Полная энциклопедия терминологии PCBA на 2023 год: все, что вам нужно знать

Введение

Вы когда-нибудь терялись в море сокращений и технического жаргона, погружаясь в мир сборки печатных плат (PCBA)? Вы когда-нибудь задумывались, что такое SMT, PTH или BGA? Или, возможно, вас озадачили такие термины, как «пайка оплавлением», «пайка волной» или «селективная пайка»? Ты не один. Мир PCBA наполнен специализированной терминологией, которая может оказаться сложной как для новичков, так и для опытных профессионалов.

В этом подробном руководстве мы стремимся прояснить сложный язык PCBA. Мы углубимся в наиболее распространенные, а также в некоторые наиболее непонятные термины, используемые в отрасли. От проектирования до компонентов, от процессов сборки до методов пайки, от соблюдения качества до анализа отказов — мы предоставим вам все необходимое.

Оставайтесь с нами, когда мы отправимся в это поучительное путешествие по самое подробное и полное руководство по терминологии PCBA 2023 года. Это ваш универсальный ресурс, позволяющий свободно владеть языком PCBA.

Терминология проектирования печатных плат

Основные термины проектирования

• Схематическое проектирование: Схематическое проектирование — это начальный этап проектирования, на котором схема представляется в упрощенном виде. Он включает в себя представление компонентов и их взаимосвязей.
• Дизайн печатной платы: Проектирование разводки печатной платы — это процесс размещения и разводки всех компонентов на печатной плате. Это включает в себя принятие решения о том, где и как следует разместить компоненты, прокладку электрических соединений между ними и оптимизацию компоновки для достижения наилучшей производительности.
• Гербер-файлы: Файлы Gerber — это стандартный формат файлов, используемый производителями печатных плат для понимания конструкции печатной платы. Они содержат информацию о медных слоях, паяльной маске, шелкографии и данных сверления.
• Спецификация материалов (BOM): Спецификация представляет собой список всех компонентов, которые будут размещены на печатной плате. Он включает в себя такую информацию, как производитель компонента, номер детали, количество и место размещения на плате.
• Проектирование для производства (DFM): DFM — это набор рекомендаций, которым следуют проектировщики, чтобы гарантировать, что их конструкция печатной платы может быть легко и надежно изготовлена.
• Проектирование для сборки (DFA): DFA — это набор рекомендаций, которым следуют дизайнеры, чтобы гарантировать, что их конструкция печатной платы может быть легко и эффективно собрана.
• Проектирование для испытаний (DFT): DFT — это набор рекомендаций, которым следуют проектировщики, чтобы гарантировать, что их проект печатной платы можно легко и эффективно протестировать.
• САПР (компьютерное проектирование): Программное обеспечение САПР используется дизайнерами для создания схем и макетов печатной платы.
• DRC (проверка правил проектирования): DRC — это процесс, в котором программный инструмент проверяет разводку печатной платы, чтобы убедиться, что она соответствует правилам проектирования по минимальной ширине дорожек, минимальному расстоянию между дорожками и т. д.

Расширенные условия проектирования

• Высокоскоростной дизайн: Высокоскоростное проектирование — это специализированная область проектирования печатных плат, в которой тщательно учитываются целостность сигнала, целостность питания и электромагнитная совместимость печатной платы из-за высоких рабочих частот.
• RF (радиочастотный) дизайн: RF-проектирование — это специализированная область проектирования печатных плат, в которой печатная плата предназначена для работы с сигналами в радиочастотном диапазоне (от 3 кГц до 300 ГГц).
• Проектирование смешанных сигналов: Проектирование со смешанными сигналами — это тип проектирования печатных плат, в котором используются как аналоговые, так и цифровые схемы.
• Гибкая и жестко-гибкая конструкция: Гибкое и жестко-гибкое проектирование предполагает разработку гибких печатных плат или сочетание жестких и гибких плат.
• Конструкция HDI (межсоединение высокой плотности): Проектирование HDI предполагает разработку печатных плат с более высокой плотностью проводки на единицу площади по сравнению с обычными печатными платами.
• MCAD (механическое компьютерное проектирование): Программное обеспечение MCAD используется в сочетании с программным обеспечением CAD для электротехники для проектирования печатных плат, чтобы гарантировать, что печатная плата вписывается в корпус конечного продукта и соответствует всем механическим ограничениям.
• ECAD (автоматизированное проектирование электротехники): Программное обеспечение ECAD используется для создания схем и макетов печатных плат.
• DFX (Дизайн для совершенства): DFX — это комплексный набор рекомендаций, включающий DFM, DFA, DFT и другие рекомендации, обеспечивающие оптимальность конструкции печатной платы во всех аспектах.

Терминология компонентов PCBA

Основные компоненты

• Резистор (R): Резистор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который реализует электрическое сопротивление как элемент схемы. Общие пакеты включают 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 и т. д.
• Конденсатор (С): Конденсатор — это пассивный двухконтактный электронный компонент, который сохраняет электрическую энергию в электрическом поле. Общие пакеты включают 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 и т. д.
• Индуктор (Л): Индуктор, также называемый катушкой или реактором, представляет собой пассивный двухконтактный электрический компонент, который сохраняет энергию в магнитном поле, когда через него протекает электрический ток. Общие пакеты включают 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 и т. д.
• Диод (Д): Диод — это двухконтактный электронный компонент, который проводит ток преимущественно в одном направлении. Распространенные пакеты включают СОД-123, СОД-323, СОД-523, СОД-723 и т. д.
• Транзистор (Б): Транзистор — это полупроводниковое устройство, используемое для усиления или переключения электронных сигналов и электрической энергии. Распространенные пакеты включают ТО-92, ТО-220, СОТ-23, СОТ-223 и т. д.

Расширенные компоненты

• Интегральная схема (ИС): Интегральная схема или монолитная интегральная схема представляет собой набор электронных схем на одном небольшом плоском куске полупроводникового материала, обычно кремния. Общие пакеты включают DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP и т. д.
• Микроконтроллер (У): Микроконтроллер — это небольшой компьютер на одной интегральной схеме, содержащий ядро процессора, память и программируемые периферийные устройства ввода-вывода. Общие пакеты включают DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP и т. д.
• Операционный усилитель (ОУ, U): Операционный усилитель представляет собой усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления, дифференциальным входом и, как правило, несимметричным выходом. Общие пакеты включают DIP, SOIC, MSOP и т. д.
• Цифро-аналоговый преобразователь (DAC, U): ЦАП — это система, которая преобразует цифровой сигнал в аналоговый сигнал. Общие пакеты включают DIP, SOIC, MSOP и т. д.
• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, U): АЦП — это система, которая преобразует аналоговый сигнал, например звук, принимаемый микрофоном, или свет, попадающий в цифровую камеру, в цифровой сигнал. Общие пакеты включают DIP, SOIC, MSOP и т. д.

Дополнительные компоненты

• Аккумулятор (БТ): Аккумулятор – это устройство, состоящее из одного или нескольких электрохимических элементов с внешними соединениями для питания электрических устройств.
• Спикер (СП): Динамик — это электроакустический преобразователь, который преобразует электрический звуковой сигнал в соответствующий звук.
• Микрофон (М): Микрофон — это устройство, которое записывает звук путем преобразования звуковых волн в электрический сигнал.
• Мотор (М): Двигатель – это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.
• Дисплей (ДС): Дисплей — это устройство вывода для представления информации в визуальной или тактильной форме.
• Термистор (ТН): Термистор — это тип резистора, сопротивление которого зависит от температуры.
• Фотодиод (ФД): Фотодиод — это полупроводниковое устройство, преобразующее свет в электрический ток. Распространенные пакеты включают ТО-18, ТО-46, ТО-5 и т. д.
• Фототранзистор (Q): Фототранзистор — это полупроводниковое устройство, которое используется для обнаружения света и преобразования его в электрический сигнал. Распространенные пакеты включают ТО-18, ТО-46, ТО-5 и т. д.
• Регулятор напряжения (ВР): Регулятор напряжения – это система, предназначенная для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения. Распространенные пакеты включают ТО-220, ТО-252 (ДПАК), ТО-263 (Д2ПАК), СОТ-223 и т. д.
• Радиочастотный модуль (РЧ): Радиочастотный модуль — это небольшое электронное устройство, используемое для передачи и/или приема радиосигналов между двумя устройствами.
• Чип памяти (U): Чип памяти — это электронный носитель данных, в котором для хранения информации используется технология интегральных схем. Общие пакеты включают DIP, SOP, SSOP, TSSOP и т. д.
• Тактовый генератор (CLK): Тактовый генератор — это схема, которая генерирует сигнал синхронизации для использования в синхронизации работы схемы. Общие пакеты включают DIP, SOP, SSOP, TSSOP и т. д.

Терминология процесса сборки PCBA

• SMT (технология поверхностного монтажа): SMT — это метод производства электронных схем, в котором компоненты монтируются или размещаются непосредственно на поверхности печатных плат (PCB).
• Технология сквозного отверстия (THT): THT — это метод установки компонентов с помощью проводов в отверстия, просверленные в печатной плате.
• Процесс выбора и размещения: это процесс размещения компонентов на печатной плате с помощью устройства для захвата и размещения.
• Пайка оплавлением: Пайка оплавлением — это процесс, при котором паяльная паста (клейкая смесь порошкообразного припоя и флюса) используется для временного прикрепления одного или нескольких электрических компонентов к их контактным площадкам.
• Волновая пайка: Пайка волной — это процесс массовой пайки, используемый при производстве печатных плат.
• Ручная пайка: Ручная пайка выполняется для деталей, которые невозможно спаять машинами, например, для крупных и громоздких компонентов, или для прототипов.
• Методы проверки: сюда входит визуальный осмотр, автоматизированный оптический контроль (AOI) и рентгеновский контроль. Эти методы используются для обеспечения качества печатных плат после сборки.
• Функциональный тест (FCT): Функциональное тестирование — это процесс обеспечения качества и тип тестирования «черного ящика», в котором тестовые сценарии основываются на спецификациях тестируемого программного компонента.
• Защитное покрытие: Конформное покрытие представляет собой защитное химическое покрытие или полимерную пленку толщиной 25–75 мкм (обычно 50 мкм), которая «соответствует» топологии печатной платы.
• Сборка коробки: Сборка коробок, также известная как системная интеграция, представляет собой сборочную работу, отличную от производства печатных плат (PCB). Это процесс электромеханической сборки, который включает в себя изготовление корпуса, установку и прокладку кабелей или жгутов проводов, а также установку узлов и компонентов.
• Доработка/Ремонт: Доработка/ремонт предполагает процесс исправления ошибок на печатной плате после сборки.
• Депанелирование: Депанелирование — это процесс удаления отдельных печатных плат с панели, на которой они были собраны.

Терминология методов пайки печатных плат PCBA

Основные методы пайки

• Волновая пайка: это крупномасштабный процесс пайки, при котором электронные компоненты припаиваются к печатной плате, образуя электронную сборку. Название происходит от использования волн расплавленного припоя для крепления металлических компонентов к печатной плате. В процессе используется резервуар для хранения расплавленного припоя; компоненты вставляются в печатную плату или размещаются на ней, а загруженная печатная плата проходит через ванну с расплавленным припоем. Припой прилипает к открытым металлическим участкам платы (не защищенным паяльной маской), создавая надежное механическое и электрическое соединение.
• Пайка оплавлением: Пайка оплавлением — это процесс, при котором паяльная паста (клейкая смесь порошкообразного припоя и флюса) используется для временного прикрепления одного или тысяч крошечных электрических компонентов к их контактным площадкам, после чего вся сборка подвергается контролируемому нагреву. Паяльная паста оплавляется в расплавленном состоянии, создавая прочные паяные соединения. Нагрев может быть осуществлен путем пропускания сборки через печь оплавления или под инфракрасной лампой или путем пайки отдельных соединений карандашом с горячим воздухом.
• Селективная пайка: Селективная пайка — это процесс выборочной пайки компонентов к печатным платам и формованным модулям, которые могут быть повреждены под воздействием тепла в печи оплавления или волновой пайки в традиционном процессе сборки с технологией поверхностного монтажа (SMT). Обычно это следует за процессом оплавления в печи SMT; Детали, подлежащие выборочной пайке, обычно окружены компонентами SMT, и процесс тщательно контролируется с использованием флюса и других средств, чтобы предотвратить повторное оплавление близлежащих компонентов.
• Ручная пайка: Ручная пайка осуществляется паяльником или паяльной станцией. Это ручной процесс, обычно используемый для мелкосерийного производства или прототипирования.

Передовые методы пайки

• Пайка горячим стержнем: Пайка горячими стержнями — это процесс селективной пайки, при котором две предварительно флюсованные детали с припоем нагреваются до температуры, достаточной для того, чтобы припой расплавился, растекся, а затем затвердел, образуя постоянную электромеханическую связь между деталями. Пайка горячими стержнями отличается высокой повторяемостью, эффективностью и не требует расходных материалов.
• Инфракрасная пайка: Инфракрасная пайка — это процесс, в котором используется инфракрасное излучение для нагрева паяемого соединения. Излучение поглощается суставом, а затем преобразуется в тепло. Этот метод часто используется в автоматизированных процессах и подходит как для технологии сквозного, так и для поверхностного монтажа.
• Пайка в паровой фазе: Пайка в паровой фазе — это процесс, в котором используется парофазная машина, которая создает пар из жидкости с определенной температурой кипения. Печатная плата нагревается за счет конденсации пара на поверхности печатной платы. Этот метод обеспечивает очень равномерный нагрев и особенно полезен для сложных плат.
• Лазерная пайка: Лазерная пайка — это бесконтактный процесс, в котором используется лазер для генерации тепла, необходимого для пайки. Этот метод очень точен и может использоваться для небольших и деликатных деталей.
• Индукционная пайка: Индукционная пайка — это процесс, при котором выделяется тепло путем пропускания электрического тока через катушку. Тепло генерируется сопротивлением току внутри катушки. Этот метод часто используется для пайки проводов и других мелких компонентов.
• Пайка сопротивлением: Пайка сопротивлением — это процесс, при котором тепло генерируется за счет прохождения тока через резистивный материал. При этом процессе в месте соединения выделяется тепло, что снижает риск термического повреждения печатной платы.
• Пайка оплавлением в печи: Пайка оплавлением в печи — это процесс, в котором используется паяльная паста## Терминология методов пайки печатных плат.

Терминология тестирования и проверки печатных плат

Основные условия испытаний и проверок

• Визуальный осмотр: это самая базовая форма проверки печатной платы, при которой плата визуально осматривается на наличие очевидных дефектов, таких как отсутствующие компоненты или поврежденные дорожки.
• Автоматизированный оптический контроль (АОИ): AOI — это бесконтактный метод тестирования, в котором для захвата изображений печатной платы используется высокоскоростная камера и свет. Затем эти изображения сравниваются с цифровым изображением «хорошей» платы для выявления любых дефектов.
• Рентгеновский контроль: этот метод использует рентгеновские лучи для проверки внутренних характеристик печатной платы, таких как качество паяных соединений в корпусе BGA (Ball Grid Array).
• Внутрисхемное тестирование (ICT): ICT — это метод тестирования, при котором щупы используются для проверки работы компонентов печатной платы. Этот тест может обнаружить такие проблемы, как короткое замыкание, обрыв, сопротивление, емкость и другие основные величины.
• Функциональный тест (FCT): FCT — это тип тестирования «черного ящика», при котором функциональность печатной платы проверяется в смоделированных рабочих условиях.

Условия расширенного тестирования и проверки

• Граничное сканирование (JTAG): Граничное сканирование — это метод тестирования межсоединений на печатных платах или субблоках внутри интегральной схемы. Она также известна как JTAG (Объединенная группа по тестированию).
• Тест летающего зонда: Это тип ИКТ, который не требует испытательного приспособления. Он использует движущиеся датчики для проверки электрических характеристик компонентов и прочных соединений.
• Автоматизированный рентгеновский контроль (AXI): AXI — это технология, основанная на тех же принципах, что и простой рентгеновский контроль, но с автоматизацией, позволяющей тестировать сложные печатные платы.
• Тепловизионное изображение: этот метод использует тепловизионную камеру для обнаружения горячих точек на печатной плате, что может указывать на области с высоким сопротивлением или на компоненты, которые потребляют больше энергии, чем ожидалось.
• Анализ целостности сигнала: Это мера качества электрического сигнала. В контексте тестирования печатных плат анализ целостности сигнала может использоваться для обнаружения таких проблем, как перекрестные помехи, отражение и потеря сигнала.
• Анализ целостности электропитания: это показатель того, насколько хорошо система преобразует и передает мощность от источника к нагрузке без ухудшения целостности сигнала. В контексте тестирования печатных плат анализ целостности питания можно использовать для обнаружения таких проблем, как падение напряжения, шум источника питания и отскок земли.

Терминология анализа отказов печатной платы

Распространенные виды отказов

• Разомкнутая цепь: Разомкнутая цепь — это тип неисправности, при которой разрыв цепи препятствует протеканию тока. Это может быть связано с обрывом дорожки, неисправностью паяного соединения или неисправностью компонента.
• Короткое замыкание: Короткое замыкание — это тип неисправности, при котором происходит непреднамеренное соединение между двумя точками цепи, в результате чего ток течет по нежелательному пути. Это может быть связано с паяной перемычкой, неисправностью компонента или повреждением печатной платы.
• Отказ компонента: Отказ компонента относится к любой ситуации, когда компонент на печатной плате не может выполнять предусмотренную функцию. Это может быть связано с производственным дефектом, неправильным обращением или эксплуатацией компонента в недопустимых условиях.
• Отказ паяного соединения: Отказ паяного соединения относится к любой ситуации, когда паяное соединение на печатной плате не обеспечивает надежное электрическое соединение. Это может быть связано с множеством факторов, включая плохую технику пайки, механическое воздействие или термоциклирование.
• Подъемник для подушек: Подъем площадки — это тип неисправности, при котором медная площадка на печатной плате отделяется от подложки. Это может быть вызвано механическим воздействием или чрезмерным нагревом во время пайки.
• Отслеживание повреждений: Повреждение трассировки относится к любой ситуации, когда медная дорожка на печатной плате повреждена или сломана. Это может быть вызвано физическим повреждением печатной платы, чрезмерным током или коррозией.

Методы анализа отказов

• Визуальный осмотр: Визуальный осмотр — это процесс исследования печатной платы и ее компонентов невооруженным глазом или с помощью микроскопа для выявления любых видимых дефектов или аномалий.
• Рентгеновский контроль: Рентгеновский контроль — это метод неразрушающего контроля, в котором рентгеновские лучи используются для просмотра внутренней структуры печатной платы и ее компонентов. Это может быть полезно для выявления скрытых дефектов, таких как перемычки или пустоты в паяных соединениях BGA.
• микросрезы: Микросекции — это метод разрушающего контроля, который включает в себя разрезание печатной платы в поперечном сечении для детального изучения под микроскопом. Это может предоставить ценную информацию о внутренней структуре печатной платы и ее компонентах.
• Электрические испытания: Электрическое тестирование включает в себя подачу сигналов на печатную плату и измерение ее реакции для проверки ее функциональности и выявления любых неисправностей.
• Термальный велоспорт: Термоциклирование — это метод тестирования, который включает в себя неоднократное нагревание и охлаждение печатной платы для имитации термических напряжений, которые она может испытывать в течение срока службы. Это может помочь выявить любые слабые места или дефекты, которые со временем могут привести к сбою.
• Анализ видов и последствий отказов (FMEA): FMEA — это систематический процесс выявления потенциальных видов сбоев, определения их влияния на систему и определения приоритетности действий по смягчению этих сбоев.

Заключение

Навигация в мире PCBA может оказаться сложной задачей, требующей понимания множества терминов и концепций. Однако мы надеемся, что с помощью этого подробного руководства по терминологии PCBA мы осветили некоторые ключевые термины и концепции, с которыми вы столкнетесь в этой области. Независимо от того, являетесь ли вы опытным профессионалом, желающим освежить свои знания, или новичком в этой области, понимание этих терминов имеет решающее значение для вашего успеха в мире PCBA.

В Rowsum мы понимаем важность четкой и точной коммуникации для предоставления высококачественных услуг PCBA. Наша команда экспертов всегда готова помочь вам с любыми вопросами или проблемами, которые могут возникнуть у вас в отношении ваших проектов PCBA. Мы гордимся своей приверженностью качеству, точности и удовлетворенности клиентов. Для получения дополнительной информации о наших услугах или для того, чтобы начать свое путешествие с нами, посетите: www.rowsum.com.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между печатной платой и печатной платой?

О: PCB означает печатную плату, которая представляет собой саму плату без каких-либо компонентов. PCBA означает сборку печатной платы, что означает печатную плату со всеми припаянными к ней компонентами.

В2: Что такое SMT в PCBA?

О: SMT означает технологию поверхностного монтажа. Это метод изготовления электронных схем, в котором компоненты монтируются непосредственно на поверхность печатных плат.

В3: Какова роль паяльной пасты в печатной плате?

О: Паяльная паста используется в процессе сборки для припаивания компонентов поверхностного монтажа к печатной плате. Это смесь мельчайших частиц припоя и флюса.

Вопрос 4. Что такое спецификация в PCBA?

A: BOM означает «Спецификация материалов». Это список всех компонентов, используемых в конструкции печатной платы, включая такую информацию, как обозначения компонентов, номера деталей, количества и описания.

Вопрос 5: Что означает «трассировка» в PCBA?

Ответ: Трасса — это непрерывный путь меди на печатной плате, который электрически соединяет различные компоненты.

Вопрос 6: Каково назначение переходных отверстий в PCBA?

Ответ: Переходное отверстие — это небольшое отверстие в печатной плате, покрытое металлом для создания электрического соединения между различными слоями платы.

Вопрос 7: Каково значение «зазора» в PCBA?

О: Зазор означает минимальное расстояние, необходимое между различными электрическими объектами на печатной плате для предотвращения электрического короткого замыкания и помех.

Вопрос 8: Что подразумевается под «размещением компонентов» в PCBA?

О: Размещение компонентов подразумевает расположение компонентов на печатной плате. Правильное размещение компонентов может оказать существенное влияние на производительность конечного продукта.

Вопрос 9: Какова роль «паяльной маски» в печатной плате?

О: Маска для пайки представляет собой защитный слой, наносимый на голую плату для предотвращения образования мостиков припоя между близко расположенными контактными площадками и для защиты меди от коррозии.

Вопрос 10: Что такое «панельизация» в PCBA?

Ответ: Панельизация — это метод, используемый при производстве печатных плат, при котором несколько плат изготавливаются как единое целое для повышения эффективности производства.

Для получения более подробной информации и дополнительных вопросов, не стесняйтесь посетить нас по адресу: www.rowsum.com.