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PCBA生产全流程拆解:一张电路板是如何诞生的?(pcb电路板设计制作过程)

2025-05-16 08:52:45杂谈480

电路板与元器件的准备

生产车间开始运作前,工程团队需要核对生产物料清单。技术人员根据设计文件检查PCB裸板的尺寸、层数和孔位参数,确保基板厚度误差不超过0.1mm。元器件仓库根据料单分拣各类贴片电容、电阻、IC芯片,使用防静电周转盒分类存放。特殊器件如BGA封装的处理器需要存放在恒温恒湿柜中,湿度控制在30%-60%范围内。核对过程中发现物料编码与实物不符时,必须立即暂停备料流程。

锡膏印刷工序

全自动印刷机通过视觉定位系统抓取PCB基准点,钢网与电路板焊盘位置误差控制在±0.02mm以内。操作人员使用专用锡膏搅拌机对焊料进行15分钟匀速搅拌,保证金属颗粒均匀分布。印刷压力参数设定在5-8kg/cm²范围,刮刀角度保持60度标准倾角。每印刷50片需要进行SPI检测,使用3D测量仪扫描焊膏厚度,要求厚度波动不超过±15μm。发现连锡或漏印情况时,需立即停机调整钢网夹具。

精密贴片工艺

高速贴片机采用真空吸嘴抓取元器件,0402封装的微小元件贴装精度达到±0.025mm。大尺寸QFP芯片使用视觉对位系统进行二次校准,确保引脚与焊盘完全重合。设备操作界面显示实时贴装压力数据,压力值需维持在0.3-0.5N之间。异型元件需要更换专用吸嘴夹具,例如连接器插槽需使用矩形吸嘴。每完成200块板卡需抽样检测首件,使用20倍放大镜检查元件偏移情况。

PCBA生产全流程拆解:一张电路板是如何诞生的?(pcb电路板设计制作过程)

回流焊接过程

十温区回流焊炉按照预设曲线进行温度调控,预热区以2℃/s速率升温至150℃,恒温区停留90秒使助焊剂活化。峰值温度根据焊膏规格设定,含铅焊料控制在220-230℃,无铅焊料升至235-245℃。冷却区采用氮气保护降温,斜率不超过4℃/s。炉后质检人员使用热成像仪检测各元件焊点温度分布,BGA芯片底部焊球必须完全熔融。出现冷焊或墓碑现象时,需要调整传送带速度或温度曲线。

插件元器件组装

轴向元件和连接器采用选择性波峰焊工艺,焊锡槽温度维持在260±5℃。操作员将电解电容等插件元件插入PCB通孔后,使用治具固定元件引脚。波峰焊机喷嘴形成特定形态的熔锡波,接触时间精确控制在3-5秒。焊后使用斜口钳修剪多余引脚,残留长度不得超过1.5mm。对于双面板元件,需要在焊接面点胶固定防止脱落。特殊大电流端子需要增加手工补焊工序。

功能测试验证

ICT测试机通过弹簧探针接触测试点,测量电路阻抗参数是否在允许范围内。FCT功能测试台模拟实际工作环境,给PCBA供电并检测各端口信号波形。射频模块需要进行屏蔽箱测试,使用网络分析仪验证天线驻波比。老化测试环节将板卡置于高温房持续工作72小时,温度循环范围设定在-20℃至85℃。发现故障板卡时,维修工程师使用X-Ray检测仪定位BGA焊点虚焊问题。

产品包装规范

检验合格的PCBA使用防静电袋包装,袋内放置湿度指示卡和干燥剂。易损接口部位加装硅胶保护套,板卡之间用珍珠棉隔开。外箱选用五层瓦楞纸箱,边缘加固防撞条。箱体表面印刷防潮、防震标识,每箱装载数量不超过设计承重标准。出货前使用金属探测器扫描包装,确保无螺钉等金属杂物遗留。物流车辆配备减震装置,运输途中持续监控温湿度变化。

生产现场管理

车间实行6S管理制度,工具摆放区采用阴影定位法。物料追溯系统记录每个工序的操作人员和设备参数,数据保存期限不少于5年。静电防护体系包含离子风机、手腕带测试仪等设备,每日三次检测工作台面静电值。设备维护团队按照PM计划保养贴片机,每500小时更换真空过滤器。员工上岗前需通过IPC-A-610标准认证,每月进行技能复训考核。

异常处理机制

品质异常响应系统分为三级处理流程:操作员发现缺陷立即停机报备,工程师15分钟内到达现场分析原因,重大异常需启动MRB物料评审。制程能力指数CPK低于1.33时,质量部门必须组织专项改善会议。返修产品需单独标识追溯码,维修记录上传至MES系统。每月汇总TOP5不良项目,运用鱼骨图工具进行根本原因分析。所有改进措施须在三个工作日内完成验证闭环。