PCB 組裝在現今裝置中的重要性

預計閱讀時間： 12 分

您使用 PCB 組裝 當您操作智慧型手機或智慧型家庭裝置時。PCB 裝配從一塊普通的電路板開始，將電子零件添加到電路板上，使電路板能夠在您喜愛的小工具中運作。此製程可確保您的裝置有效運作，並讓它們增添新功能。

• 品質檢查和自動測試有助於保持電子產品的可靠性。模組化設計可簡化裝置升級。
• 表面貼裝技術等先進方法對於 組裝 LED 燈專案.工具，例如 SMD 電阻器碼計算器 讓這些專案變得更容易，也有助於管理您的 電子晶片庫存 更有效。

主要心得

• PCB 裝配透過小心地添加和連接電子零件，將普通電路板變成可工作的零件。
• 有兩種主要的方式可以將零件放在電路板上。 表面貼裝技術 (SMT) 和通孔技術 (THT) 用於不同的需求，如尺寸或強度。
• 良好的設計與品質檢查例如機器檢查和測試，有助於設備的良好運作和更長的使用壽命。
• 機器人和智慧型機器可加快生產速度、降低失誤率，並有助於使電子產品更便宜、更可靠。
• 在 PCB 裝配過程中使用對地球友善的材料並回收再利用，有助於保持環境清潔，製造更環保的電子產品。

什麼是 PCB 組裝

定義

當您查看您喜愛的裝置內部時，您可能會看到 PCB 組件。PCB 裝配是指將一個普通的印刷電路板，裝上它所需要的所有電子零件。這意味著在電路板上添加和焊接電阻器、電容器和晶片等東西。

電子產業有嚴格的規定，以確保每個 PCB 組件都有良好的品質。由印刷電路協會 (IPC) 制定的 IPC-A-610 標準，提供了檢查這些組裝品質的規則。按照這些標準製造的裝置運作良好，而且壽命更長。這些規則說明了如何安裝零件以及如何檢查錯誤。它們也根據組裝的可靠度將組裝分成不同的組別。

PCB 與 PCBA

有些人以為 PCB 和 PCBA 是一樣的，但事實並非如此。PCB 或 Printed Circuit Board 只是一塊空板。它有銅線和焊盤，但上面沒有零件。您可以將它視為裝置的骨架。

PCBA 或 Printed Circuit Board Assembly（印刷電路板組裝）是將所有零件裝上並焊好的成品電路板。這就是讓您的裝置運作的原因。將 PCB 改為 PCBA 是一大步驟。它將簡單的電路板轉換成可工作的電路，為您的手機、電腦甚至機器人提供電力。

以下的表格可協助您瞭解其中的差異：

外觀	PCB（印刷電路板）	PCBA（印刷電路板組裝）
結構	帶銅線的裸板	連接所有電子元件的電路板
功能	提供電力支援和途徑	執行真正的電子任務
組件	無	包括電阻器、電容器、晶片等
製造業	蝕刻、鑽孔和塗層	元件放置、焊接和測試
測試	檢查開路或短路	線路和功能測試
使用	原型與設計	最終產品和工作裝置

當您將 PCB 更換成 PCBA 時，您會加入所有讓板子執行其工作的零件。如果您使用良好的組裝方法，您的裝置會運作得更好、壽命更長。如果您跳過步驟或使用不良材料，您的裝置可能會提早損壞或完全無法運作。這就是為什麼 PCB 組裝 對於您使用的每一件電子產品來說都是如此重要。

PCB 組裝流程

SMT 和 THT

您會發現有兩種主要方式可以將零件新增至 電路板:表面貼裝技術 (SMT) 和通孔技術 (THT)。SMT 使用機器將微小的零件直接貼在電路板的表面。這種方法不僅速度快，而且能在小空間內安裝更多零件。您可以在大多數的手機和筆記型電腦上看到 SMT，因為它有助於讓裝置變得更小、更輕。

THT 的工作方式不同。您或機器將較大零件的導線推入電路板上的孔中。然後，您使用波峰焊接來連接這些零件。THT 可以提供強大的連接，因此您經常可以在需要處理較多熱量或壓力的裝置中看到它，例如電動工具或工業機器。

以下表格可協助您比較 SMT 和 THT：

外觀	SMT（表面貼裝技術）	THT（通孔技術）
組裝速度	快速、自動化	更慢、更手動
零件尺寸	小型、高密度	較大、密度較低
最適合	手機、筆記型電腦、LED	電動工具、重型裝置
成本	大批量生產時更便宜	許多單位的成本較高
強度	不太強	非常強大

組裝設計

您可以透過使用組裝設計 (DFA) 規則，讓 PCB 組裝變得更簡單、更好。DFA 意味著您要規劃您的電路板，讓機器和人員可以在添加零件時減少錯誤。當您遵循 DFA 時，您會將零件放置在正確的位置、使用正確的焊盤尺寸，並在零件之間保持足夠的空間。這有助於避免焊橋或零件放錯位置等問題。

• DFA 可以幫助您達到高達 98-99% 的收益率。如果您跳過 DFA，您的收益率可能會降至 85-90%。
• 良好的 DFA 可降低成本高達 25%，並減少返工。
• 現代的設計工具可以在您開始組裝之前就發現 90% 的問題。

您應該在開始之前檢查您的設計檔案和零件清單。這個步驟可以幫助您及早發現錯誤，並節省日後的時間。當您使用 DFA 時，您的電路板可以運作得更好、壽命更長，而且製作成本更低。

PCB 組裝的重要性

裝置功能

您每天都會使用電子裝置，例如電話和醫療監測器。這些裝置之所以能夠運作，是因為它們的電路板是如何組合起來的。 PCB 組裝 為您的裝置提供正確的電路。沒有這些通路，您的裝置就無法開啟或正常運作。

• PCB 組裝 有助於讓小工具變得更小。您可以在智慧型手錶和無線耳機等產品中獲得更多功能。
• 組裝線上的機器可協助公司更快、更便宜地製造裝置。這讓您可以花更少的錢買到更酷的電子產品。
• 良好的組裝在醫療和航空航天領域非常重要。這些領域的裝置必須永遠正常運作。
• 這個過程包括設計、測試和製作大量電路板等步驟。機器人會非常仔細地放置和焊接零件。
• PCB 組裝 有助於實現新的想法。因為更好的組裝，您可以獲得新的設計和功能。
• 許多工業，如汽車和飛機，都需要這種製程來製造堅固的產品。
• 新科技，例如 柔性電子我們可以使用彎曲的螢幕和可穿戴的小工具。

當您打開一台裝置時，您會看到細小的零件整齊地排列著。每個零件都必須正確連接，才能避免訊號遺失或過熱等問題。良好的組裝可以避免這些問題，讓您的裝置運作良好。電路板的額外層次有助於控制訊號和阻止干擾。這可讓您的手機或電腦工作得更快，一次完成更多工作。

可靠性與擴充性

您希望每次使用裝置時都能正常運作。可靠 PCB 組裝 使其發生。仔細的零件放置和焊接可避免早期故障。如果組裝不良，您可能會 接點破裂或短路.這些問題可能會讓您的裝置在開始使用後不久就壞掉。

燒機測試可在您拿到裝置之前發現薄弱部分。這項測試會加熱裝置，以便及早發現問題。如果裝置通過測試，日後發生故障的可能性就會降低。研究顯示，如果測試溫度升高 10°C，故障率可能會增加一倍，因此這個步驟是可靠度的關鍵。

組裝線上的機器人負責放置和檢查零件。這樣可以減少錯誤，加快製程。您可以得到既堅固又不昂貴的裝置。自動化也有助於公司快速製造更多設備，讓您更快獲得新技術。

以下表格顯示 PCB 組裝 有助於擴充性：

可擴充性方面	說明
設計評估	專家們會及早檢查設計，以避免延誤，並讓建造工作更輕鬆。
DFM 檢討	工程師可再次檢查設計，以捕捉遺漏的問題，而無需額外成本。
元件採購	程式有助於降低成本，並在製造更多訂單時加快速度。
樣品批量生產	小批量生產可讓公司在製造大量裝置之前先檢查品質。
測試方法	小規模運轉和大規模運轉會使用不同的測試，以確保裝置運作良好。
資料與設計儲存	更新的設計會儲存以備下次使用，讓重複訂單的速度更快，而且每次都一樣。

您也可以獲得更好的材料和製作方式。可再次使用的無鉛焊料和電路板有助於保護地球。良好的供應鏈和新機器有助於公司應對零件短缺或價格高漲的問題。

品質與可靠性

品質控制

您希望您的裝置每次都能正常運作。品質控制在 PCB 組裝 有助於實現這一目標。頂尖的工廠會使用許多檢查方法來及早發現問題。這可以降低不良板的數量。舉例來說，好的工廠有超過 97% 的板子可以立即運作。

在組裝過程中，您會看到幾個關鍵的品質控制步驟：

1. 自動光學檢測 (AOI) 使用攝影機找出位置不正確或有焊橋的零件。
2. 線路內測試 (ICT) 檢查每個零件和連接是否有短路或開路點。
3. X 光檢查 檢視電路板內部，找出隱藏的焊接問題，尤其是晶片下方。
4. 環境壓力篩檢 (ESS) 在熱、冷或潮濕的地方測試木板，找出薄弱點。
5. 目視檢查 由熟練的工人找出機器可能遺漏的小問題。

常見的問題包括焊橋、墓碑和零件放錯位置。您可以使用良好的設計規則和控制焊膏來降低這些問題。焊接過程中的均勻加熱也有幫助。設計和組裝團隊之間的早期測試和團隊合作可以阻止許多問題的發生。

材料選擇

您可能看不到 材料 在您的裝置內部，但它們非常重要。選擇正確的材料有助於您的裝置處理熱量、水和應力。使用高玻璃轉換溫度 (Tg) 材料製成的電路板能更好地處理熱量，使用壽命也更長。舉例來說，使用高玻璃轉換溫度 (Tg) 板材的醫療裝置在十年內的故障率會降低 30%。

• 熱性能： 高 Tg 和 Td 材料可阻止過熱。
• 防潮性： 低吸收性材質可防止層層剝落。
• 機械強度： 堅固的木板不易彎曲或折斷。
• 匹配擴展率： 像零件一樣膨脹的材料可阻止焊點破裂。

根據裝置需求挑選材料 這有助於產品的良好運作和更長的使用壽命。謹慎的材料選擇和良好的品質控制，為您提供值得信賴的電子產品。

趨勢與挑戰

自動化

今天，自動化正在改變 PCB 裝配的方式。智慧工廠使用 AI 機器將零組件裝上電路板，並檢查是否有錯誤。這些機器還可以非常精確地切割電路板。它們可以發現問題並馬上解決。這有助於減少 15% 的浪費。機器人工作速度快，犯錯少。機器人每小時可放置超過 50,000 個零件。這表示您的設備製造得更快，運作得更好。

下面的表格顯示了自動化對 PCB 裝配的作用：

外觀	自動化的影響	指標/成果範例
生產速度	讓工廠日夜不停地工作	每天的產量可從 10,000 台增加到 85,000 台
缺陷率	機器非常精確地放置零件，並能及早發現錯誤	在某些情況下，缺陷率從 2% 降至 0.02%
一致性與重複性	每次放置零件的方式幾乎相同	位置偏差小於 0.05mm；焊膏總是接近完美
錯誤預防	機器可在錯誤發生前加以阻止	部分工廠的一次通過良率從 92% 提升至 99.7%
連續操作	工廠一直在運轉，很少有人幫忙	不會因為換班而減速；工作持續進行
經濟效益	減少花在工人、維修和電力上的金錢	人工成本減少 78%；保固索賠減少 83%

AI 和機器學習有助於檢查微小的問題。自動檢查可快速找出小瑕疵。這意味著您的設備壽命更長、運作更好。工業 4.0 將機器連結起來，讓它們分享資料並自我改善。這些新思維讓 PCB 裝配更聰明、更快速。

永續性

PCB 製造商和您一樣關心地球。許多製造商使用無鉛焊料和不含鹵素的電路板。這樣就可以避免垃圾填埋。工廠回收剩餘金屬，並使用節省能源的機器。有些甚至使用太陽能來減少污染。

以下是 PCB 裝配變得更環保的一些方法：

1. 使用安全的材料，例如無鉛焊料和可回收的電路板。
2. 使用能源消耗較少或使用綠色能源的機器製造東西。
3. 回收舊木板，取回有用的金屬。
4. 在工廠內進行清潔和再利用，節約用水。
5. 設計電路板，使其易於拆卸和回收。

公司也有一些難以解決的問題。他們必須遵守嚴格的規則，如 RoHS 和 REACH。使用無鉛焊料意味著更高的熱量，這可能會傷害某些零件。工廠必須保持低成本，同時仍然製造出優良的產品。

您需要 PCB 裝配，這樣您的設備才能運作良好並持久耐用。此製程可幫助您的產品保持可靠，並獲得新功能。選擇 PCB 裝配合作夥伴時，請注意以下幾點：

• 他們自己進行組裝，並密切檢查品質。
• 他們以前也做過像您這樣的專案。
• 他們擁有 ISO 9001 和 RoHS 等認證。
• 他們的客戶支援回覆快速且解釋清楚。

工廠正在使用更聰明的機器和更環保的方式製造板材。因為這樣 電子產品會越來越好 在未來。

常見問題

推薦閱讀