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PCBA制造全流程
发布时间:2025-07-04 16:17:09
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在现代电子产品的核心,几乎都离不开一块功能强大的印刷电路板组件,这就是PCBA。PCBA代表着印刷电路板组装,是将各种电子元器件精准、可靠地安装并焊接到裸PCB板上,最终形成具备特定电路功能的完整模块或产品的过程。这个过程融合了精密工程、材料科学和严格的质量控制,是电子产品从设计图纸走向现实功能的关键桥梁。理解PCBA的完整流程,对于选择制造合作伙伴、优化产品设计以及把控产品质量都至关重要。


PCBA的旅程始于设计文件与物料准备。工程师提供的Gerber文件、坐标文件以及物料清单是生产的蓝图。与此同时,合格的裸PCB板和所有必需的电子元器件,如芯片、电阻、电容、连接器等,都必须齐备并经过严格检验。紧接着是至关重要的锡膏印刷环节。一块钢网被精准地覆盖在PCB的焊盘位置上,通过刮刀的运动,将适量的锡膏均匀地印刷到需要焊接的表面贴装元器件的焊盘上。锡膏的印刷质量直接影响到后续贴片的准确性和焊接的可靠性,其厚度和形状都有严格的要求。


锡膏印刷完成后,就进入了高速精密的核心环节——表面贴装技术。SMT贴片机如同精密的舞者,通过真空吸嘴或特殊夹具,以极高的速度和精度,将微小的表面贴装元器件从料带或料盘中拾取,并根据预设的程序精准地放置到PCB板上对应的、涂有锡膏的焊盘位置。现代高速贴片机可以在一小时内完成数万甚至数十万个元器件的贴装,其精度可达微米级别,确保了大规模生产的效率和一致性。贴装完成的PCB板随后进入回流焊炉。在回流焊炉内,PCB板会经历一个精确控制的温度曲线变化,包括预热、恒温、回流和冷却四个主要阶段。这个过程中,锡膏中的助焊剂被激活去除氧化层,锡粉熔化形成液态,在表面张力作用下润湿元器件引脚和PCB焊盘,形成良好的冶金结合,冷却后便形成牢固可靠的焊点。回流焊的温度曲线是焊接成败的关键,需要根据不同锡膏和元器件特性进行精心设定。


为了确保SMT环节的质量万无一失,自动光学检测会紧随其后。AOI设备利用高分辨率相机从多个角度快速扫描已焊接的PCB板,通过与预设的标准图像进行比对,自动检测焊点的形状、大小、位置、光泽度以及是否存在漏贴、错贴、极性反、偏移、立碑、桥连、虚焊、锡球等缺陷。AOI就像一位不知疲倦的质检员,大大提高了缺陷检出率,将问题拦截在早期。对于包含通孔元器件的设计,下一步就是DIP插件环节。体积较大或不适合表面贴装的元器件,如某些电解电容、变压器、连接器等,需要由熟练的操作员或自动化插件机,将元器件的引脚插入PCB板上对应的通孔中。这个过程虽然速度相对较慢,但对于某些关键元器件和需要承受较大机械应力的连接点来说仍然是必要的。


完成插件后,含有通孔元器件的PCB板需要进入波峰焊工序。波峰焊设备会产生一个特定形状的熔融焊锡波峰,当PCB板的底面(焊接面)以特定角度和速度平稳地通过这个波峰时,焊锡会浸润并填满通孔元器件的引脚孔,同时与引脚和焊盘形成可靠的焊接。波峰焊的关键在于控制波峰的高度、温度、传送带的倾斜角度和速度,以保证焊点饱满无缺陷,避免桥连或虚焊。焊接完成的PCBA,无论是仅SMT还是SMT+DIP混合,都需要经过更严格的测试阶段。这可能包括在线测试,利用特制的针床夹具对电路板上的元器件进行通电测试,快速检测短路、开路、元器件的数值错误或功能失效;功能测试,模拟PCBA在最终产品中的实际工作环境,全面验证其功能是否完全符合设计要求;以及老化测试,对PCBA施加一定的环境应力(如高温)以加速潜在缺陷的暴露,筛选出早期失效产品。这些测试是保证产品出厂质量和可靠性的最后一道重要防线。


在成功通过所有测试后,PCBA进入最后的包装环节。根据客户要求和后续组装的需要,PCBA可能需要进行清洁去除助焊剂残留,涂抹三防漆以增强在恶劣环境下的防护能力,然后进行防静电、防震、防潮包装,并贴上包含产品型号、批次号、生产日期等信息的标签。至此,一块从裸板开始,历经精密加工、严格检测的PCBA成品就诞生了,它将作为电子产品的核心部件,被送往下一级的组装生产线或直接交付给客户。整个PCBA流程环环相扣,每一步的工艺控制和质量检验都至关重要,共同决定了最终电子产品的性能、可靠性和使用寿命。选择拥有成熟流程、先进设备和严格质量体系的PCBA制造商,是确保产品成功的关键要素。


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