无铅PCBA加工是指在制造的任何阶段都不使用铅的PCBA。传统上，铅用于PCB焊接过程中。但是，铅是有毒的，因此对人类有害。考虑到其后果，欧盟限制有害物质指令(RoHS)禁止在PCBA加工过程中使用铅。用毒性较小的物质代替铅，在PCBA加工过程中几乎没有差异。这篇文章分步详细介绍了无铅PCBA加工过程。
无铅PCBA指南
无铅PCBA加工过程分为两个基本部分，即预组装过程和有源组装过程。无铅PCBA加工过程涉及的步骤如下。
预组装步骤
无铅PCB制造涉及三个基本的预组装步骤。这些步骤为无错误且精确的PCB组装奠定了基础。无铅PCB组装的预组装步骤如下。
分析：
分析是类似于原型的过程。制造商以成品无铅PCB为原型。这可以是正常运行的PCB，也可以是无效的PCB或虚设部件。用于组装的模板通过轮廓进行跟踪。将无铅组件设计与原型进行比较，以确保其与组件的兼容性。
焊膏检查：
由于无铅焊点具有金属外观，这与基于铅的焊料大不相同，因此进行仔细检查非常重要。按照IPC-610D标准检查PCB外形和焊膏，以确保无铅焊点牢固牢固。在此步骤中还测试了水分含量，因为与传统焊接相比，在无铅焊接中，电路板暴露于高水分含量。
物料清单(BOM)和组件分析：
在此过程中，客户必须验证材料清单(BOM)，以确保组件由无铅材料制成。无铅组件容易受潮，因此制造商应在烤箱中烘烤。一旦执行了必要步骤，便开始实际的无铅组装。
主动组装步骤
在主动组装过程中，实际上进行了PCB组装。有源无铅组装中涉及的步骤如下。
模板放置和焊膏应用：
在此步骤中，将成型阶段的无铅模版放置在板上。然后涂上无铅焊膏。通常，无铅焊锡膏材料为SAC305。
组件安装：
涂上焊膏后，将组件安装在板上。元件放置可以手动完成，也可以使用自动机械完成。这是一个拾取和放置操作，但是需要在BOM验证阶段确认所使用的组件并对其进行标记。机器或操作员挑选贴有标签的组件并将其放置到指定位置。
焊接：
在此阶段执行无铅通孔或手动焊接。无论采用哪种工艺，THT或SMT，焊接都必须是无铅的。
回流炉内的电路板放置：
RoHS兼容的PCB需要高温加热以均匀地熔化焊膏。因此，将PCBs放置在回流焊炉中，焊锡膏在那里熔化。此外，将板在室温下冷却以固化熔化的焊膏。这有助于将组件固定在其位置。
测试与包装：
PCB已按照IPC-600D标准进行了测试。在此步骤中测试焊点。目视检查之后是AOI和X射线检查。包装之前先进行物理和功能测试。
对于无铅PCB的包装，使用防静电放电袋非常重要。这对于确保最终产品在运输过程中不会遭受静电荷非常重要。
然而，尽管对无铅PCBA加工有透彻的了解，但仍应由专家来完善它。恒天伟业是一家无铅PCB制造公司 ，使用符合RoHS的FR4材料进行PCB制造。遵循IPC-A-600D和ANSI / J-STD-001无铅PCB制造标准。
每个工程师都有这种“最坏的情况”，尽管他们幸免于难，但他们坚持设计。在我职业生涯中最糟糕的一周里，我们收到了一批过期的PCB。这些PCB应该在一个多月前已安装在硬件中，并已在客户现场部署。我们感到有点沮丧。
不用说，有些急于出货这些新主板。一旦我们为它们加电进行测试，您就可以闻到板子上散发出的臭氧。最昂贵的组件之一被加热得如此之高，以至于实际上烧伤了一些人进行“触摸测试”。我们认为，我们没有时间去获得一批测试板，而只是订购了组装好的PCB 。
除了显而易见的挫败感，向老板解释主要的硬件故障，同时吮吸燃烧的手指是您可能遇到的最糟糕的会议之一。您能做的最好的事情就是提出一个计划。如果您遇到这种情况，请按照以下方法在PCB上查找短路。
如何检查PCB中的短路
您可以采取以下一些重要步骤来检查PCB中的短路情况：
步骤1：如何在PCB中发现短路
步骤2：如何在电子板上测试电路短路
步骤3：如何在PCB上查找故障组件
步骤4：如何破坏性地测试PCB
步骤1：如何在PCB中发现短路
视力检查
第一步是仔细观察PCB的整个表面。如果有，请使用放大镜或低倍显微镜。在焊盘或焊点之间寻找锡须。任何焊料的裂纹或斑点都应引起注意。检查所有通孔。如果指定了未镀通孔，请确保板子上是这种情况。电镀不良的过孔会在各层之间造成短路，并使您的所有东西都接地，VCC或两者都绑在一起。
如果短路确实很严重，并且导致组件达到临界温度，则实际上您会在印刷电路板上看到灼伤的斑点。它们可能很小，但是会变成棕色，而不是正常的绿色阻焊剂。如果您有多块板，那么烧毁的PCB可以帮助您缩小特定位置的范围，而无需为另一块板供电，以免牺牲搜索范围。不幸的是，我们的电路板本身没有烧伤，只是运气不好的手指检查了集成电路是否过热。
某些短路将在电路板内部发生，并且不会产生燃烧点。这也意味着它们从表层不会被注意到。在这里，您将需要其他方法来检测PCB中的短路。
红外成像
如果您不是刚开始使用其硬件预算不足的初创公司，则可能很幸运能够使用红外热像仪。使用红外热像仪可以帮助您定位产生大量热量的区域。如果没有看到有源组件远离热点，那么即使短路发生在内部层之间，也可能发生PCB短路。
短路通常比普通走线或焊点具有更高的电阻，因为它没有在设计中进行优化的好处(除非您真的很想忽略规则检查)。该电阻以及由于电源和地之间的直接连接而产生的自然高电流，意味着PCB短路中的导体会发热。从您可以使用的最低电流开始。理想情况下，您会先看到短路，然后再造成更多损坏。
步骤2：如何在电子板上测试电路短路
除了用可信赖的眼睛检查电路板的第一步之外，您还可以通过其他几种方法来查找导致PCB短路的潜在原因。
用数字万用表测试
要测试电路板是否短路，需要检查电路中不同点之间的电阻。如果目视检查未发现任何有关短路位置或原因的线索，请抓住万用表并尝试追踪印刷电路板上的物理位置。万用表的方法在大多数电子论坛中都受到了不同的评论，但是跟踪测试点可以帮助您找出问题所在。
您将需要一个具有毫欧灵敏度的非常好的万用表，如果它具有蜂鸣功能以在探测短路时向您发出警报，这是最简单的。例如，如果测量PCB上相邻走线或焊盘之间的电阻，则应测量高电阻。
如果测量应在单独电路中的两个导体之间的电阻非常低，则可能会在内部或外部桥接这两个导体。请注意，用电感器桥接的相邻两个走线或焊盘(例如在阻抗匹配网络或分立滤波器电路中)将产生非常低的电阻读数，因为电感器只是一个线圈导体。但是，如果板上的两个导体相距很远，并且您读取的电阻很小，那么板上的某处就会有一个桥。
组件短路
检查组件是否短路还涉及使用万用表测量电阻。如果目视检查未发现焊盘之间有过多的焊料或金属薄片，则可能是在组件上两个焊盘/引脚之间的内部层中形成短路。由于加工不良，组件上的焊盘/引脚之间可能会发生短路。这是PCB应该进行DFM和设计规则检查的原因之一。太靠近的焊盘和过孔可能会在制造过程中意外桥接或短路。
在这里，您需要测量IC或连接器上引脚之间的电阻。相邻的引脚特别容易发生短路，但是这些并不是形成短路的唯一位置。检查焊盘/引脚之间的电阻是否彼此相对，并且接地连接是否具有低电阻。
相对于地面的测试
特别重要的是涉及接地通孔或接地层的短路。具有内部接地层的多层PCB将包括一条通过过孔附近组件的返回路径，这为检查电路板表面层上的所有其他过孔和焊盘提供了方便的位置。将一个探针放在接地连接上，并在板上其他导体上触摸另一个探针。
板上的其他位置也将存在相同的接地连接，这意味着，如果将每个探针接触到两个不同的接地过孔，则读数将很小。执行此操作时请注意布局，因为您不想将短路误认为是公共接地连接。所有其他未接地的裸露导体在公共接地连接和导体本身之间应具有很高的电阻。如果读取的值很低，并且所讨论的导体与地面之间没有电感，则可能是组件损坏或短路。
缩小位置
如果您认为两条导体之间或某条导体与地面之间存在短路，则可以通过检查附近的导体来缩小位置。将万用表的一根导线连接到可疑的短路连接上，将另一根导线移到附近的不同接地连接上，并检查电阻。当您移至更远的接地时，应该会看到电阻发生变化。如果电阻增加，则说明您正在将接地的导线从短路位置移开。这可以帮助您缩小短路的确切位置，甚至可以缩小到组件上特定的一对焊盘/引脚。
步骤3：如何在PCB上查找故障组件
有故障的组件或安装不正确的组件可能是短路的一部分，从而在电路板上造成许多问题。您的组件可能有缺陷或伪造，造成短路或短路现象。
不良元件
有些组件会变质，例如电解电容器。如果您有可疑组件，请先检查那些组件。如果不确定，通常可以通过Google快速搜索怀疑为“失败”的组件，以找出这是否是常见问题。如果您测量两个焊盘/引脚之间的电阻非常低(它们都不是接地引脚或电源引脚)，则可能由于组件烧坏而导致短路。这清楚表明电容器已经坏了。一旦电容器变坏或施加的电压超过击穿阈值，电容器也会凸出。
步骤4：如何破坏性地测试PCB
破坏性测试显然是最后的手段。如果您可以使用X射线成像装置，则可以检查电路板的内部而不破坏它。
在没有X射线设备的情况下，您可以开始删除组件并再次运行万用表测试。这有两个方面的帮助。首先，它使您可以更轻松地接触可能短路的焊盘(包括导热垫)。其次，它消除了短路引起故障的组件的可能性，使您可以专注于导体。如果您设法缩小到组件上连接的短路位置，例如两个焊盘之间，则可能不清楚组件是否有缺陷或电路板内部是否有短路。此时，您可能需要卸下组件并检查板上的焊盘。卸下组件可让您测试组件本身是否有缺陷，或者板上的焊盘是否在内部桥接。
如果短路(或可能是多个短路)的位置仍然难以捉摸，则可以切开电路板并尝试缩小短路的位置。如果您对短路的一般位置有所了解，则可以切开电路板的一部分，然后在该部分重复进行万用表测试。此时，您可以用万用表重复上述测试，以检查特定位置的短路情况。如果您已经达到了这一点，那么您的空头已经特别难以捉摸。这样至少可以使您将短路的位置缩小到电路板的特定区域。
柔性PCB的组装与刚性PCB组件基本相同，在实际制造过程中，操作者将根据工艺的不同要求采取不同的工艺。其常见的单侧安装柔性PCB组装工艺如图1所示。
柔性PCB组装的特点：
柔性PCB连接到刚性PCB：
柔性PCB由于其轻薄特性而易于变形，因此不能像刚性PCB那样直接组装在SMT生产线上。也就是说，为了组装柔性PCB，柔性PCB必须固定在刚性PCB的基板上，这样它就可以伪装成用于组装的刚性PCB。 基板的平整度，定位精度和一致性是实现产品质量控制的关键因素，也是柔性PCB组装的关键点。
低密度：
目前，柔性PCB的价格相对高于刚性PCB。从产品成本的角度来看，大多数柔性PCB仅用于不同功能模块之间的连接。在柔性PCB上组装的组件数量很少，分布密度低，通常少于50个组件或甚至两个连接器。
柔性PCB主要用于手机，数码相机等轻，小，薄的电子产品。其单面柔性PCB的面积并不大，而且单面柔性PCB组件的数量很少，因此为了提高组装效率，大多数工厂都会选择使用面板。组装后，这些具有不同功能的柔性PCB将通过v-cutting或v-scoring分离。
对产品质量的高要求：
由于柔性PCB在需要反复弯曲和精密控制的环境中经常使用，组装在其上的元件必须能够满足其工作环境的要求，因此柔性PCB在装配中的质量要求如清洁，防 - 焊接的静态措施和可靠性通常远高于一般的刚性PCB。此外，目前，随着无铅技术的实施，柔性电路板组装的挑战也越来越多。
装配成本高：
与刚性PCB组件相比，柔性PCB组件具有许多特点，如特定夹具投资更多，生产周期长，设备利用率相对较低，配件和操作人员较多，生产环境和产品质量要求较高。这使得柔性PCB组装的总成本很高，尤其是初始投资成本较高。
结论：
随着电子产品的发展，柔性PCB的使用范围不断扩大，柔性PCB的组装工艺也将得到改善。制造和组装成本将不断降低，这将促进柔性PCB的使用的进一步扩展，从而使柔性PCB的应用进入良性循环。
