Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA)

À l'ère de l'électricité, tous les besoins dépendent de l'électronique. Chaque appareil électronique est équipé d'un circuit imprimé (PCB). Cet article traite des Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA). 

Dans tout équipement électronique, on peut voir une partie verte contenant de nombreux petits composants. Cette plaque verte est connue sous le nom de PCB. Poursuivez votre lecture pour découvrir les Assemblage du PCB en détail.

Principes de base de la conception des circuits imprimés

Dans la conception d'un circuit imprimé, l'unité de base est la base constituée de plusieurs couches. Ces couches jouent un rôle dans le fonctionnement global du circuit imprimé. Toutefois, nous examinerons ces couches plus en détail.

Le substrat est le panneau rigide principal sur lequel les différents éléments de la chaîne de production peuvent être utilisés. Composants du circuit imprimé sont dispersés. Cette couche est constituée d'un matériau FR-4 et confère une solidité globale au circuit imprimé. 

1. Feuille de cuivre : C'est la deuxième couche qui recouvre le haut et le bas du circuit imprimé sous la forme d'une feuille de cuivre.
2. Masque de soudure : La troisième couche, située en haut et en bas du circuit imprimé, constitue une zone non conductrice et permet de séparer les traces de cuivre afin d'éviter tout court-circuit.
3. Sérigraphie : Nous voyons généralement une étiquette blanche sur le PCB comme C1, R1, ou le logo de l'entreprise. Ce marquage blanc est réalisé par sérigraphie.

Ce sont donc ces couches qui sont incluses dans le circuit imprimé. Nous allons maintenant aborder les trois principaux types de circuits imprimés.

• Un circuit imprimé rigide est un couvrant la majeure partie de l'Union européenne. Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA). Cependant, il est composé de peu de matériaux. Il s'agit notamment du FR-4, de la fibre de verre, de la résine phénolique ou de l'époxy. 
• Circuit imprimé flexible : Ils sont constitués d'un matériau de type Kapton. Il peut également tolérer des niveaux de température élevés avec une épaisseur d'environ 0,005 pouce. 
• PCB à noyau métallique : Il s'agit d'alternatives aux circuits imprimés rigides. Ils sont constitués d'un noyau métallique comme l'aluminium. Cependant, il est très efficace pour disperser la chaleur.

Avant le processus d'assemblage

Avant de démarrer le Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA)Il y a quelques mesures à prendre. Ces mesures primaires aident le Fabricant d'assemblage de circuits imprimés dans la fonctionnalité globale du scanner. Diverses Assemblage du PCB Les entreprises ont besoin d'un dossier de conception assorti de certaines exigences supplémentaires. Ainsi, le fabricant peut vérifier le dossier de conception et travailler sur tous les problèmes susceptibles d'affecter les fonctions de l'appareil. Composants du circuit imprimé.

C'est donc l'étape de la vérification DFM du circuit imprimé. Le fabricant analyse l'ensemble de la conception afin de détecter les éventuelles caractéristiques manquantes ou erreurs lors de la vérification DFM. Ces erreurs peuvent nuire plus ou moins aux fonctions de la carte de circuit imprimé en fonction des problèmes rencontrés. 

En outre, le Assemblage du PCB commence après une analyse approfondie de ces problèmes ou erreurs. Le processus proprement dit commence lorsque le fabricant a résolu chaque problème, comme vous pouvez le voir ci-dessous. 

Étapes du processus PCBA

Avant le processus d'assemblage, la carte de circuit imprimé est appelée carte de circuit imprimé prototype. Les Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA) est l'application de la pâte à braser sur le circuit imprimé prototype et d'autres composants tels que les résistances et les condensateurs.

Étape 1 : Pochoir de pâte à braser

Lors de la première étape, la pâte à braser est appliquée à tous les endroits où vous souhaitez placer les composants sur le circuit imprimé. La pâte à braser est appliquée sur un pochoir en acier inoxydable. Ensuite, un fixateur mécanique assemble le pochoir et le circuit imprimé. Ce travail est effectué à l'aide d'un applicateur. 

L'applicateur applique ensuite la pâte à souder uniformément sur le circuit imprimé de manière à ce que toutes les zones ciblées soient remplies de pâte. Cependant, la pâte à braser comprend 96,5% d'étain, 3% d'argent et 0,5% de cuivre. En outre, elle ne contient pas de plomb.

Étape 2 : Choisir et placer

Après avoir étalé le point de soudure, l'étape suivante consiste à placer les composants sur le circuit imprimé à l'aide d'une machine "pick-and-place". Pour ce faire, le Fabricant d'assemblage de circuits imprimés introduit le fichier de conception dans l'appareil. En scannant le fichier de conception, la machine prélève et place les composants à l'endroit exact. 

Lorsque ces machines ne sont pas introduites, le travail est effectué par des techniciens experts avec beaucoup de précautions. Par conséquent, le technicien est confronté à des problèmes de vue et à un niveau élevé de fatigue en raison du ralentissement du processus. 

Cela rendait donc le processus plus menaçant pour les erreurs. Cependant, avec l'avènement de ces machines, Assemblage du PCB est désormais précis et pratique. De plus, ces machines peuvent fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. 

Étape 3 : Soudure par refusion

Après avoir placé les composants et la pâte à braser sur le circuit imprimé, l'étape suivante est le soudage par refusion. Il s'agit d'un processus au cours duquel les circuits imprimés et les composants sont placés sur un tapis roulant qui les déplace dans le four et crée une température de 250°C. 

Cette température est donc suffisante pour faire fondre la pâte à braser. Cette fusion permet au circuit imprimé d'ajuster tous les composants et de réaliser des joints. Ensuite, il est passé dans les refroidisseurs, où ces joints seront refroidis de manière contrôlée. 

Ainsi, ce refroidissement créera des joints permanents entre les composants et le circuit imprimé. Toutefois, si le circuit imprimé a deux faces, l'autre face sera traitée de la même manière après ce processus. Mais la face qui sera traitée en premier est celle qui comporte le moins de composants. 

Étape 4 : Inspection et contrôle de la qualité

Après le processus de soudage par refusion, il est nécessaire de procéder à une inspection. En raison du mouvement, les petits composants du circuit imprimé peuvent présenter des défauts, qui doivent être éliminés après une certaine inspection. A Fabricant d'assemblage de circuits imprimés peut effectuer trois types d'examens à ce stade. 

• Inspection manuelle : L'inspection manuelle n'est pas possible en raison de la petite taille des composants. Il sera difficile pour les techniciens de travailler à un tel niveau de finition. Toutefois, il sera possible de l'effectuer si la carte présente des caractéristiques THT.
• Inspection optique : Cette méthode est réalisable pour un grand volume de circuits imprimés. Plusieurs caméras de haute qualité sont installées dans une machine qui examine les joints dans chaque direction. Cette inspection prend peu de temps en raison de sa précision et de sa rapidité.
• Inspection par rayons X : Cette inspection a pour but de détecter les défauts de la couche interne. Les techniciens doivent analyser s'il y a un défaut ou un problème dans la couche interne. Si le balayage n'est pas effectué correctement, il peut entraîner des PCB défectueux. 

Étape 5 : Insertion d'un composant dans un trou traversant

A la 5ème étape de Assemblage du PCBDans ce cas, l'insertion de composants à trous traversants est effectuée. Ces composants sont également connus sous le nom de "Plated Through Holes" (trous traversants plaqués). Ces composants passent à travers les trous du circuit imprimé. Chaque trou est connecté à l'autre point via les traces de cuivre. 

Lorsque ces composants sont insérés dans les trous, un réseau électrique est créé entre les trous et les composants. 

Étape 6 : Inspection finale et essai fonctionnel

Après avoir effectué toutes les étapes mentionnées ci-dessus, la dernière chose à faire est d'inspecter le test fonctionnel. Le test disponible donnera les signaux électriques pour vérifier la sortie et les connecteurs spécifiques. 

Pour ce faire, il est nécessaire d'utiliser des instruments de laboratoire tels qu'un générateur de fonctions DMM ou un oscilloscope. Ce test est essentiel pour vérifier s'il existe encore un défaut, un problème ou une erreur. 

Processus d'assemblage selon la technologie Thru-Hole (THT)

Le processus d'assemblage des composants contenant des fils qui sortent et sont insérés dans les petits trous de la carte de circuit imprimé est appelé processus d'assemblage de la technologie Thru-Hole. Pour ce faire, il est nécessaire de collaborer à des procédures manuelles et automatiques. 

1. Placement des composants : Cette étape nécessite une manipulation manuelle de la part des ingénieurs. Les ingénieurs placent rapidement les composants aux emplacements prévus dans le fichier de conception. Toutefois, pour obtenir des résultats précis, ce placement doit être effectué conformément aux règles de ce processus.
2. Inspection et rectification : Après avoir placé tous les composants, la carte de circuit imprimé est placée dans un cadre de transport adapté afin de vérifier la précision de l'emplacement des composants. Ainsi, il sera facile de rectifier les problèmes.
3. Soudure à la vague : A la fin, ces composants sont soudés à l'aide de vagues. La carte se déplace lentement à partir des vagues de haute température d'environ 500°F. Ensuite, tous les détails sont solidement fixés à la carte.

Technologie de montage en surface (SMT) Processus d'assemblage

Dans le processus d'assemblage de la technologie de montage en surface, toutes les étapes sont automatiques par rapport au processus précédent.

• Impression de la pâte à braser : Les composants sont montés sur la carte à l'aide de l'impression de pâte à braser. Un gabarit est utilisé pour le placement précis de la pâte à braser. Toutefois, les produits de qualité sont contrôlés à l'aide d'un inspecteur de pâte à braser. 
• Composants de montage : Après l'impression de la pâte à braser, celle-ci est envoyée à la machine "pick and place" où les composants sont montés. 
• Soudure par refusion : Après avoir monté les composants, la carte est passée dans un four à une température d'environ 500°F. Cela permet aux détails de se fixer fermement sur la carte. 

Conclusion

Après avoir complété le Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA), tous les produits sont livrés aux endroits ciblés. Au cours de toutes ces étapes, tous les employés travaillent dur et examinent chaque étape avec précision afin d'éviter toute erreur. Le travail est effectué avec une telle précision que les produits sont fabriqués de manière à satisfaire les clients.