Miniaturisatie heeft producten slanker gemaakt en de industrie veranderd. Het beïnvloedt hoe we complexe elektronica ontwerpen, produceren en onderhouden. Bijgevolg zijn moderne printed circuit boards (PCB’s) aanzienlijk geëvolueerd. Ze veranderden van eenvoudige componentdragers naar technisch ontworpen platforms.

Voor OEM’s is de ultieme uitdaging helder.

Het gaat erom hoe u de juiste technologie en PCB-assemblage selecteert. Hierdoor kan uw product schalen en perfect maakbaar blijven. Dit is cruciaal wanneer toeleveringsketens onverwacht veranderen.

Hieronder vindt u een praktisch overzicht. U leest waar printed circuit boards vandaan komen en hoe ze zich ontwikkelen. Ook leert u hoe u de beste optie kiest.

Vroege elektronische producten vertrouwden op point-to-point-bedrading. Dit betrof voornamelijk metalen strips en handbedrading. Dit werkte goed, totdat de complexiteit van circuits drastisch toenam. Daardoor werd fysieke bedrading te omvangrijk en traag om te bouwen.

Een belangrijke mijlpaal kwam in 1925. Uitvinder Charles Ducas patenteerde een aanpak met ‘gedrukte draden’. Hierbij gebruikte hij galvanische concepten op een isolerend oppervlak. Later bracht Paul Eisler het concept verder. Hij ontwikkelde geëtste koperfoliecircuits op een isolerend substraat. Zo verplaatste de technologie zich naar grootschalig industrieel gebruik.

Daarnaast maakte de naoorlogse productie deze aanpak zeer praktisch.

Tegen het einde van de jaren veertig ontstonden efficiëntere processen. Deze maakten een consistentere productie mogelijk. Vervolgens maakte de industrie snelle vooruitgang. Dit omvatte dubbelzijdige constructies en meerlaagse platen. Daarna volgde de verschuiving naar opbouwcomponenten doordat de automatisering volwassen werd.

Het belangrijkste thema in de tijdlijn is dichtheid. Omdat producten meer functies vereisten in minder volume, moest het platform meegroeien. Hierdoor evolueerden printed circuit boards snel mee.

Tegenwoordig kiezen ontwerpteams uit een breed menu aan structuren. De beste optie hangt af van specifieke factoren. Denk hierbij aan verpakkingsdichtheid, mechanische beperkingen en uw kosten.

Stijve FR-4-constructies zijn de vaste standaardkeuze. Dit is te danken aan de kosteneffectiviteit en een volwassen keten. Daarnaast ondersteunen meerlaagse ontwerpen een hoge routeringsdichtheid, gecontroleerde impedantie en mechanische stabiliteit.

Bovendien maakt HDI gebruik van micro-via’s en fijnere spaties. Dit is ideaal om apparaten met een krappe afstand te routeren. Als u gebruikmaakt van BGA’s met een fijne pitch, is dit cruciaal. Zo kan HDI het totale bordoppervlak sterk verkleinen en prestaties verbeteren. Echter verhoogt het de complexiteit van de productie aanzienlijk.

Flexibele circuits en rigid-flex boards zijn mainstream in producten met beperkte ruimte. Dit geldt vooral bij toepassingen met herhaalde bewegingen. In medische apparaten gebruikt men bijvoorbeeld vaak flexibele printed circuit boards. Zij helpen om complexe elektronica in compacte behuizingen te passen.

Vanuit een productieoogpunt introduceren flex-platen nieuwe overwegingen. Denk aan specifieke regels voor de buigradius en delicate hantering. Bovendien vereisen ze een vroege samenwerking tussen ontwerp en productie. Dit voorkomt opbrengstverliezen tijdens de assemblage.

Als uw ontwerp energiedicht is, is extra aandacht vereist. In dat geval wordt thermisch beheer de dominante vereiste. Ingenieurs kiezen dan voor substraten met een metalen kern. Zij voeren de hitte efficiënt af uit de hete componenten.

Als u gecontroleerde eigenschappen nodig heeft voor radiofrequentieprestaties, is oplettendheid geboden. Dit geldt ook bij hoge temperaturen of chemische bestendigheid. In deze gevallen wordt materiaalkeuze een primaire ontwerphefboom. Hoe specialistischer de materialen, des te belangrijker het is om tijdig te handelen. Valideer de capaciteiten van fabrikanten daarom vroegtijdig.

Miniaturisatie vindt niet alleen plaats door goede ontwerpintenties. Het gebeurt omdat geavanceerde apparatuur kleine componenten op hoge snelheid verwerkt. Deze machines kunnen ze herhaaldelijk plaatsen, solderen, inspecteren en testen.

Surface-mount-technologie (SMT) vormt de basis van compacte elektronica. Bij een SMT-stroom wordt soldeerpasta door een stencil gedrukt. Vervolgens plaatsen geautomatiseerde pick-and-place systemen de componenten. Ten slotte vormen de verbindingen zich in een gecontroleerde reflow-oven.

Om de processtabiliteit te behouden, maken bewerkingen gebruik van inspectiefasen. Dit omvat soldeerpasta-inspectie (SPI) en automatische optische inspectie (AOI). AOI wordt gebruikt om fouten zoals polariteitsfouten en tombstones op te sporen. Ook detecteert het uitlijningsproblemen voordat platen verder bewegen.

Through-hole-technologie (THT) blijft het juiste hulpmiddel voor specifieke componenten. Dit geldt voor onderdelen die mechanische robuustheid nodig hebben. Denk hierbij aan grote connectoren, transformatoren en koellichamen.

Voor THT-solderen gebruiken moderne fabrieken loodvrij golfsolderen voor een grote volumedoorvoer. Daarnaast gebruiken zij selectief solderen wanneer alleen bepaalde gaten gesoldeerd moeten worden. Dit is belangrijk omdat meer producten een hybride vorm aannemen. Zij combineren dichte SMT met robuuste THT waar mechanische belastingen dit vereisen.

Naarmate ontwerpen compacter worden en printed circuit boards kleiner, wordt testen complexer. In-circuit testen (ICT) en functionele tests helpen bij het opsporen van fouten. Ze detecteren ontsnappingen en procesdrift accuraat. Sommige providers ondersteunen ook ATE om de testdekking te verbeteren.

Voor veeleisende omgevingen specificeren OEM’s conforme coating, oppotten of inkapseling. Dit beschermt assemblages tegen vocht, stof en corrosie. Deze beschermingsstappen moeten altijd afgestemd worden op uw testplan. Men moet precies weten wat getest wordt vóór het coaten en wat erna.

Hierom komen de beste resultaten voort uit een holistische aanpak. Behandel assemblage en testen als een integraal onderdeel van het ontwerpproces.

Bij het selecteren van printed circuit boards moet u met veel zaken rekening houden. Let op de grootte, betrouwbaarheid, economie en leveringscontinuïteit. Dit zijn de overwegingen die invloed hebben op kosten en opbrengst.

Als je gecontroleerde eigenschappen nodig hebt voor radiofrequentie, let dan op. In deze gevallen wordt materiaalkeuze een primaire ontwerphefboom. Hoe specialistischer materialen zijn, des te belangrijker het is om tijdig te handelen. Valideer de capaciteiten van fabrikanten vroegtijdig.

Veel vermijdbare problemen verschijnen pas op de productie-interface:

Het vroeg inschakelen van elektronicaproductiediensten vermindert het aantal re-spins. Bovendien versnelt het de NPI aanzienlijk. Dit komt doordat het assemblageproces en de testvereisten helder in kaart worden gebracht.

Het is gemakkelijk om alleen de offerte voor de fabricage van het kale bord te vergelijken. De werkelijke eenheidseconomie weerspiegelt echter de opbrengst en de totale testtijd. Ook weerspiegelt het hoe snel u kunt opschalen:

Dit is waar keuzes voor printed circuit boards elkaar kruisen. Ervaren partners stellen daarom evenveel vragen over de teststrategie als over het aantal lagen.

EC Electronics biedt end-to-end productiediensten voor elektronica. Dit omvat PCB-assemblage voor OEM’s die afhankelijk zijn van betrouwbare bouwkwaliteit, van prototype tot massaproductie.

Met 40 jaar ervaring ondersteunt EC succesvol alle vereisten. Van basisassemblages tot complexere flexibele circuits en thermische substraten. Alles wordt ondersteund door een gevestigd netwerk en gecontroleerde opslag voor vochtgevoelige onderdelen.

Onze capaciteit omvat efficiënte opbouwmontage en through-hole assemblage in onze faciliteiten in het VK en Roemenië. Hierbij maken we gebruik van snelle processen en golfsoldeerapparatuur.

De belangrijkste mogelijkheden zijn onder meer:

Onze SMT-lijnen kunnen BGA-onderdelen nauwkeurig plaatsen. Onze through-hole-processen ondersteunen naadloos assemblages voor kritische toepassingen, zoals transformatoren en grote connectoren.

Kwaliteit is diep in het proces ingebouwd. Speciaal getrainde operators assembleren complexe borden volgens IPC-A-610 klasse 3 en voeren inspecties uit met behulp van 3D AOI. Ons kwaliteitsmanagementsysteem is bovendien volledig ATEX-gecertificeerd. Het ondersteunt de veiligheidseisen voor explosieve atmosferen.

Om uw volgende printed circuit boards project te bespreken, spreek vandaag nog met ons team om uw specifieke vereisten af te stemmen.