Što je PCB? Potpuni vodič za proizvodnju PCB-a, sastavljanje i princip rada

Što je a PCB i kako to radi?

A tiskana ploča (PCB) je ravna, kruta ili savitljiva podloga koja mehanički podupire i električno povezuje elektroničke komponente koristeći vodljive bakrene tragove, jastučiće i otvore urezane ili nanesene na i kroz slojeve izolacijskog materijala. Svaki elektronički uređaj - od pametnog telefona preko industrijskog kontrolera do medicinskog instrumenta - radi jer su njegove komponente međusobno povezane PCB-om.

Kako PCB radi može se razumjeti u tri sloja: fizički supstrat pruža mehaničku potporu i električnu izolaciju; uzorak bakrenog sloja usmjerava električne signale i snagu između spojnih točaka; a komponente montirane na ploči obavljaju stvarne elektroničke funkcije — pojačavanje signala, prebacivanje struje, pohranjivanje podataka, obrada uputa ili filtriranje buke.

Osnovni materijal većine PCB-a je FR-4 stakloplastični epoksi laminat — tkana staklena tkanina impregnirana epoksidnom smolom, prešana u krute ploče i obložena bakrenom folijom s jedne ili obje strane. FR-4 nudi praktičnu kombinaciju mehaničke čvrstoće, električne izolacije, otpornosti na plamen i stabilnosti dimenzija koja odgovara većini komercijalnih i industrijskih primjena. Specijalni supstrati uključuju Rogersove visokofrekventne laminate za RF i mikrovalne ploče, poliimid (Kapton) za fleksibilne sklopove i ploče s metalnom podlogom od aluminijske ili bakrene jezgre za LED velike snage i aplikacije energetske elektronike.

PCB-ovi se klasificiraju prema broju slojeva i konstrukciji:

• Jednoslojni PCB — bakreni tragovi samo s jedne strane; koristi se u jednostavnim, jeftinim proizvodima kao što su napajanja, LED drajveri i osnovna potrošačka elektronika
• Dvoslojni PCB — bakar s obje strane, spojeni obloženim rupama; najrasprostranjeniji tip, koji pokriva većinu industrijskih, automobilskih i potrošačkih elektronika
• Višeslojni PCB — 4, 6, 8 ili više slojeva bakra laminiranih zajedno s izolacijskim prepreg materijalom; koristi se u dizajnu visoke gustoće gdje zahtjevi za brojem komponenti, cjelovitošću signala i EMI zaštitom premašuju ono što može postići dvoslojno usmjeravanje; pametni telefoni, poslužitelji i zrakoplovna elektronika obično koriste ploče od 8 do 16 slojeva
• HDI (visoko Density Interconnect) PCB — višeslojne ploče s mikroprozorima (laserski izbušene rupe promjera samo 75 µm), finim tragovima (ispod 100 µm) i ukopanim ili slijepim otvorima; omogućuje ekstremnu gustoću komponenti potrebnu u mobilnim uređajima, nosivim uređajima i naprednim aplikacijama za pakiranje
• Fleksibilna i kruta savitljiva PCB ploča — sklopove na bazi poliimida koji se savijaju ili savijaju u trodimenzionalne konfiguracije; koristi se u kamerama, medicinskim implantatima, zrakoplovnim senzorima i bilo kojoj primjeni gdje sklop mora biti u skladu s neplanarnom mehaničkom ovojnicom

Proces proizvodnje PCB-a: Kako se izrađuje PCB

Proizvodnja PCB-a — koji se naziva i izrada PCB-a ili PCB fab — proces je proizvodnje gole ploče prije nego što se bilo koja komponenta montira. Započinje s dizajnerskim datotekama i završava s testiranom, golom podlogom s bakrenim uzorkom spremnom za sastavljanje. Potpuni proizvodni proces PCB-a za standardnu dvostranu FR-4 ploču slijedi ovaj redoslijed:

1. Generiranje datoteke dizajna i pregled DFM-a — dizajner PCB-a daje Gerber datoteke (ili ODB format) koje opisuju svaki bakreni sloj, masku za lemljenje, sitotisak, mjesta bušenja i obris ploče. Proizvođač pregledava te datoteke prema pravilima dizajna za proizvodnju: minimalna širina traga i razmak, veličina prstenastog prstena, omjer širine i visine izbušenih rupa i učinkovitost iskorištenja ploče.
2. Snimanje unutarnjeg sloja (višeslojne ploče) — laminatne ploče presvučene bakrom obložene su fotoosjetljivim suhim filmom, izložene UV svjetlu kroz fotoplotirani film ili alat za izravno lasersko snimanje i razvijene da otkriju uzorak strujnog kruga. Izloženi bakar se zatim ugriza u kemijskoj kupelji (obično u bakrenom kloridu ili amonijačnom jetkaču), ostavljajući samo željeni trag. Otpornik se zatim skida.
3. Laminacija (višeslojne ploče) — unutarnji bakreni slojevi pregledavaju se automatiziranom optičkom inspekcijom (AOI), zatim se slažu u nizu s prepreg (djelomično stvrdnutim staklenim epoksi) listovima između njih i vanjske bakrene folije na vrhu i na dnu. Hrpa se preša u grijanoj hidrauličkoj preši na 175–200°C i 200–400 psi tijekom 60–120 minuta, spajajući sve slojeve u jednu krutu ploču.
4. Bušenje — CNC strojevi za bušenje opremljeni spiralnim svrdlima od tvrdog metala stvaraju prolazne rupe za otvore i izvode komponenti. Moderne ploče visoke gustoće koriste lasersko bušenje (CO₂ ili UV-YAG laseri) za mikroprozore manje od 150 µm. Točnost registracije bušenja je kritična — tolerancija položaja za proizvodno bušenje obično je ±75 µm ili bolja.
5. Neelektričko taloženje bakra (PTH — presvlaka kroz otvor) — tanak sloj (1–3 µm) bakra se kemijski taloži na sve stijenke izbušenih rupa i gole površine laminata. Ovaj vodljivi početni sloj omogućuje naknadni korak galvanizacije za nakupljanje bakra u rupama do specificirane debljine oplate, tipično najmanje 25 µm u bačvi za ploče IPC klase 2.
6. Snimanje i oplata vanjskog sloja — vanjske bakrene površine obložene su suhim slojem otpornog filma, snimljene i razvijene kao kod unutarnjih slojeva. Bakar je galvaniziran u izložene tragove i stijenke rupa. Zatim se nanosi kositrena ili kositreno-olovna prevlaka kao otpornost na jetkanje. Nakon skidanja suhog filma, neželjeni osnovni bakar se urezuje, a kositrena rezistentna podloga se skida, ostavljajući konačni bakreni uzorak na vanjskim slojevima.
7. Primjena maske za lemljenje — tekuća fotosnimljiva (LPI) maska za lemljenje ispisuje se sitotiskom ili zastorom pokriva cijelu površinu ploče, zatim se izlaže i razvija za otvaranje prozora preko jastučića dok pokriva sve tragove. Maska za lemljenje osigurava električnu izolaciju, štiti bakar od oksidacije i sprječava lemljenje između susjednih jastučića tijekom sastavljanja. Najčešća boja je zelena, iako su crna, plava, crvena i bijela standardne opcije.
8. Nanošenje završne obrade površine — izložene bakrene podloge dobivaju završnu obradu kako bi se spriječila oksidacija i osigurala mogućnost lemljenja. Glavne mogućnosti završne obrade su: HASL (niveliranje lemljenja vrućim zrakom — najekonomičnije, nije prikladno za SMD finog koraka), ENIG (belielektrično nikalno imerzijsko zlato — ravno, pouzdano, naširoko korišteno za fino lemljenje i BGA jastučiće), OSP (organski konzervans za lemljenje — niska cijena, kompatibilan s finim korakom, jednostruki prozor za pretapanje), ENEPIG (belielektrični nikal, neelektrični paladij, imerzijsko zlato — vrhunski). završna obrada za spajanje žicama i mješovitu tehnologiju), i potopni srebrni ili potopni kositar.
9. Sitotisak (legenda). — referentne oznake, obrisi komponenti, oznake polariteta, logotipi i revizijski identifikatori ispisani su inkjet-om ili sitotiskom na površini ploče preko stvrdnute maske za lemljenje.
10. Električno ispitivanje — gola ploča testirana je na stroju za leteću sondu ili namjenskom učvršćenju s čavlima koji provjerava kontinuitet svih mreža i nepostojanje kratkih spojeva između izoliranih mreža. IPC-9252 upravlja zahtjevima za električno ispitivanje golih ploča.
11. Glodanje, urezivanje i V-žlijebljenje — pojedinačne ploče se usmjeravaju s proizvodne ploče pomoću CNC strojeva za glodanje ili s V-zarezom (utor u obliku slova V djelomično izrezan kroz ploču s obje strane) za rastavljanje nakon sastavljanja. Tab-routing s mousebites standard je za nepravilne oblike ploča.

Što je PCB sklop (PCBA)?

PCB sklop (PCBA) je proces punjenja golog PCB-a elektroničkim komponentama i njihovog lemljenja na mjesto kako bi se stvorila funkcionalna tiskana ploča. Razlika između proizvodnje PCB-a i sastavljanja PCB-a je temeljna: proizvodnja proizvodi ploču; mjesta sklapanja i spaja komponente. A PCBA (sklop tiskane ploče) je dovršena jedinica — ploča plus komponente plus lemljeni spojevi — spremna za integraciju u proizvod ili za konačno testiranje.

Moderna montaža PCB-a obuhvaća tri primarne tehnologije pričvršćivanja komponenti koje se često kombiniraju na istoj ploči:

• SMT (tehnologija površinske montaže) — komponente bez vodiča ili vrlo kratki vodiči u obliku galebovog krila/J-zavoja zalemljeni su izravno na jastučiće na površini ploče. SMT omogućuje vrlo visoku gustoću komponenti i u potpunosti se obrađuje automatiziranim strojevima. Više od 90% komponenti u modernoj elektronici su SMT tipa.
• THT (tehnologija kroz rupu) — komponente sa žičanim vodovima koji prolaze kroz izbušene rupe i zalemljeni su na suprotnoj strani. THT pruža snažnije mehaničko pričvršćivanje od SMT i zadržava se za konektore, velike kondenzatore, transformatore i komponente podložne mehaničkom naprezanju.
• Mješovita tehnologija — većina ploča u stvarnom svijetu kombinira SMT i THT komponente, obrađene definiranim slijedom: SMT strana jedan → reflow → flip → SMT strana dva → reflow → THT umetanje → valovito ili selektivno lemljenje.

Koraci procesa sklapanja PCB-a: Potpuni slijed

Proces sastavljanja PCB-a slijedi dobro definiran slijed. Svaki korak je reguliran procesnim parametrima — debljinom šablone, viskoznošću paste, profilom reflowa, valovitom temperaturom lemljenja — koji se moraju kontrolirati unutar specifikacije kako bi se postigli dosljedni, pouzdani lemljeni spojevi pri količinama proizvodnje.

1. Tisak paste za lemljenje — šablona od nehrđajućeg čelika ili nikla s laserski izrezanim otvorima koji odgovaraju svakoj SMT podlozi poravnata je preko gole tiskane ploče u sitopisu. Oštrica brisača tjera pastu za lemljenje (suspenzija praha legure kositar-srebro-bakar ili kositar-olovo u topilici) kroz otvore na jastučiće. Debljina šablone (obično 100-150 µm) i dimenzije otvora kontroliraju volumen nanesene paste. Konzistentan volumen paste najveći je pojedinačni prediktor kvalitete nizvodnog lemljenog spoja.
2. Pregled lemne paste (SPI) — 3D SPI stroj mjeri volumen paste, visinu, pokrivenost površine i X-Y pomak za svaki jastučić na ploči odmah nakon ispisa. Ploče s greškama u ljepljenju — premošćivanje, nedovoljan volumen ili pogrešna registracija — odbijaju se ili prerađuju prije postavljanja komponenti. SPI prije postavljanja sprječava mnogo skuplji kvar nadgrobnih ili otvoreno spojenih komponenti otkrivenih nakon pretapanja.
3. Položaj SMT komponente (odaberite i postavite) — automatizirani strojevi za odabir i postavljanje uklanjaju SMT komponente s traka i koluta, ladica ili ulagača cijevi pomoću vakuumskih mlaznica i postavljaju ih na naslage paste za lemljenje velikom brzinom. Moderni brzi pucači čipova postižu stope postavljanja od 50 000 do 100 000 komponenti po satu za male pasive; precizne glave za postavljanje za fino postavljene IC-ove, BGA-ove i QFN-ove rade na nižim brzinama s vizualno vođenim sustavima za poravnanje koji postižu točnost postavljanja od ±25 µm.
4. Reflow lemljenje — ispunjena ploča putuje kroz višezonsku reflow peć na pokretnoj traci. Profil temperature pećnice — rampa predgrijanja, zona namakanja, vrhunac reflowa i brzina hlađenja — programiran je za aktiviranje fluksa, taljenje lemne legure (vršna temperatura 235–250°C za SAC305 bez olova ili 210–220°C za Sn63Pb37 s olovom), navlaži završetke komponenti i PCB jastučiće, a zatim skrutne u pouzdan metalurški zglobova. Reflow atmosfere dušika koristi se za komponente osjetljive na oksidaciju i sklopove s finim korakom.
5. Automatizirani optički pregled (AOI) — 2D ili 3D AOI sustavi prikazuju svaku komponentu i lemljeni spoj na reflow ploči koristeći strukturirano svjetlo, više kamera ili lasersku triangulaciju. AOI provjerava prisutnost komponente, polaritet, vrijednost (prema traci boje ili označavanju) i oblik lemljenog spoja. Pokrivenost nedostataka za dobro programirane AOI sustave obično prelazi 95% za vidljive nedostatke; skriveni spojevi ispod BGA i QFN zahtijevaju rendgenski pregled.
6. Umetanje komponenti kroz rupu — za ploče s THT komponentama, aksijalni i radijalni vodiči umeću se ručno ili pomoću robotskih strojeva za umetanje nakon SMT procesa reflowa. Konektori, veliki elektrolitski kondenzatori i transformatori su najčešće THT komponente u sklopovima mješovite tehnologije.
7. Lemljenje valovima ili selektivno lemljenje — THT ploče prolaze preko rastaljenog vala lemljenja (obično na 250-265°C) koji dolazi u kontakt s donjom stranom ploče, vlažeći bačve kroz rupe i formirajući zaokruženja na obje strane komponente i ploče. Strojevi za selektivno lemljenje koriste minijaturnu mlaznicu ili fontanu za lemljenje određenih područja kroz rupe na pločama gdje donja strana nosi SMT komponente koje se ne mogu izložiti punom valu.
8. Čišćenje — ostaci topitelja iz postupaka reflow i valovitog lemljenja uklanjaju se linijskim ili šaržnim vodenim sustavima za pranje, poluvodenim čišćenjem ili odmašćivanjem parom, ovisno o korištenoj vrsti topitelja. Sklopovi fluksa koji se ne čiste mogu preskočiti ovaj korak, ali čišćenje je obavezno za medicinske, zrakoplovne i industrijske sklopove visoke pouzdanosti.
9. Ručna montaža i prerada — komponente koje se ne mogu postaviti strojem — ručno namotani transformatori, držači baterija, konektori kabelskog snopa, utične igle i određeni veliki odvodi topline — postavljaju se ručno. Djelomično ručno sklapanje unutar inače automatizirane linije standardno je za proizvode s mješovitim tipovima komponenti. Prerada identificiranih nedostataka izvodi se pomoću stanica za preradu vrućim zrakom, lemilica i BGA opreme za reballing.
10. Konformni premaz (gdje je navedeno) — zaštitni polimerni premaz — akril, silikon, poliuretan ili epoksid — nanosi se raspršivanjem, selektivno raspršuje ili premazuje potapanjem preko gotovog PCBA radi zaštite od vlage, prašine, kemijske korozije i kondenzacije. Potreban za automobilsku, vanjsku, pomorsku i industrijsku elektroniku koja radi u teškim uvjetima.
11. Funkcionalni test i ICT — ispitivanje u strujnom krugu (ICT) koristi učvršćenje s čavlima za sondiranje ispitnih točaka na ploči i provjeru vrijednosti komponenti, kontinuiteta i odsutnosti kratkih spojeva. Funkcionalni test primjenjuje napajanje i ulazne signale kako bi se potvrdilo da sklopljena ploča obavlja svoje predviđene elektroničke funkcije unutar specifikacije. Obje faze ispitivanja generiraju podatke koji se koriste za kontrolu procesa i sljedivost.

PCB Pick and Place: srž automatizacije SMT montaže

Odaberite i postavite PCB strojevi su središnja oprema u svakoj SMT montažnoj liniji. Oni čine većinu kapitalnih troškova pokretne trake i izravno određuju brzinu, točnost i fleksibilnost proizvodnih operacija. Razumijevanje načina na koji strojevi za odabir i postavljanje rade i kako su specificirani pomaže inženjerima i timovima za nabavu uskladiti mogućnosti opreme sa zahtjevima proizvoda.

Strojevi za odabir i postavljanje rade pomoću jedne ili više glava za postavljanje postavljenih na X-Y portal ili rotirajuću kupolu. Svaka glava nosi vakuumsku mlaznicu veličine komponente koja se bira. Sustav stroja za viziju — obično kamera s donjim osvjetljenjem koja gleda prema gore — snima komponentu nakon podizanja kako bi izmjerio njen stvarni položaj i kut u odnosu na središte mlaznice i kompenzira pomak podizača prije postavljanja komponente na ploču ispisanu pastom.

Kategorije strojeva odražavaju kompromis između brzine i točnosti postavljanja:

• Pucanje čipova velike brzine — rotirajuće glave kupole s više mlaznica koje postavljaju 0402, 0201 i 01005 pasivne komponente na 50 000–120 000 CPH (komponente po satu); točnost postavljanja ±50–75 µm na 3σ
• Fleksibilni strojevi za postavljanje — višestruke neovisno kontrolirane glave koje rukuju komponentama od 01005 do 50×50 mm; 10.000–30.000 CPH; točnost ±25–50 µm na 3σ; radni stroj za ploče s mješovitim komponentama
• Precizni postavljači visoke točnosti — namjenski strojevi za CSP-ove s finim korakom, preklopne čipove i optičke komponente; 1000–5000 CPH; točnost ±10–15 µm na 3σ s aktivnim poravnanjem

Ulagači komponenti — ulagači trake i koluta za SMD komponente na 8, 12, 16 ili 24 mm nosivoj vrpci; ladice za matricu za IC pakete; i štapni ili cijevni dodavači za DIP i komponente u stilu konektora — odredite kapacitet različitih komponenti stroja. Dobro konfigurirana linija za odabir i postavljanje za složeni PCBA može pokretati 100-200 pozicija ulagača istovremeno, s automatskim upozorenjima za promjenu ulagača koje pokreću brojači niskih dijelova.

Dizajn i montaža PCB-a: Kako dizajnerske odluke utječu na mogućnost izrade

Dizajn i montaža PCB-a su duboko međuovisne. Odluke o dizajnu donesene u EDA softveru — dimenzije podložaka, razmak komponenti, postavljanje putem, pouzdane lokacije panela, pristupačnost ispitnih točaka — izravno određuju može li se ploča sastaviti uz ciljani prinos i trošak ili će generirati kronične nedostatke i preraditi na proizvodnoj liniji.

Najutjecajnija načela dizajna za montažu (DFA) koja bi svaki dizajner PCB-a trebao primijeniti:

• Dosljednost orijentacije komponenti — poravnavanje svih polariziranih komponenti (kondenzatori, diode, IC) u istom smjeru značajno smanjuje vrijeme programiranja postavljanja i rizik od ljudske pogreške. Svi indikatori pinova 1 komponente u jednom smjeru kuta je konvencija rasporeda koja je najlakša za sklapanje.
• Adekvatan prostor za dvorište — IPC-7351 standardi zemljišnog uzorka definiraju granice dvorišta komponenti. Kršenje razmaka u dvorištu između susjednih komponenti sprječava mlaznicu za odabir i postavljanje da očisti susjedne komponente i prisiljava na zaobilazna rješenja za ručno postavljanje ili slijed sklapanja.
• Referentne oznake — za točnu registraciju strojnog vida potrebna su najmanje tri globalna fiduciala (bakreni krugovi od 1 mm u prozirnim otvorima maske za lemljenje) u tri kuta ploče i lokalni fiduciali uz fiducialne IC i BGA. Fiduciali koji nedostaju jedan su od najčešćih kvarova sučelja od proizvodnje do montaže.
• Izbjegavanje Via-in-pad — postavljanje otvora unutar SMT jastučića uzrokuje da lem curi niz cijev otvora tijekom pretapanja, lišeći spoja lema i stvarajući otvorene ili slabe spojeve. Tamo gdje je via-in-pad neizbježan za gustoću usmjeravanja, via se mora napuniti i zatvoriti tijekom izrade PCB prije sastavljanja.
• Postavljanje ispitnih točaka — lociranje dostupnih ispitnih jastučića promjera najmanje 1 mm za svaku mrežu na namjenskoj rešetki ispitnih točaka omogućuje učinkovito pričvršćivanje ICT-a i dramatično smanjuje nedostatke pokrivenosti funkcionalnim testom.

PCB prototip i sklapanje: od projektnih datoteka do prve izrade

PCB prototip i montaža usluge premošćuju jaz između dovršenog dizajna i potvrđenog proizvoda koji se može proizvesti. Izrada prototipa služi drugačijem skupu prioriteta od serijske proizvodnje: naglasak je na brzini do prvog artikla, fleksibilnosti za rukovanje inženjerskim promjenama i pristupu procesnim podacima koji informiraju revizije dizajna.

Proces prototipa PCB-a obično slijedi ovaj vremenski okvir za standardnu 4-slojnu FR-4 ploču:

• Izrada PCB-a — 24–72 sata za ubrzanu izradu prototipa; standardno vrijeme isporuke je 5-10 radnih dana. Većina proizvođača prototipova nudi online DFM provjere i trenutno citiranje temeljeno na učitavanju Gerber datoteka.
• Nabava komponenti — kritični put za većinu prototipova. IC-ovi s dugim rokom isporuke (FPGA, specijalizirani ASIC-ovi, IC-ovi za upravljanje napajanjem) mogu zahtijevati 8–16 tjedana od distribucijske zalihe ili tvorničke narudžbe. Izgradnje prototipa često koriste postojeći inženjerski inventar ili prihvaćaju zamjene na nekritičnim pasivnim elementima kako bi se ubrzao raspored izrade.
• Skupština — sklopovi prototipa (obično 1-20 ploča) obrađuju se na istim SMT linijama kao i proizvodnja, ali bez pune investicije u šablonu i učvršćenje. Šablonski tisak se izvodi uokvirenom šablonom ili folijom bez okvira napetom u univerzalni držač; pick-and-place programiranje izvodi se iz centroid/XY koordinatne datoteke i BOM-a koji se isporučuje s paketom Gerber.
• Djelomična ručna montaža — količine prototipa često uključuju komponente koje još nisu na traci za uvlačenje (labavi dijelovi u izrezanim trakama, količine na vrećicama i naljepnicama ili inženjerski uzorci), koje zahtijevaju ručno postavljanje. Iskusni sastavljači prototipa mogu ručno postaviti komponente 0402, pa čak i 0201 pod mikroskop, te ručno lemiti fino postavljene QFP i QFN pakete — mogućnosti koje razlikuju sposoban prototip kuće od pogona za serijsku proizvodnju.

Proizvodnja PCBA u fazi prototipa također obično uključuje nestandardne elemente: konektore za bateriju, FFC/FPC konektore za sučelje zaslona, držače kućišta koji se mogu uklopiti i RF koaksijalne konektore — sve se obično ručno sklapa. Kombinacija automatizirane SMT i djelomične ručne montaže za specijalizirane konektore, zaslone, baterije i kućišta standardni je način za izradu prototipa i male količine proizvodnje, a većina ugovornih proizvođača strukturira svoje usluge prototipa kako bi se prilagodili ovom mješovitom tijeku rada bez dodatnih naknada.

Montaža PCB-a i lemljenje: Usporedba metoda reflowa, valova i selektivne metode

Lemljenje je proces spajanja jezgre u sastavljanju tiskanih ploča, a metoda odabrana za svaku vrstu spoja ima velike implikacije na kvalitetu spoja, toplinsko opterećenje komponenti i učinak procesa. Tri glavna Montaža i lemljenje PCB-a svaka metoda se bavi različitim tipovima komponenti i konfiguracijama ploča.

Metoda lemljenja također određuje specifikaciju legure. SAC305 (96,5% kositar, 3% srebro, 0,5% bakar) je dominantna legura bez olova za reflow i wave primjene u komercijalnoj elektronici — nudi točku taljenja od 217°C, dobra mehanička svojstva i kompatibilnost s većinom završnih obrada PCB ploča. Sn63Pb37 eutektički lem (točka topljenja 183°C) ostaje u upotrebi za vojnu, zrakoplovnu i naslijeđenu medicinsku elektroniku pod RoHS izuzećima, gdje se njegova vrhunska otpornost na toplinski zamor i niža temperatura obrade vrednuju u odnosu na brigu o usklađenosti s okolišem.

Kako koristiti PCB ploču: smjernice za integraciju, testiranje i rukovanje

Nakon što je PCBA isporučen, pravilno rukovanje, integracija i početni postupci uključivanja određuju hoće li raditi onako kako je projektirano od prve uporabe. Sljedeće smjernice odnose se na inženjere, tehničare i programere proizvoda koji rade sa sastavljenim PCB pločama.

• ESD mjere opreza — uvijek rukujte PCBA-ima na uzemljenoj ESD radnoj stanici noseći narukvicu. CMOS logika, MOSFET-ovi i RF komponente mogu se trajno oštetiti događajima elektrostatičkog pražnjenja ispod 100 V — znatno ispod praga ljudske percepcije. Čuvajte ploče u antistatičkim vrećicama ili vodljivoj pjeni kada se ne koriste.
• Vizualni pregled prije uključivanja — provjerite da nema vidljivih lemnih mostova između susjednih jastučića, da nema nedostajućih komponenti, da nema napuknutih ili podignutih jastučića i da nema vidljivog stranog materijala (kuglice za lemljenje, isječci žice) na površini ploče. Lupa od 10× ili digitalni mikroskop dovoljan je za početni pregled.
• Početni postupak uključivanja — primijeniti napajanje kroz strujno ograničeno napajanje stola postavljeno malo iznad očekivane struje praznog hoda ploče. Oštar skok struje tijekom uključivanja - posebno onaj koji aktivira ograničenje struje - ukazuje na lemni most ili kratko spojenu komponentu koja se mora locirati i ispraviti prije normalnog rada.
• Priključne sile konektora — nemojte forsirati konektore. FFC/FPC vrpčasti konektori, konektori od ploče do ploče i I/O konektori s finim korakom lako se oštećuju neusklađenim položajem. Provjerite orijentaciju konektora prema legendi sitotiska prije spajanja.
• Upravljanje toplinom — osigurati da je hladnjak, materijal toplinskog sučelja ili put protoka zraka naveden u projektu na mjestu prije kontinuiranog rada. Rad energetskih poluvodiča, regulatora napona ili RF pojačala bez njihovih odredbi za upravljanje toplinom premašit će ograničenja temperature spoja u roku od nekoliko sekundi do minuta.
• Osjetljivost na vlagu — IC-ovi s MSL (razinom osjetljivosti na vlagu) ocjenama iznad MSL-1 moraju se peći prije pretapanja ako su bili izloženi vlazi okoline nakon vremenskog okvira njihovog životnog vijeka. Ovo se odnosi na procese sklapanja, ne na krajnju upotrebu; sklopljeni PCBA nisu osjetljivi na vlagu pri normalnim radnim temperaturama.