impresión de la pasta del soldadura

La primera máquina para configurar en el proceso de fabricación es la impresora de pasta de soldadura, que está diseñada para aplicar pasta de soldadura mediante una plantilla y escurrimientos en las almohadillas adecuadas de la PCB.

6.Colocación de los componentes

Una vez que se haya confirmado que la PCB impresa tiene aplicada la cantidad correcta de pasta de soldadura, se traslada a la siguiente parte del proceso de fabricación, que es la colocación de los componentes. Cada componente se recoge de su embalaje utilizando una boquilla de aspiración o agarre, comprobado por el sistema de visión y colocado en la ubicación programada a alta velocidad.

Existe una gran variedad de máquinas disponibles para este proceso y depende en gran medida de la empresa y del tipo de máquina que se seleccione. Por ejemplo, si el negocio se enfoca en grandes cantidades de construcción, entonces la tasa de colocación será importante. Sin embargo, si el enfoque es un lote pequeño / mezcla alta, entonces la flexibilidad será más importante.

7.Inspección óptica automatizada pre-reflow (AOI)

Después del proceso de colocación de componentes, es importante verificar que no se hayan cometido errores y que todas las piezas se hayan colocado correctamente antes de la soldadura por reflujo. La mejor manera de hacerlo es mediante el uso de una máquina AOI para realizar comprobaciones tales como presencia de componentes, tipo / valor y polaridad.

8.Soldadura por reflujo

Una vez que los componentes se colocan en las placas, cada pieza se envía a través de nuestras máquinas de reflujo. Esto significa que la pasta de soldadura necesita solidificarse, adherir los componentes a la placa. El montaje de PCB logra esto a través de un proceso llamado "reflujo".

Esta parece ser una de las partes menos complicadas de los procesos de montaje, pero el perfil de reflujo correcto es clave para garantizar uniones de soldadura aceptables sin dañar las piezas o el montaje debido al calor excesivo.

Cuando se utiliza soldadura sin plomo, un ensamblaje cuidadosamente perfilado es aún más importante ya que la temperatura de reflujo requerida a menudo puede ser muy cercana a la temperatura nominal máxima de muchos componentes.

9.Inspección óptica automatizada Post-Reflow (AOI)

La última parte del proceso de montaje superficial es verificar nuevamente que no se hayan cometido errores al usar una máquina AOI para verificar la calidad de la junta de soldadura.

A menudo, el movimiento durante el proceso de reflujo dará como resultado una mala calidad de conexión o una falta total de conexión. Los circuitos cortos también son un efecto secundario común de este movimiento, ya que los componentes extraviados a veces pueden conectar partes del circuito que no deberían conectarse.

La verificación de estos errores y desajustes puede implicar uno de varios métodos de inspección diferentes. El más común de estos métodos de inspección incluye lo siguiente:

  • Verificaciones manuales
  • Inspección óptica automática (AOI)
  • Inspección automatizada de rayos X (AXI)

10.Revestimiento formal

Algunos montajes de placas de circuito impreso completos tienen un revestimiento de conformación. Por lo general, depende de los requisitos del producto del cliente.

11.Inspección final y prueba funcional

Una vez finalizada la etapa de recubrimiento de soldadura y conformación del proceso de montaje de PCB, el equipo de control de calidad probará la PCB para determinar su funcionalidad. Esta inspección se conoce como una "prueba funcional". El software y las herramientas de prueba generalmente son proporcionados por el cliente, PCBWay también puede hacer accesorios de acuerdo con los requisitos del cliente. La prueba pone a prueba la PCB, simulando las circunstancias normales en las que funcionará la PCB. Las señales de potencia y simuladas pasan por la PCB en esta prueba mientras los probadores monitorean las características eléctricas de la PCB.

12.Lavado y secado

Baste decir que el proceso de fabricación puede ser sucio. La pasta de soldadura deja una cierta cantidad de flujo, mientras que la manipulación humana puede transferir aceites y suciedad de los dedos y la ropa a la superficie de la placa. Una vez que todo está dicho y hecho, los resultados pueden parecer un poco lúgubres, lo cual es a la vez estético y práctico.

13.Embalaje y envío

Todas las placas montadas están empacadas (se pueden solicitar en empaques antiestáticos) y se envían a DHL, FedEx, UPS, EMS, y más. Cualquier componente no utilizado se devuelve de acuerdo con las instrucciones del cliente. Además, los clientes reciben una notificación por correo electrónico cuando envían sus paquetes.

  • MANNI Prensas automáticas de impresión de pasta de soldadura

  • Prensas de impresión automáticas DSP-1008

  • Máquina de inspección de pasta HITACHI

  • JUKI

  • Montadora JUKI

  • Línea de alta velocidad JUKI

  • Línea de producción automáticaSMT

  • Reflujo NS-800II

  • SMT-AOI2

  • SMT-AOI4

  • rayos X

  • Comprobador de la primera pieza

  • Reelaboración BGA

  • Línea automáticaDIP

  • Línea de montaje autosoldante DIP

  • Soldadura por ola

  • Robot de soldar

  • Osciloscopio

  • Bastidor automático de maduración

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01.PPE - Pre Production Engineering

Customer supplied data (gerber) is used to produce the manufacturing data for the specific PCB (artworks for imaging processes and drill data for drilling programs). Engineers compare demands/specifications against capabilities to ensure compliance and also determine the process steps and associated checks. No changes are allowed without PCBWay Group permission.

02.Preparing the phototools

Artwork Master is PCB production in the key steps, which directly affect the quality of the final product quality,An accurately scaled configuration of electronic data used to produce the artwork master or production master. Artwork Master – The photographic image of the PCB pattern on film used to produce the circuit board, usually on a 1:1 scale.In general, there are three types of Artwork Master:(1) Conductive Pattern  (2) solder mask (3) Silkscreen

03.Print inner layers

Stage 1 is to transfer the image using an artwork film to the board surface, using photosensitive dry-film and UV light, which will polymerise the dry film exposed by the artwork.
This step of the process is performed in a clean room.
Imaging – The process of transferring electronic data to the photo-plotter, which in turn uses light to transfer a negative image circuitry pattern onto the panel or film.

04.Etch inner layers

Stage 2 is to remove the unwanted copper from the panel using etching. Once this copper has been removed, the remaining dry film is then removed leaving behind the copper circuitry that matches the design.
Etching – The chemical, or chemical and electrolytic, removal of unwanted portions of conductive or resistive material.

05.Inner layer Automatic Optical Inspection(AOI)

Inspection of the circuitry against digital “images” to verify that the circuitry matches the design and that it is free from defects. Achieved through scanning of the board and then trained inspectors will verify any anomalies that the scanning process has highlighted. PCBWay Group allows no repair of open circuits.

06.Lay-up and bond (Lamination)

The inner layers have an oxide layer applied and then “stacked” together with pre-preg providing insulation between layers and copper foil is added to the top and bottom of the stack. The lamination process consists of placing the internal layers under extreme temperature (375 degrees Fahrenheit) and pressure (275 to 400 psi) while laminating with a photosensitive dry resist. The PCB is allowed to cure at a high temperature, the pressure is slowly released and then the material is slowly cooled.

07.Drilling the PCB

We now have to drill the holes that will subsequently create electrical connections within the multilayer PCB. This is a mechanical drilling process that must be optimised so that we can achieve registration to all of the the inner layer connections. The panels can be stacked at this process. The drilling can also be done by a laser drill

08.Electroless copper deposition

The first step in the plating process is the chemical deposition of a very thin layer of copper on the hole walls.
PTH provides a very thin deposit of copper that covers the hole wall and the complete panel. A complex chemical process that must be strictly controlled to allow a reliable deposit of copper to be plated even onto the non-metallic hole wall. Whilst not a sufficient amount of copper on its own, we now have electrical continuity between layers and through the holes.Panel plating follows on from PTH to provide a thicker deposit of copper on top of the PTH deposit – typically 5 to 8 um. The combination is used to optimise the amount of copper that is to be plated and etched in order to achieve the track and gap demands.

09.Image the outer layers

Similar to the inner layer process (image transfer using photosensitive dry film, exposure to UV light and etching), but with one main difference – we will remove the dry film where we want to keep the copper/define circuitry – so we can plate additional copper later in the process.
This step of the process is performed in a clean room.

10.Plating

Second electrolytic plating stage, where the additional plating is deposited in areas without dry film (circuitry). Once the copper has been plated, tin is applied to protect the plated copper.

11.Etch outer layer

This is normally a three step process. The first step is to remove the blue dry film. The second step is to etch away the exposed/unwanted copper whilst the tin deposit acts an etch resist protecting the copper we need. The third and final step is to chemically remove the tin deposit leaving the circuitry.

12.Outer layer AOI

Just like with inner layer AOI the imaged and etched panel is scanned to make sure that the circuitry meets design and that it is free from defects. Again no repair of open circuits are allowed under PCBWay demands.

13.Soldermask

Soldermask ink is applied over the whole PCB surface. Using artworks and UV light we expose certain areas to the UV and those areas not exposed are removed during the chemical development process – typically the areas which are to be used as solderable surfaces. The remaining soldermask is then fully cured making it a resilient finish.
This step of the process is performed in a clean room.

14.Surface finish

Various finishes are then applied to the exposed copper areas. This is to enable protection of the surface and good solderability. The various finishes can include Electroless Nickel Immersion Gold, HASL, Immersion Silver etc. Thicknesses and solderability tests are always carried out.

15.Profile

This is the process of cutting the manufac-turing panels into specific sizes and shapes based upon the customer design as defined within the gerber data. There are 3 main options available when providing the array or selling panel – scoring, routing or punching. All dimensions are measured against the customer supplied drawing to ensure the panel is dimensionally correct.

16.Electrical test

Used for checking the integrity of the tracks and the through hole interconnections – checking to ensure there are no open circuits or no short circuits on the finished board. There are two test methods, flying probe for smaller volumes and fixture based for volumes.We electrically test every multilayer PCB against the original board data. Using a flying probe tester we check each net to ensure that it is complete (no open circuits) and does not short to any other net.

17.Final inspection

In the last step of the process a team of sharp-eyed inspectors give each PCB a final careful check-over.Visual checking the PCB against acceptance criteria and using PCBWay “approved” inspectors. Using manual visual inspection and AVI – compares PCB to gerber and has a faster checking speed that human eyes, but still requires human verification. All orders are also subjected to a full inspection including dimensional, solderability, etc.

18.Packaging

Boards are wrapped using materials that comply with the PCBWay Packaging demands (ESD etcetera) and then boxed prior to be being shipped using the requested mode of transport.