Onmiddellijke meting van printplaten (PCB's)
In de afgelopen jaren zijn apparaten zoals smartphones, tablets en wearables kleiner geworden, met lagere profielen en hogere functionaliteit. De printplaten en andere componenten die in deze apparaten worden gebruikt, zijn ook kleiner, dichter en meer gelaagd geworden. Dit heeft geresulteerd in een grotere vraag naar meer gedetailleerde productinspectie en -analyse. Het nieuwste model van de VK-X-serie van KEYENCE is in staat tot herhaalde metingen, automatische meting van meerdere locaties van hetzelfde voorwerp en het maken van OK/NG-analysesjablonen. Dit gedeelte introduceert technische informatie met betrekking tot printplaten en op printplaten gemonteerde componenten, alsook voorbeeldinspecties met behulp van 3D-laserscanmicroscopen.
- Printplaat
- Soorten printplaten
- Voorbeelden van inspectie van printplaten en op printplaten gemonteerde componenten
- Hoe printplaten te monteren
- Onderdelen van printplaten
- Printplaat-gerelateerde inspectievoorbeelden
- Basisprincipes van solderen
- Soorten soldeer
- Hoe te solderen
- Inspectievoorbeelden van op printplaat gemonteerde componenten
Printplaat
De term PCB wordt gebruikt om te verwijzen naar printplaten waarop componenten zijn gemonteerd. Platen zonder gemonteerde componenten worden PWB's (Printed Wiring Boards) genoemd.
Soorten printplaten
- Enkelzijdige plaat (eenlagige plaat)
-
Aan één zijde van de plaat is een laag koperfolie aangebracht.
Dit type heeft niet-doorgaande gaten die zijn gemaakt door te boren of te ponsen en die niet zijn geplateerd. Ze worden voornamelijk gebruikt voor in massa geproduceerde elektronische apparaten voor consumentengebruik om de productiekosten te drukken.
- A
- Niet-doorgaand gat
- B
- Koperfolie
- C
- Basis
- Dubbelzijdige plaat (tweelagige plaat)
-
Aan weerszijden van de plaat is koperfolie aangebracht.
De kosten zijn iets hoger dan van een enkelzijdige plaat, maar de ruimte voor bedrading en montage is verdubbeld, dus de afmetingen van de plaat kunnen kleiner zijn. Dit voordeel is de reden waarom ze veel worden gebruikt voor elektronische apparaten.
- A
- Doorgaand gat
- B
- Koperfolie
- C
- Basis
- Meerlagige plaat
-
Meerlagige printplaten omvatten koperfolies en isolerende lagen die prepreg worden genoemd. Er zijn 4-laagse, 6-laagse en 8-laagse platen. Hoe meer lagen een plaat heeft, hoe ingewikkelder de structuur en hoe hoger de fabricagekosten. Voeding en typische signaallijnen kunnen in de plaat worden geplaatst, waardoor de ruimte op het oppervlak en de montagedichtheid toenemen.
- A
- Doorgaand gat
- B
- Koperfolie
- C
- Basis
- D
- Prepreg
- Flexibele plaat
-
Flexibele platen worden vaak gebruikt om in bewegende delen of inklapbare cassettes te passen. Voor deze platen worden foliematerialen gebruikt, waaronder polyimide. De platen zijn dun en hebben een flexibele structuur.
Voorbeelden van inspectie van printplaten en op printplaten gemonteerde componenten
De oppervlaktemeetfunctie kan ook automatisch de maximale en minimale oppervlaktepunten meten.
Hoe printplaten te monteren
Printplaatmontage is het proces waarbij elektronische onderdelen op een printplaat worden gehecht om elektronische circuits te maken.
Solderen wordt gebruikt om de onderdelen te hechten. Er zijn twee manieren van hechten: IMT (Insertion Mount Technology) en SMT (Surface Mount Technology).
IMT: Insertion Mount Technology
Leads worden ingebracht in doorgaande gaten in de printplaat en vastgesoldeerd. Naarmate er meer componenten op de plaat worden bevestigd, moeten afmetingen van de plaat worden vergroot. Elektronische onderdelen waarvan de leads naar beneden zijn aangesloten vanaf de pakketten voor IMT, worden DIP-componenten (Dual In-line Package) genoemd.
SMT: Surface Mount Technology
De huidige reguliere montagemethode op printplaat is Surface Mount Technology (SMT). Elektroden worden op kussens op printplaatoppervlakken gesoldeerd zonder gebruik te maken van doorgaande gaten. In tegenstelling tot IMT dringen de elektroden niet door de plaat, dus kunnen veel componenten aan weerszijden van de printplaat worden gemonteerd, waardoor kleinere printplaten mogelijk zijn. Componenten die zonder lead worden gemonteerd, worden SMD's (Surface Mount Devices) genoemd.
Onderdelen van printplaten
De gaten die verschillende circuitlagen met elkaar verbinden, worden via's genoemd. Lands zijn de gebieden rond doorgaande gaten waar de leads van elektronische componenten op gesoldeerd worden.
- A
- Land (kussen)
- B
- Isolatielaag (prepreg)
- C
- Doorgaand gat
- D
- Track (patroon)
- E
- Vlaklaag of draadlaag
- F
- Via
Printplaat-gerelateerde inspectievoorbeelden
Basisprincipes van solderen
Wat is solderen?
Solderen is een proces dat gebruikt wordt om twee verschillende metalen met elkaar te verbinden. Een legering wordt gevormd met tin in de gesmolten soldeer en koper uit de printplaat.
Wat betekent 'loodvrij'?
Conventioneel soldeer (eutectisch soldeer/loodsoldeer) bevat ongeveer 40% lood (tin 63%, lood 37%). Het smeltpunt is 183°C. Meestal wordt het soldeer verhit tot ca. 250°C, maar de belasting van het milieu door lood is groot wanneer het als bedrijfsafval wordt afgevoerd. Hierdoor is loodvrij solderen populairder geworden. Loodvrij soldeer vereist temperaturen rond de 30°C hoger en de bevochtigbaarheid ligt lager, dus loodvrij solderen is moeilijker uit te voeren.
Wat is de rol van vloeimiddel?
Vloeimiddel wordt gebruikt om de doorlaatbaarheid en bevochtigbaarheid van het solderen te vergroten. Harsvloeimiddel wordt vaak gebruikt en is effectief voor antioxidatie tijdens verhitting en het verwijderen van oxidefilms en chemische vlekken.
Soorten soldeer
Draadsoldeer
Vaak gebruikt voor het solderen van elektronische componenten met behulp van een soldeerbout. Draadsoldeer heeft een buisvorm met vloeimiddel in de kern.
Soldeerpasta
Gebruikt voor SMT, waarbij soldeer wordt geprint op de lands van printplaten.
Soldeerstaaf
Gebruikt voor IMT, waarbij de aansluitingen van onderdelen en lands van printplaten in een soldeerpot worden gesoldeerd.
Hoe te solderen
Soldeerbout
Een gereedschap dat wordt gebruikt om soldeer en hechtingspunten te verwarmen. Veel bouten zijn elektrische verwarmers die nichroomdraad of keramische verwarmers gebruiken. Het gebruik van soldeerbouten met temperatuurregeling aan de punt zorgt voor stabieler solderen.
Vloeimiddelmethode
De onderkant van de printplaat wordt gedrenkt in een soldeerpot met gesmolten soldeer. Dit wordt voornamelijk gebruikt om leadtype DIP-onderdelen te monteren. Er zijn 2 soorten soldeerpotten: dompelsoldeerpotten waarin het gesmolten soldeeroppervlak stilstaat, en golfsoldeerpotten waarin het oppervlak beweegt.
Reflowmethode
Soldeerpasta wordt op de printplaat geprint en dan verhit om onderdelen te solderen. Reflowsolderen wordt gebruikt om SMD-componenten te monteren.
- A
- Hitte
Inspectievoorbeelden van op printplaat gemonteerde componenten
