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Prozess der Leiterplattenmontage (PCBA).
Schritt 1: Schablonieren der Lötpaste
Der erste Schritt der Leiterplattenbestückung ist das Auftragen einer Lötpaste auf die Platine. Dieser Prozess ist wie das Siebdrucken eines Hemdes, außer dass anstelle einer Maske eine dünne Edelstahlschablone über die Leiterplatte gelegt wird. Dadurch können Bestücker Lötpaste nur auf bestimmte Teile der potenziellen Leiterplatte auftragen. In diesen Teilen sitzen die Komponenten in der fertigen Leiterplatte.
Schritt 2: Pick-and-Place
Nach dem Auftragen der Lötpaste auf die Leiterplatte geht der PCBA-Prozess weiter zur Bestückungsmaschine, ein Robotergerät platziert oberflächenmontierte Komponenten oder SMDs auf einer vorbereiteten Leiterplatte. SMDs machen heute die meisten Nicht-Steckverbinder-Komponenten auf Leiterplatten aus. Diese SMDs werden dann im nächsten Schritt des PCBA-Prozesses auf die Oberfläche der Platine gelötet.
Traditionell war dies ein manueller Prozess, der mit einer Pinzette durchgeführt wurde, bei dem Monteure Komponenten von Hand auswählen und platzieren mussten. Heutzutage ist dieser Schritt bei den Leiterplattenherstellern glücklicherweise ein automatisierter Prozess. Diese Verschiebung erfolgte hauptsächlich, weil Maschinen dazu neigen, genauer und konsistenter zu sein als Menschen. Während Menschen schnell arbeiten können, treten nach einigen Stunden der Arbeit mit solch kleinen Komponenten in der Regel Ermüdung und Überanstrengung der Augen ein. Maschinen arbeiten ohne solche Ermüdung rund um die Uhr.
Schritt 3: Reflow-Löten
Sobald die Lötpaste und die oberflächenmontierten Komponenten alle an Ort und Stelle sind, müssen sie dort bleiben. Dies bedeutet, dass die Lötpaste erstarren muss und die Komponenten auf der Platine haften. Die Leiterplattenmontage erreicht dies durch einen Prozess namens "Reflow".
Nach Abschluss des Pick-and-Place-Prozesses wird die Leiterplatte auf ein Förderband übergeben. Dieses Förderband bewegt sich durch einen großen Reflow-Ofen, der einem handelsüblichen Pizzaofen ähnelt. Dieser Ofen besteht aus einer Reihe von Heizungen, die das Brett allmählich auf Temperaturen um 250 Grad Celsius oder 480 Grad Fahrenheit erhitzen. Diese ist heiß genug, um das Lot in der Lotpaste zu schmelzen.
Schritt 4: Inspektion und Qualitätskontrolle
Sobald die Oberflächen montage komponenten nach dem Reflow-Prozess an Ort und Stelle verlötet sind, was nicht für die Fertigstellung von PCBA steht, muss die zusammen gebaute Platine auf Funktional ität getestet werden. Oft führt eine Bewegung während des Reflow-Prozesses zu einer schlechten Verbindungsqualität oder zu einem vollständigen Fehlen einer Verbindung. Kurzschlüsse sind auch ein häufiger Nebeneffekt dieser Bewegung, da falsch platzierte Komponenten manchmal Teile des Stromkreises verbinden können, die nicht verbunden werden sollten.
Schritt 5: Einsetzen der Durchgangslochkomponenten
Abhängig von der Art der Platine unter PCBA kann die Platine eine Vielzahl von Komponenten enthalten, die über die üblichen SMDs hinausgehen. Dazu gehören plattierte Durchgangslochkomponenten oder PTH-Komponenten.
Schritt 6: Endkontrolle und Funktionstest
Nachdem der Lötschritt des PCBA-Prozesses abgeschlossen ist, wird eine Endkontrolle die Leiterplatte auf ihre Funktionalität testen. Diese Prüfung wird als „Funktionstest“ bezeichnet. Der Test prüft die Leiterplatte auf Herz und Nieren und simuliert die normalen Umstände, unter denen die Leiterplatte arbeitet. Strom versorgung und simulierte Signale laufen in diesem Test durch die Leiterplatte, während Tester die elektrischen Eigenschaften der Leiterplatte überwachen.
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