电子制造流程的终极指南
电子制造流程的终极指南
随着电子产品需求的不断增长，电子制造服务（EMS）市场发展迅猛。从设计到最终测试，电子制造流程涉及多个复杂环节。本文将带你深入了解电子制造的完整流程，包括电子设计与开发、PCB制作、组装、测试等关键步骤。
电子设计与开发
电子制造流程中的设计和开发阶段包括生成显示电路和连接的原理图。原理图的设计和开发是通过绘制组件的位置并绘制表示电气连接的逻辑图来完成的。这通常使用 CAD（计算机辅助设计）软件完成，该软件是一种可读格式，您可以轻松地将线条和符号拖到虚拟工作表中，而软件会自动跟踪连接并检查设计规则是否违规。图纸和电子符号代表电阻器、电容器、晶体管和二极管等部件。每个部件还有一条线，称为引脚，每个连接都有一个指定的唯一编号。
PCB制作
设计完成后，电子板制造过程的下一步是PCB制造简而言之，PCB 制造是指将组成电路的各层组合在一起。印刷电路板有时被称为“基板”，因为它是安装电子元件的物理板。PCB 制造中通常使用的原始基材是环氧玻璃纤维层压板，称为 FR-4，在电气和机械性能方面具有众所周知的优势。以下是电子电路板制造过程中涉及的基本步骤。
面板准备和图像传输：Gerber 文件是图像传输期间的标准输入格式，它允许制造商将设计数据自动传输到每一层的计算机辅助制造系统 (CAMS)，包括铜层、阻焊层和元件放置。
蚀刻：在蚀刻过程中，将电路板浸入化学槽中以去除不需要的铜。仅应保留基于转移设计的铜图案。控制蚀刻时间以避免短路和损坏轨道。蚀刻过程结束后，用水冲洗 PCB 以完全去除残留的蚀刻剂溶液。
钻探：在面板上钻孔或通孔以连接各层。这可以使用两种方法完成：机械钻孔和激光钻孔。机械钻孔使用普通钻头，而激光钻孔最适合非常小的孔。
电镀：在电路板上钻好通孔后，通过电镀或化学镀将铜镀入内层。电镀是通过电离源并将离子通过电场拉动，将金属沉积到材料中的过程。在化学镀中，需要发生化学反应来将镀层材料吸引到表面。
阻焊: 在电子电路板制造过程中，腐蚀和氧化是后续操作和应用中因暴露于空气而可能出现的常见潜在问题。为了保护电路板，需要使用阻焊剂，然后用紫外线固化。焊料标记有助于在回流期间引导和对齐焊料。
丝印：如果你仔细观察 PCB，你会发现电路板上各个部分都有小标签，供参考。这些指定的标签可让工程师和操作员在调试 PCB 时快速找到组件。
PCB组装
电子制造过程的下一步是将组件组装到制造好的 PCB 中。最常用的技术称为表面贴装技术 (SMT)。下面列出了涉及的一般过程PCB组装.
锡膏印刷：在此电子板制造过程中，焊料（通常称为“焊膏”）根据通过包含 CAD 工具的机器程序上传的模板电路图案印刷到电路板中。焊膏由金属焊料和助焊剂组成，助焊剂可防止氧化。
元件放置：拾取和放置机器拾取元件并将其放入带有焊膏的焊盘中。在电子制造过程中，元件的对齐至关重要，可以避免出现元件缺失、开路或短路等质量缺陷。
回流焊：回流焊是电子制造过程中的一种常用方法，用于熔化和固化焊料，以实现 PCB 基板中的理想接合和连接。回流焊机由根据最佳温度曲线编程的加热区组成。需要惰性气体（通常是氮气）来消除加热过程中的潜在氧化。
PCB检查
自动光学检测: 在 PCB 组装过程中，可能会遇到一些缺陷，这些缺陷可能会影响电路板的质量。完美的工艺只是神话，电子制造工艺中存在固有的变化，因此，应与合同制造商讨论控制措施，以确保只运送优质的 PCB。自动光学检测 (AOI) 是一种使用参考良好图像检查 PCB 的有效方法。应使用最佳分辨率、对比度和亮度对 AOI 系统进行编程，以确保准确检测。
X射线检查: 另一种检查 PCB 的方法是通过 X 射线检查。由于光学检查存在局限性，因此还进行 X 射线检查以检查电路板上的视觉异常，如空隙和焊膏不足。X 射线检查是通过将 PCB 插入真空室，同时让源发射 X 射线来进行的。当 X 射线照射到厚度、密度和原子序数不同的样品时，会根据 PCB 组件每种材料类型的 X 射线吸收情况形成图像。图像上较暗的区域表示较厚和较致密的材料的吸收率较高。
PCB测试
电子板制造过程中的一个关键步骤是验证经过测试的电路板。测试电路板的方法有多种，根据设备类型、成本和易用性而有所不同。
在线测试 (ICT)：对于大规模生产，在线测试是测试电路最实用的方法。此测试方法利用带有 pogo ping 的夹具来测试 PCB 或被测设备 (DUT) 的探针位置。ICT 通过在电子制造过程中直接发出受影响节点的警报来立即检测组装故障。
飞针测试：对于原型和小规模测试，飞针测试是首选方法。这种类型的测试不需要定制夹具。测试设备由可移动的探针组成，可以访问 X 和 Y 方向的测试点。通过软件控制将电路板对齐并夹紧到位。
功能测试：在功能测试中，PCB 会接受模拟电路板在应用过程中将经历的电气环境的测试。这是在电子制造过程中作为质量验证的一部分来验证电路板的功能。测试设置将信号模式输入到 PCB 并检查整体性能，结果是通过还是失败。功能测试外壳由 ICT 测试仪中的夹具组成，但所需的钉子数量较少。
据我们了解，比手掌还小的印刷电路板，其电子制造过程漫长而复杂。PCB 的质量及其功能性能高度依赖于上述工序，因此遵守工艺流程和控制至关重要。
集成电路编程
PCB测试后，电子制造过程转向集成电路编程即集成电路编程。那么在电子线路板制造过程中，IC编程又是什么呢？简单来说，就是将软件代码加载到可编程集成电路中的过程。这个过程需要用到IC编程器等专用工具来完成，这样集成电路就可以按照软件代码的指令运行。
典型流程如下：
- 使用特定语言进行编程
- 创建二进制文件
- 开始编程过程
盒装组装
接下来，电子制造过程中涉及的另一个步骤是整机组装. 需要外壳或“盒子”来将 PCBA、线束或其他 HMI 元件组装到封装这些电子元件的外壳中。通常，定制或现成的外壳充当盒装组装的决定性特征，因为它是原型设计或批量生产的一种选择。
最终功能测试
电子板制造过程的最后一步是最终功能测试 (FTC)旨在测试 PCB 板在发货前的功能。功能测试后，如果没有检测到故障，电路板将用于各个领域。因此，有必要确保最终产品符合设计要求和规格，并检查其可靠性和性能。为此，在电子制造过程中不应忽视寻求 FTC 服务。
总结
综上所述，在解释完电子制造过程后，我想你可能对电子制造过程有了一个简单的了解。这个过程包括设计,制造,部件和测试。它涉及很多技术、电子元件、生产方法和相关设备。俗话说，说起来容易做起来难。如果你想自己制作PCB板，你最好严格按照这些步骤来做。