اصطلاحات فنی مربوط به PCB، PCBA و SMT

PCBها، PCBA و SMT برای ساخت و بهبود عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی بی‌شماری، از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا سیستم‌های صنعتی پیچیده، یکپارچه گردیده اند و عملکرد کارآمد و قابل اعتماد فناوری مدرن را تضمین می‌کنند. در این مقاله، متخصصان مجموعه آی سی پارس سعی کرده اند تا اصطلاحات فنی  مربوط به PCB، PCBA و SMT را به منظور ارتقای ازلاعات مشتریان گرامی، شرح دهند.

برد مدار چاپی PCB

برد مدار چاپی که معمولاً به عنوان PCB شناخته می شود، یک جزء اساسی در دستگاه های الکترونیکی است. این قطعه به عنوان یک پلتفرم برای پشتیبانی مکانیکی و اتصال الکتریکی اجزای الکترونیکی با استفاده از مسیرهای رسانا و پدهای حک شده یا چاپ شده بر روی یک بستر غیر رسانا عمل می کند.

PCBها به دلیل توانایی آنها در ارائه ابزاری فشرده، سازمان یافته و قابل اعتماد برای اتصال اجزای مختلف الکترونیکی، در الکترونیک مدرن بسیار حائز اهمیت هستند. آنها در پیکربندی های یک طرفه، دو طرفه یا چند لایه عرضه می شوند و طرح ها و عملکردهای متنوعی را ارائه می دهند. در ادامه به بررسی اصطلاحات مربوط به این قطعه ارزشمند الکترونیکی می پردازیم. این اصطلاحات جنبه های مختلف طراحی، ساخت و مونتاژ PCB را پوشش می دهد:

PCB (Printed Circuit Board)

تخته ای ساخته شده از مواد عایق با مسیرهای رسانا برای پشتیبانی و اتصال قطعات الکترونیکی.

بستر PCB

ماده پایه (معمولاً فایبرگلاس یا کامپوزیت) PCB که در آن آثار مس حک شده است.

فویل مس

لایه های نازکی از مس که به زیرلایه چسبانده شده اند تا مسیرهای رسانا را ایجاد کنند.

SMD (قطعه نصب سطحی)

قطعات الکترونیکی طراحی شده برای لحیم کاری روی سطح PCB.

PTH (Plated Through-Hole)

سوراخ هایی در PCB پوشانده شده با مواد رسانا برای اتصال لایه ها.

Via

سوراخ‌هایی با روکش که لایه‌های رسانا را در یک PCB چند لایه به هم متصل می‌کنند.

Trace

مسیرهای رسانا روی PCB که اجزا را به هم متصل می کند.

ماسک لحیم کاری

یک لایه محافظ روی مسیرهای مسی اعمال می شود تا از اتصال کوتاه در حین لحیم کاری جلوگیری کند.

Silkscreen

لایه ای از جوهر روی PCB که برای برچسب زدن اجزا و نشانگرها استفاده می شود.

حلقه دایروی (Annular Ring)

ناحیه مسی اطراف یک سوراخ در PCB.

فایل Gerber

یک فرمت فایل استاندارد که در ساخت PCB برای داده های طراحی استفاده می شود.

BGA (Ball Grid Array)

نوعی نصب سطحی که در آن توپ های لحیم کاری به صورت شبکه ای چیده شده اند.

امپدانس

مقاومت در برابر جریان متناوب در مدار) در فرکانس های بالا بسیار مهم است!)

Crosstalk

تداخل ناشی از سیگنال های مسیرهای مجاور روی PCB .

صفحه زمین

لایه ای از مس در PCB که برای ارائه مسیری با مقاومت کم به زمین اختصاص داده شده است.

Stack-Up

چیدمان لایه ها در PCB چند لایه.

Flex PCB

بردهای مدار چاپی انعطاف پذیر که برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف دارند طراحی شده اند.

Rigid-Flex PCB

بردهای مدارچاپی با مناطق صلب و انعطاف پذیر در یک برد.

Differential Pair

یک جفت ردیابی که سیگنال های مساوی و مخالف را برای کاهش نویز حمل می کند.

NPTH (Non-Plated Through-Hole)

سوراخ هایی در PCB بدون پوشش رسانا.

مسکّن حرارتی (Thermal relief)

اتصالات مسی طراحی شده برای کاهش حرارت در حین لحیم کاری.

پانل سازی (Panelization)

فرآیند گروه بندی چندین PCB در یک پانل برای ساخت.

ETL (تست الکتریکی)

آزمایشی که برای تأیید اتصال الکتریکی PCB انجام می شود

Drill File

فایلی که حاوی اطلاعاتی در مورد قرار دادن سوراخ ها روی PCB است.

Blind Via

از طریق اتصال یک لایه خارجی به یک لایه داخلی در PCB چند لایه.

Buried Via

از طریق اتصال لایه های داخلی PCB (چند لایه بدون رسیدن به لایه های بیرونی).

Component Footprint

طرح فیزیکی یک جزء روی PCB

ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

جریان ناگهانی الکتریسیته بین دو جسم باردار الکتریکی.

Fiducial Mark

نقاط مرجع مورد استفاده برای تراز و بازرسی PCB در هنگام مونتاژ.

مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA)

مونتاژ PCB (PCBA) شامل فرآیند مونتاژ قطعات الکترونیکی بر روی PCB برای ایجاد یک برد مدار عملکردی است. این فرآیند شامل نصب و لحیم کاری قطعات بر روی برد است که می تواند از طریق روش های مختلفی مانند فناوری نصب سطحی  SMT و فناوری سوراخ  THT به دست آید.

PCBA مراحل متعددی را در بر می گیرد، از تهیه قطعات گرفته تا مونتاژ، بازرسی و آزمایش و حصول اطمینان از اینکه محصول نهایی با استانداردهای کیفیت و الزامات عملکردی مطابقت دارد.

در ادامه لیست گسترده ای از اصطلاحات مرتبط با مونتاژ برد مدار چاپی  PCBA آمده است. این اصطلاحات جنبه های مختلفی از فرآیند مونتاژ PCB را شامل می شود، از اجزاء و تکنیک ها گرفته تا کنترل کیفیت و روش های آزمایش:

SMT (Surface Mount Technology)

روشی برای مونتاژ قطعات الکترونیکی به طور مستقیم بر روی سطح PCB

THT (Through-Hole Technology)

روشی که شامل قطعاتی است که در سوراخ های حفر شده روی PCB وارد شده و در طرف مقابل لحیم می شوند.

مونتاژ PCB

فرآیند اتصال قطعات الکترونیکی به PCB برای ایجاد یک مدار الکترونیکی کاربردی.

Pick and Place

فرآیندی خودکار که قطعات نصب سطحی را با دقت روی PCB قرار می دهد.

شابلون

ورق فلزی یا پلیمری است که برای اعمال خمیر لحیم روی PCB قبل از قرار دادن قطعه استفاده می شود.

لحیم کاری مجدد

حرارت دادن خمیر لحیم برای ذوب شدن و ایجاد اتصالات بین اجزا و PCB

لحیم کاری موجی

روشی که در آن PCB از روی موجی از لحیم مذاب عبور داده می شود تا اجزای سوراخ شده لحیم شوند.

Component Lead

سیم فلزی یا پایه یک قطعه مورد استفاده برای اتصال روی PCB

Component Footprint

فضای فیزیکی اشغال شده توسط یک قطعه بر روی PCB

خمیر لحیم کاری

مخلوطی از لحیم و فلاکس که برای اتصال قطعات به PCB استفاده می شود.

ضخامت شابلون

ضخامت شابلون مورد استفاده برای اعمال خمیر لحیم کاری بر روی PCB

AOI (بازرسی نوری خودکار)

استفاده از سیستم های خودکار برای بازرسی PCB ها با دوربین از نظر نقص.

ICT (تست درون مدار)

روشی برای بررسی عملکرد اجزای جداگانه و عملکرد کلی مدار.

تست عملکردی

آزمایش PCB مونتاژ شده نهایی برای بررسی عملکرد آن

Flying Probe Test

روشی با استفاده از پروب ها برای تست اتصالات الکتریکی و یکپارچگی روی PCB

BOM(Bill of materials)

فهرستی که تمام اجزای مورد نیاز برای مونتاژ PCB را به تفصیل شرح می دهد.

) DFTطراحی تست پذیری)

طراحی PCB برای اطمینان از تست آسان و عیب یابی در هنگام مونتاژ.

)ESD تخلیه الکترواستاتیک)

جریان ناگهانی الکتریسیته بین دو جسم باردار الکتریکی که به اجزا آسیب می رساند.

پانل سازی PCB

مرتب کردن چندین PCB روی یک پانل برای مونتاژ همزمان به منظور بهینه سازی کارایی تولید

بازرسی اشعه ایکس

استفاده از اشعه ایکس برای بررسی کیفیت داخلی و اتصالات قطعات روی PCB

Test Jig

ابزار یا وسیله ای است که برای تسهیل تست الکتریکی PCB های مونتاژ شده استفاده می شود.

علامت Fiducial

نقاط مرجع روی PCB مورد استفاده برای قرار دادن دقیق قطعات در طول مونتاژ.

تراز شابلون

اطمینان از تراز مناسب شابلون برای اعمال دقیق خمیر لحیم کاری.

جهت گیری اجزاء

قرارگیری صحیح قطعات بر روی PCB از نظر قطبیت، جهت و غیره.

DRC (بررسی قوانین طراحی)

تأیید اینکه طراحی PCB به قوانین و محدودیت‌های طراحی خاص پایبند است.

حفاظت ESD

اقداماتی که برای جلوگیری از آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک در هنگام مونتاژ انجام می شود.

مشخصات حرارتی

مشخصات دمایی مورد استفاده در هنگام لحیم کاری مجدد برای اطمینان از ذوب و اتصال مناسب لحیم کاری.

PCBA Cleaning

فرآیند حذف باقی مانده های شار و آلاینده ها از PCB های مونتاژ شده.

پوشش Conformal

اعمال یک لایه محافظ بر روی سطح PCB برای محافظت از آن در برابر رطوبت، گرد و غبار یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی.

فناوری نصب سطحی (SMT)

فناوری نصب سطحی  SMT یک روش پرکاربرد برای نصب و لحیم کاری قطعات الکترونیکی به طور مستقیم بر روی سطح PCB است. قطعات SMT، که به عنوان قطعات نصب سطحی SMD  شناخته می‌شوند، دارای سرنخ‌های کوچک و مسطح یا پایانه‌هایی هستند که برای اتصال مستقیم به سطح PCB طراحی شده‌اند. SMT چندین مزیت را نسبت به فناوری سنتی Through-Hole (THT) ارائه می دهد، از جمله اندازه قطعات کوچکتر، افزایش تراکم اجزا، بهبود کارایی در مونتاژ و عملکرد الکتریکی بهتر به دلیل مسیرهای سیگنال کوتاهتر.

فرآیند SMT شامل استفاده از خمیر لحیم مبتنی بر شابلون، قرار دادن دقیق اجزا با استفاده از ماشین‌های خودکار جمع‌آوری و جاسازی، و لحیم کاری مجدد برای ذوب شدن خمیر لحیم و ایجاد اتصالات ایمن بین اجزا و PCB است. در ادامه فهرستی جامع از اصطلاحات مرتبط با فناوری نصب سطحی آمده است:

SMD

(قطعه نصب سطحی)

اجزای الکترونیکی طراحی شده برای SMT که با سرنخ ها یا پایانه های مسطح مشخص می شوند.

مونتاژ SMT

فرآیند قرار دادن و لحیم کاری SMD ها روی PCB

Pick and Place Machine

تجهیزات خودکاری که برای برداشتن و قرار دادن دقیق SMD ها روی PCB استفاده می شود.

Reflow Soldering

فرآیند حرارت دادن خمیر لحیم کاری برای ذوب شدن و ایجاد اتصالات بین SMD و PCB

پد

ناحیه ای روی سطح PCB که در آن SMD متصل و لحیم شده است.

Tombstone Effect

هنگامی که یک انتهای یک قطعه در حین جریان مجدد از PCB خارج می شود

فیله کردن

تشکیل فیله های لحیم در اطراف سرب SMD ها پس از لحیم کاری.

استانداردهای IPC

استانداردهای صنعتی که توسط انجمن اتصال صنایع الکترونیک (IPC ) برای فرآیندهای SMT تنظیم شده است.

Hot Air Rework Station

ابزاری برای حذف دستی یا کار مجدد SMD ها روی PCB با اعمال حرارت کنترل شده

CSP

(Chip-Scale Package)

نوعی SMD بدون سرنخ و اندازه بسته تقریباً با قالب داخل آن یکسان است.

QFP

(بسته مسطح چهارگانه)

یک SMD با پایه هایی به شکل بال در چهار طرف.

BGA

(Ball Grid Array)

یک SMD با توپ های لحیم کاری که در یک شبکه در پایین برای اتصالات چیده شده اند.

LGA

(Land Grid Array)

شبیه BGA است اما از سطح به جای توپ برای اتصال استفاده می کند.

شابلون کردن

فرآیند اعمال خمیر لحیم کاری بر روی PCB از طریق دهانه های شابلون.

Squeegee

ابزاری است که برای پخش یکنواخت خمیر لحیم روی شابلون استفاده می شود.

پروفایل Reflow

لحیم کاری

چرخه گرمایش و خنک کننده کنترل شده برای لحیم کاری مجدد برای دستیابی به تشکیل اتصال لحیم کاری مناسب.

بسته بندی نوار و قرقره

روش بسته بندی برای SMD ها که در آن اجزا بر روی یک نوار حامل که روی یک قرقره پیچیده شده قرار می گیرند.

نوار کامپوننت

فرآیند بسته بندی SMD ها بر روی نوارهای حامل برای ماشین های انتخاب و جاسازی.