技术资讯 I PCB 组装和焊接技术

本文要点

 

PCB 组装和焊接通过挑选器件、将器件摆放和焊接到电路板上，完整地构建出实体电路。

在通孔技术中，有引脚的或插件类电子器件被焊接到电路板上，形成电路。

波峰焊接是 THT 和 SMT PCBA 中最常用的技术

 

印刷电路板 (PCB) 是电子产品的重要组成部分；没有 PCB，大多数电子设备只是一个个无法使用的盒子。PCB 通常由玻璃纤维制成，并用环氧树脂固定在一起。PCB 组装和焊接过程通过挑选器件、将器件摆放和焊接到电路板上，完整地构建出实体电路。PCB 组装和焊接之后的检查、测试和反馈确保了 PCB 能成功制造出来。在这篇文章中，我们将讨论 PCB 组装和焊接过程。

 

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PCB 组装和焊接

 

PCB 组装和焊接过程将一块电路板变成了一个功能原型。PCB 组装 (PCB assembly ，即 PCBA) 阶段包括器件摆放、焊接、检查，最后是测试。PCBA 过程可以是手动或自动过程，具体由制造商在每个阶段决定。

 

PCBA 过程简述

 

PCB 设计以原理图为起点。根据原理图，设计出 PCB layout。PCB layout 定义了电路中的电气连接路径（称为走线），以及器件的摆放位置。一旦 PCB layout 设计得到批准，就会进行印刷。

 

制作好的 PCB 是用环氧树脂固定在一起的玻璃纤维材料片。由铜制成的走线铺设在电路板上。器件通过焊接过程固定在电路板上。焊接过程使用一种称为焊料的材料将器件固定在指定位置。焊接好器件的 PCB 构成组装 PCB。将器件贴附在 PCB 上之后，就可以对它进行测试了。

 

在 PCBA 过程中使用了三种技术，下文将逐一讨论。

 

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PCB 组装技术

 

在 PCBA 工艺中，有三种关键技术：

 

 

通孔技术 (THT) PCBA 工艺

 

在通孔技术中，有引脚的或插件类电子器件被焊接到电路板上，形成电路。器件的引线或端子通过 PCB 上的孔或焊盘插入，并在另一侧焊接。

 

 

表面贴装技术 (SMT) PCBA 工艺

 

有两种类型的焊盘：通孔和表面贴装。在使用表面贴装焊盘的 PCB 中，会焊接表面贴装器件 (SMD) 以形成电路。焊接表面也是借助焊膏摆放器件的表面。

 

 

混合技术 PCBA 工艺

 

随着电路设计变得更加复杂，在电路中不可能只坚持使用一种类型的器件。在实现复杂电路的 PCB 中，既有插件，也有表面贴装器件。这种利用混合器件的 PCB 被称为混合技术电路板，其组装过程采用的是混合技术 PCBA 工艺。

 

 

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通孔技术 PCB 组装的步骤

 

PCBA 工艺的顺序因所使用的贴装技术而异，现在探讨一下通孔技术 PCB 组装的步骤。

 

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器件的摆放：在通孔技术 PCBA 中，工程师首先将器件摆放在 PCB 设计文件中给出的相应位置。

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检查和校正：所有器件摆放完毕后，要对电路板进行检查。检查时要检查器件摆放得是否准确。如果发现器件摆放不准确，要通过校正步骤立即纠正此类问题。检查和校正必须在焊接过程之前完成。
 

03

焊接：该过程的下一步是焊接，将摆放的器件固定在相应的焊盘上。

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测试：完成 PCB 组装和焊接过程之后，就可以对电路板进行测试。电子设备中使用的每一块 PCB 电路板都要经过这一过程并通过测试。
 

 

焊接技术各种各样，下面将探讨其中的几种。

 

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焊接技术

 

无论使用何种贴装技术，所有 PCBA 工艺都涉及焊接过程。可以使用许多不同类型的焊接技术将电气元件连接到 PCB 上，包括：

 

 

波峰焊：THT 和 SMT PCBA 中最常用的技术

 

在波峰焊中，PCB 在类似波浪的液态热焊料上移动，焊料会凝固并固定住器件。 

 

 

钎焊：温度最高，焊接效果最为牢固

 

在钎焊中，通过加热贴附金属器件。不过，这种技术将底部的金属熔化，以适应填充金属。

 

 

回流焊

 

回流焊工艺使用加热的焊膏将器件贴附到电路板上。处于熔融状态的焊膏将 PCB 上的焊盘和引脚连接起来。

 

 

软焊：热门技术，用于将紧凑、

脆弱的器件固定到印刷电路板上

 

在软焊技术中，用电焊枪或气体加热由锡铅合金制成的金属空间填充物，将器件固定到电路板上。

 

 

硬焊：焊接效果比软焊更牢固

 

硬焊用于粘合金属部件，如铜、黄铜、银或金，温度约为 600°F。