Depuis des décennies, l'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA) connaît un développement stable et fructueux. Composant essentiel de nombreuses machines, terminaux informatiques, automobiles et autres équipements électroniques, il se distingue par sa compacité et son efficacité. De plus, il contribue à l'introduction de nouvelles inventions et technologies électroniques à l'échelle mondiale, impulsant ainsi une véritable innovation dans l'industrie électronique.
La méthode d'identification des cartes de circuits imprimés
1. Résistance – Identification du circuit imprimé
Utilisez « R » suivi d'un numéro dans le circuit pour représenter la résistance, par exemple : R1 représente la résistance numéro 1. Les principales fonctions des résistances dans un circuit sont : le shuntage, la limitation de courant, le pont diviseur de tension, la polarisation, etc. Identification des paramètres sur le circuit imprimé : l'unité de résistance est l'ohm (Ω), et l'unité de multiplication est : le kiloohm (kΩ), le mégohm (MΩ), etc.
2. Capacité – Identification des composants des cartes de circuits imprimés
On utilise généralement la lettre « C » suivie d'un numéro dans le circuit (par exemple, C13 désigne le condensateur numéro 13) pour désigner un condensateur. Un condensateur est un composant constitué de deux électrodes métalliques rapprochées et séparées par un isolant. Sa principale caractéristique est de bloquer le courant continu et de laisser passer le courant alternatif. La capacité d'un condensateur correspond à sa capacité à stocker de l'énergie électrique. L'effet d'obstruction du condensateur sur le signal alternatif est appelé réactance capacitive ; cette réactance est liée à la fréquence et à la capacité du signal alternatif.
Méthode d'identification des composants de la carte de circuit imprimé : La méthode d'identification des capacités sur une carte de circuit imprimé est fondamentalement la même que celle des résistances, et se divise en trois types : la méthode d'étiquetage direct, la méthode d'étiquetage par couleur et la méthode d'étiquetage numérique.
3.inductance
On utilise généralement la lettre « L » suivie d'un nombre pour représenter l'inductance dans un circuit. Par exemple, L6 représente l'inductance numéro 6. Une bobine d'inductance est constituée d'un fil isolé enroulé un certain nombre de spires autour d'un cadre isolé. Le courant continu peut la traverser ; sa résistance en courant continu est alors la résistance du fil lui-même, et la chute de tension est très faible. Lorsqu'un signal alternatif traverse la bobine, ses extrémités génèrent une force électromotrice auto-induite. Cette force électromotrice est de sens opposé à celui de la tension appliquée, ce qui empêche le passage du courant alternatif. La caractéristique d'une inductance est donc de laisser passer le courant continu et de résister au courant alternatif. Plus la fréquence est élevée, plus l'impédance de la bobine est importante. L'inductance et la capacité peuvent former un circuit oscillant.
L'inductance se mesure généralement par étalonnage direct ou par étalonnage colorimétrique, ce dernier étant similaire à celui de la résistance. Par exemple, les couleurs marron, noir, or et jaune représentent une inductance de 1 µH (erreur de 5 %). L'unité de base de l'inductance est le hen (H). L'unité de conversion est la suivante : 1 H = 103³ mH = 106⁶ µH.
4. Diode à cristal
L'identification des composants sur les cartes de circuits imprimés utilise généralement la lettre « D » suivie d'un numéro pour représenter les diodes à cristal. Par exemple : D5 désigne la diode numéro 5. La principale caractéristique d'une diode est sa conductivité unidirectionnelle : sous tension directe, sa résistance à l'état passant est très faible ; sous tension inverse, elle est extrêmement élevée, voire infinie. Grâce à ces caractéristiques, la diode est fréquemment utilisée dans des circuits tels que le redressement, l'isolation, la stabilisation de tension, la protection contre l'inversion de polarité, le contrôle du code d'identification des circuits imprimés, la modulation de fréquence et la suppression du bruit dans les téléphones sans fil.
Méthode d'identification des composants d'une carte de circuit imprimé : L'identification des diodes sur une carte de circuit imprimé est très simple. La plupart du temps, la cathode (N) des diodes basse puissance est marquée d'un cercle de couleur sur sa face externe. Certaines diodes utilisent également un symbole spécifique pour indiquer la polarité (P ou N). Les diodes électroluminescentes (DEL) peuvent être identifiées par la longueur de leur patte : la patte la plus longue est positive, la plus courte est négative.
5. Triode à cristal
L'identification des composants d'une carte de circuit imprimé utilise généralement la lettre « Q » suivie d'un numéro pour désigner un transistor, par exemple : Q17 représente le transistor numéro 17. La triode à cristal (ou triode) contient deux jonctions PN et est un composant spécial doté d'une capacité d'amplification. On distingue deux types de triodes : les triodes NPN et les triodes PNP. Ces deux types de transistors peuvent se compléter en termes de caractéristiques de fonctionnement. Dans les circuits OTL, on utilise généralement une paire de transistors PNP et NPN.
6. Diode Zener
Les composants des cartes de circuits imprimés sont souvent identifiés par la mention « ZD » suivie d'un numéro pour désigner les diodes Zener. Par exemple : ZD5 représente la diode Zener numéro 5. Principe de stabilisation de tension des diodes Zener : après un claquage, la tension à leurs bornes reste quasiment constante. Ainsi, lorsqu'une diode Zener est connectée à un circuit, même en cas de fluctuations de tension dues à l'alimentation ou à d'autres facteurs, la tension aux bornes de la charge demeure stable.
Caractéristiques des défauts : Les défauts de la diode Zener se manifestent principalement par un circuit ouvert, un court-circuit et une instabilité de la tension de régulation. Parmi ces trois types de défaillances, les premiers entraînent une augmentation de la tension d'alimentation ; les deux derniers se traduisent par une chute de la tension d'alimentation à zéro volt ou une instabilité de la tension de sortie.
7. Diode varicap
La diode varactor est une diode spéciale conçue selon le principe de la variation de la capacité de la jonction PN interne d'une diode ordinaire en fonction de la tension inverse appliquée. Les diodes varactor sont principalement utilisées dans les circuits de modulation haute fréquence des téléphones mobiles ou des téléphones fixes sans fil pour moduler les signaux basse fréquence en signaux haute fréquence et les transmettre.
En fonctionnement, la tension de modulation de la diode varactor est généralement ajoutée à l'électrode négative, de sorte que la capacité de jonction interne de la diode varactor varie en fonction de la tension de modulation.
Comment identifier les composants d'une carte de circuit imprimé
La première étape de l'identification des composants du circuit imprimé :
Il faut d'abord identifier le circuit imprimé. Il s'agit généralement d'une simple puce ou d'un circuit imprimé rectangulaire, généralement vert ou bleu.
La deuxième étape de l'identification des composants de la carte de circuit imprimé :
Identifiez les autres types de composants de la carte de circuit imprimé. Ces composants contrôlent et ajustent généralement le courant de l'ensemble de la carte d'alimentation. Parmi eux : les résistances (représentées par un code couleur) qui réduisent le courant ; les condensateurs et les potentiomètres (généralement rectangulaires ou circulaires, leur résistance variable étant mesurée par une graduation en ohms) ; les oscillateurs (représentés par un cylindre ou un boîtier marqué d'un « X » ou d'un « Y ») ; les boîtiers électriques (marqués d'un « K ») et les transformateurs (marqués d'un « T ») ; et d'autres composants électroniques tels que les composants passifs (à deux fils bifurqués) et les capteurs (composants spiralés).
La troisième étape de l'identification des composants de la carte de circuit imprimé :
Repérez la pile, le fusible, la diode et le transistor sur le circuit imprimé. La pile est un petit tube, semblable à une petite pile domestique. De même, le fusible peut ressembler à un fusible électrique. Les diodes sont reliées à des fils (elles sont généralement marquées d'un « D ») et se présentent sous forme de tubes transparents ou translucides. Les transistors sont de petits composants avec de fines connexions métalliques.
La quatrième étape consiste à identifier les composants de la carte de circuit imprimé :
Repérez le processeur. Il s'agit généralement d'un petit composant carré ou rectangulaire sur la carte mère. Dans certains cas, le nom du fabricant peut figurer sur l'unité centrale de traitement (CPU). De plus, pour éviter la surchauffe, un petit ventilateur peut parfois être placé sous le processeur.
La cinquième étape pour identifier les composants du circuit imprimé :
Repérez le circuit imprimé de la carte mère. Il arrive que les concepteurs fixent de petits circuits imprimés (notamment les cartes mères) à d'autres endroits, comme des emplacements rectangulaires. De ce fait, les câbles de connexion seront très longs, en particulier la connexion entre les cartes.
La sixième étape consiste à identifier les composants de la carte de circuit imprimé :
Repérez les autres puces sur le circuit imprimé. Ces puces plus petites sont généralement imprimées sur la carte en silicium, sous d'autres composants.
La septième étape pour identifier les composants d'une carte de circuit imprimé :
Veuillez localiser la mémoire RAM (mémoire vive) connectée à la carte de circuit imprimé. Cette dernière ressemble généralement à un petit boîtier gris, et la mémoire RAM supplémentaire est une puce rectangulaire allongée.
Comment assembler les composants d'une carte de circuit imprimé
Avant d'utiliser un appareil électronique pleinement fonctionnel, la dernière étape consiste à connecter les composants électroniques à la carte de circuit imprimé. En résumé, l'assemblage d'une carte de circuit imprimé consiste à réaliser le câblage entre les composants électroniques et la carte. Des pistes conductrices sont gravées sur la plaque de cuivre laminée de la carte, sur un substrat non conducteur, pour former les composants. Il est important de noter que l'assemblage d'une carte de circuit imprimé est différent de sa fabrication. La fabrication de cartes de circuits imprimés comprend plusieurs étapes, dont la conception et la création de prototypes. Une fois la carte préparée, les composants électroniques y sont soudés. Ce n'est qu'après cette étape qu'elle peut être intégrée à des appareils électroniques. La méthode d'assemblage des composants dépend de la carte, du type de composants et de l'usage prévu. Cependant, les étapes générales restent similaires.
Impression de pâte à souder :
L'application de pâte à braser est l'étape fondamentale de l'assemblage d'une carte de circuit imprimé (PCBA). Bien qu'il existe différents types d'assemblage, cette étape est commune à tous. On place une grille métallique fine sur la carte afin de garantir que la pâte à braser ne se dépose que sur les composants. On applique ensuite la pâte à braser sur le pochoir, puis on le retire de la carte.
Installation de composants par sélection et placement :
L'utilisation d'un système automatisé permet de remplacer l'installation manuelle ou mécanique des composants. Généralement, pour l'assemblage de circuits imprimés traversants, l'opération est effectuée manuellement. En revanche, pour l'assemblage de circuits imprimés à montage en surface, ce sont des machines automatisées qui prennent le relais. L'installation automatique des composants garantit un processus rapide, précis et sans erreur.
Soudure:
Pour souder les composants sur le circuit imprimé, utilisez le soudage à la vague. Le circuit imprimé, avec les composants installés, est alors placé dans un bain de soudage à la vague chaude. Ce bain liquéfie les billes de soudure, qui refroidissent ensuite à température ambiante pour solidifier la pâte à braser. En revanche, pour le montage en surface des composants, utilisez le soudage par refusion. Le circuit imprimé est alors placé dans un four chauffé à 260 °C (500 °F). La pâte à braser fond et se fixe au composant lors du refroidissement.
inspection:
Effectuez des inspections et des tests de qualité pour garantir le bon fonctionnement de l'équipement. Cela implique trois méthodes d'inspection différentes, décrites ci-dessous. Il existe de nombreuses formes d'inspection.
- Le premier type, inspection visuelle/manuelle : l’inspection manuelle convient uniquement à l’inspection des soudures. Cette méthode est généralement utilisée pour l’inspection de petits lots de circuits imprimés.
- La seconde méthode, l'inspection optique automatisée (AOI), consiste à orienter la caméra haute résolution de la machine sous différents angles afin d'examiner le circuit imprimé. L'inspection optique est toutefois limitée aux circuits imprimés simples ou doubles et n'est pas adaptée aux circuits imprimés multicouches complexes.
- Le troisième type, l'inspection par rayons X, est utilisé pour la réalisation de circuits imprimés complexes comportant plusieurs couches de composants. Ces circuits imprimés complexes sont difficiles à inspecter optiquement.