兩個不同的製造階段
PCB 製造是打造電路板;PCBA 則是打造電路
PCB 製造是根據脫模層、 鑽孔、層疊、銅箔、光罩、表面處理及機械數據,生產出裸板。PCB 組裝 則以此裸板為起點,透過 表面貼裝、通孔或混合組裝製程,將指定的元件安裝至板上。.
此服務以已發布的製造資料為起點。不會重新設計 佈線、變更電氣架構,亦不會擅自更換元件。 若已發布的資料無法依照規格進行製造,該問題將 交由工程部門處理,待解決後才可繼續生產。.
生產前的檔案
生產始於一個受版本控制的資料集
在開始製造或組裝之前,工廠需要一套 完整的已核准檔案。製造圖、物料清單 (BOM)、佈局檔案、組裝 圖、韌體映像檔以及測試說明,都必須參照相同的 電路板版本。.
| 套裝 | 常見的輸入內容 | 他們掌控什麼 |
|---|---|---|
| 印刷電路板製造 | Gerber 檔案或經核准的生產資料、NC 鑽孔程式、製造圖、 層疊圖、阻抗要求,以及機械說明。. | 層數、孔位、銅箔、電路板輪廓、材料、 表面處理、公差及製造要求。. |
| PCB 組裝 | 包含製造商零件編號、拾放資料、 組裝圖、極性及方向說明的物料清單(BOM)。. | 確切的元件、參考代號、座標、 電路板側、旋轉方向及組裝說明。. |
| 程式設計 | 已核准的二進位檔、目標裝置、發行版本、 校驗和或摘要,以及編程方法。. | 哪張映像檔會寫入已安裝的 BIOS、EC、MCU、 CPLD、FPGA 或其他可程式化裝置中?. |
| 板卡測試 | 測試程序、限值、測試治具、纜線、 黃金參考標準,以及所需之結果記錄。. | 在電路板離開製造線之前, 什麼才算是在 PCBA 層級上「合格」?. |
裸板製造
製造過程必須維持已發布的層疊結構與幾何形狀
僅憑層數並不能定義一塊印刷電路板。材料系統、介電 層厚度、銅層結構、受控阻抗幾何形狀、過孔結構、 成品孔、阻焊層、表面處理、板緣輪廓以及公差 均屬於製造放行範疇。.
- 堆疊
- 定義導體層、介電層結構、參考平面、 材料要求以及阻抗控制結構。.
- 銅
- 在進行額外的外層電鍍之前,名義上的銅重量換算值約為 0.5 盎司 = 17.5 微米、 1 盎司 = 35 微米,以及 2 盎司 = 70 微米。.
- 孔與過孔
- 控制成品孔的要求、鍍通孔、 所使用的盲孔或埋孔結構,以及與已發布修訂版相關聯的 鑽孔數據。.
- 機械輸出
- 控制輪廓、鏤空處、槽口、安裝孔、邊緣特徵、 面板要求,以及圖面定義的公差。.
零組件組裝
針對實際元件組,請採用 SMT、THT 或混合組裝方式
組裝方法應依據封裝與機械需求而定,而非 一味偏好「全表面貼裝(SMT)」。細間距積體電路、記憶體、控制器、被動元件、 連接器、電源元件以及承受機械應力的介面,可能需要在 同一塊電路板上採用不同的貼片與焊接製程。.
| 製程 | 典型職責 | 製造控制 |
|---|---|---|
| SMT | 大多數積體電路、被動元件、記憶體、控制器, 以及表面貼裝連接器。. | 網版、焊錫膏、貼片資料、極性、 封裝庫、回流曲線,以及檢測計畫。. |
| THT | 選用的連接器、端子或元件 採用鍍通孔引腳。. | 引線插入、焊接工序、孔洞填充、 機械定位,以及焊接後檢驗。. |
| 混合議會 | 結合高密度表面貼裝(SMT)電子元件與通孔 連接器或其他對機械性能要求較高的零件的電路板。. | 製程順序必須避免損壞已完成的接合處, 或妨礙後續的組裝作業。. |
檢查策略
自動光學檢測(AOI)與 X 光檢測能解答不同的品質問題
檢測應依據缺陷的可見性進行。自動光學檢測(AOI)對於可見的 元件放置及焊錫狀況相當有效;但無法穿透元件本體進行檢測。 X 光檢測則能提供結構性證據,用以檢視隱藏在 BGA、QFN、LGA、CSP 或類似封裝下的焊點。.
| 方法 | 最適合用於 | 這並不能證明什麼 |
|---|---|---|
| AOI | 缺件、極性、配置、墓碑式佈局、 可見的橋接,以及裸露的焊點狀況。. | 底部接腳元件下方的隱藏式焊接結構。. |
| X光 | 隱藏接合處、BGA 球體結構、隱藏橋接、 開孔,以及在相關標準有明文規定之處的空洞。. | 該電路能正常運作 或發揮其預期功能。. |
| 電氣/功能測試 | 由測試程序所定義的電源軌、介面、已編程裝置, 以及電路板功能。. | 所有可見或隱藏的焊接狀況 除非同時進行檢驗。. |
《製造業評論》
是否已備妥 Gerber 檔案、物料清單 (BOM) 及佈局資料?
請提供已核准的製造檔案、物料清單 (BOM)、拾放資料、 組裝圖、所需檢驗等級、程式燒錄映像、 電路板測試程序、數量以及目標生產修訂版。.
組裝完成後
將核准的映像檔燒錄至開發板,然後測試開發板
在製造過程中進行編程,意指將經核准的版本載入至 已安裝的可編程裝置中。此階段並非用於建立或修改 BIOS、EC、MCU、CPLD 或 FPGA 韌體。生產映像必須與 正確的電路板版本及編程方法相匹配。.
- 識別目標 確認裝置、電路板版本、介面、 電壓及程式設計存取權限。.
- 驗證圖片 在編程之前,請確認檔案名稱、發行版本以及已核准的校驗和 或加密摘要是否一致。.
- 編程與驗證 請使用經核准的方法建立映像檔, 在支援的情況下驗證裝置內容, 然後記錄結果。.
- 執行板級測試 請檢查已發布的 PCBA 測試程序中 所定義的功能與電氣限值。.
後期製作
確切了解究竟建了什麼,以及哪份紀錄屬於它
可追溯性始於製造投入品放行之後。 其作用是將實體 PCBA 與實際的製造批次、 組裝批次、安裝元件配置、編程韌體、 檢驗結果以及板級測試記錄相互關聯。.
- PCB 批次
- 請將實體電路板與其電路板零件編號、 修訂版本、製造商及製造批次(如需)相互對應。.
- 組裝地塊
- 記錄組裝批次,以及任何已獲批准且影響該單元的返工、 偏差或元件替換。.
- 預先編程的韌體
- 將已編程的發行版本或經核准的摘要 與接收該版本的硬體修訂版建立關聯。.
- 檢驗與測試紀錄
- 助理須將 AOI、X 光檢查、程式驗證 以及電路板測試結果,與相應的生產批次或單元進行關聯。.
製造參考基準
在生產開始前明確規定 IPC 要求
“「IPC 2 級」或「3 級」應列為採購要求,而非 製造商的一般性聲明。必須針對實際的電路板 及組裝產品,明確界定適用的等級、標準修訂版、檢驗 計畫以及客戶豁免條款。.
- IPC-6012F
- 硬質印刷電路板認證與性能規格 涵蓋已製造硬質印刷電路板(PCB)的相關要求。.
- IPC-A-600M
- 目前針對製成印刷電路板上 外部及內部可見狀況的可接受標準。.
- J-STD-001J
- 針對材料、方法、製程控制, 以及焊接電氣與電子組件之驗收之要求。.
- IPC-A-610J
- 已組裝完成之電子組件的視覺可接受性標準, 通常與 J-STD-001 規範一併採用。.
- IPC-7530B
- 關於批量焊接製程(包括回流焊接與波峰焊接)的溫度曲線 現行指引。.
- 專案品質計畫
- 定義所需的等級、檢驗頻率、X 光檢查、 測試範圍、可追溯性、偏差,以及 客戶特定的驗收標準。.
製造公告
凍結已核准的 PCBA 版本
經核准的 PCBA 修訂版本將成為整機組裝 或工程驗證的硬體基準。任何後續的 PCB、元件、組裝或韌體 變更,均應建立新的受控配置。.
常見問題
關於 PCB 與 PCBA 製造的常見問題
PCB 製造與 PCB 組裝有何不同?
製造工序會生產出裸板。組裝工序則將元件安裝並 焊接至該板上,以製成已裝配的 PCBA。.
PCBA 需要哪些檔案?
通常需提供製造資料、鑽孔檔案、物料清單(BOM)、拾放 資料、組裝圖、極性說明,以及所需的程式設計 或測試指示。.
組裝時應採用 SMT 還是 THT?
大多數電路板採用表面貼裝技術(SMT)、通孔技術(THT),或兩者兼用。封裝類型、機械載荷、 可焊性、服務需求以及已放行的 PCB 都會影響製程的選擇。.
PCBA 是否需要進行 X 光檢測?
當關鍵的焊點隱藏於 BGA、QFN、 LGA、CSP 或類似封裝之下,且無法透過光學檢測加以驗證時,應使用 X 光檢測。.
PCBA 是否可以進行編程和測試?
是的。經核准的裝置映像可進行編程與驗證, 隨後進行由已發布測試程序所定義的 電路板層級電氣或功能測試。.
