부품의 교향곡: PCB 조립 프로세스 흐름을 해체

PCB 조립은 베어 인쇄 회로 기판(PCB)이 PCBA로 알려진 기능성 전자 조립품으로 진화하는 변혁적인 과정입니다. 이 과정은 최종 제품의 신뢰성과 성능에 중요한 여러 개의 고도로 전문화된 단계의 세심하게 조율된 교향곡입니다. 이는 솔더 페이스트 인쇄로 시작하며, 이는 근본적인 만큼 정밀한 단계입니다. 레이저 컷 또는 에칭된 스텐실을 사용하여 솔더 페이스트(플럭스에 미세한 솔더 구체 현탁액)가 PCB의 솔더 패드에 도포됩니다. 스텐실 두께, 조리개 디자인 및 인쇄 매개변수에 의해 제어되는 이 도포의 정확성은 후속 납땜의 성공을 직접적으로 결정합니다. 여기서 브리징, 불충분한 페이스트 또는 정렬 불량은 단락 또는 개방 회로와 같은 치명적인 결함으로 이어질 수 있습니다.

페이스트 인쇄 후 보드는 고속 및 고정밀 자동화 영역인 부품 배치로 진행됩니다. 첨단 비전 시스템을 갖춘 최신 표면 실장 기술(SMT) 픽앤플레이스 기계는 시간당 수만 개의 부품을 마이크론 수준의 정확도로 배치할 수 있습니다. 이러한 기계는 미세한 01005(0.4mm x 0.2mm) 수동 부품에서 대형, 미세 피치 볼 그리드 어레이(BGA) 또는 쿼드 플랫 노리드(QFN) 패키지에 이르기까지 다양한 부품을 처리합니다. 이러한 기계를 프로그래밍하는 것은 X, Y 및 세타 좌표뿐만 아니라 섬세한 부품 손상을 방지하기 위한 복잡한 피더 관리, 노즐 선택 및 배치 힘 프로파일링을 포함합니다. 배치 단계는 자재 명세서(BOM)가 보드에서 물리적 현실이 되는, 되돌릴 수 없는 지점을 나타냅니다.

배치된 부품은 리플로우 납땜 프로세스를 통해 영구적으로 부착됩니다. 조립품은 컨베이어에서 다중 구역 리플로우 오븐을 통과하며, 정밀하게 설계된 열 프로파일을 따릅니다. 일반적으로 예열, 열 담금, 리플로우 및 냉각 구역으로 구성된 이 프로파일은 플럭스를 활성화하고, 전체 조립품을 균일하게 가열하고, 솔더 페이스트를 액상 온도까지 올려 금속간 결합을 형성한 다음 제어된 속도로 냉각하도록 설계되었습니다. 프로파일링은 재료별로 다릅니다. 무연(SAC305) 페이스트는 기존 주석-납 합금보다 더 높은 피크 온도(~245°C)가 필요합니다. 열 프로파일을 제대로 관리하지 않으면 툼스톤 현상, 솔더 볼링, 박리 또는 부품에 대한 열 충격이 발생할 수 있습니다. SMT 부품이 납땜된 후, 쓰루홀 기술(THT) 부품은 선택적 또는 웨이브 납땜 또는 프로토타입의 수동 삽입을 통해 추가될 수 있습니다. 마지막 단계는 검사, 테스트 및 청소입니다. 자동 광학 검사(AOI), X선 검사(BGA의 경우) 및 기능 테스트(FCT)가 품질을 보장하기 위해 배포된 후, 부식성 플럭스 잔류물을 제거하기 위해 청소를 수행하여 베어 보드에서 지능적이고 작동 가능한 조립품으로의 여정을 완료합니다.