Les cartes de circuits imprimés (PCB) sont des composants essentiels de nombreux appareils intelligents modernes, reliant leurs différents éléments par un réseau complexe de circuits. Face à la nécessité de réduire les problèmes d'approvisionnement en ressources et aux progrès technologiques, la consommation mondiale de cartes de circuits imprimés a considérablement augmenté, accentuant ainsi l'impératif de résoudre les problèmes liés à leurs défauts. Au cours des huit dernières années, les livraisons mondiales de cartes de circuits imprimés ont progressé en moyenne de plus de 3.7 milliards de dollars par an. En 2018, les ventes mondiales de PCB étaient estimées à 82 milliards de dollars.
Compte tenu des investissements considérables consentis dans les circuits imprimés et de leur rôle essentiel dans de nombreux dispositifs de puissance et boîtiers, les défaillances de ces derniers constituent une source de préoccupation majeure pour de nombreuses entreprises. Nous allons maintenant examiner les défauts des circuits imprimés et apprendre à les gérer.
Que sont les défauts ou les pannes de circuits imprimés ?
Divers facteurs peuvent être à l'origine de défauts sur les circuits imprimés. Ces défauts rendent le circuit imprimé inutilisable. Les circuits imprimés sont utilisés dans de nombreux appareils électroniques, tels que les montres connectées, les avions, les télescopes et les instruments médicaux. Il est donc essentiel d'identifier et de résoudre rapidement tout problème de circuit imprimé. En comprenant les causes de ces défauts, toute organisation soucieuse du bon fonctionnement de ses systèmes électroniques peut mieux les gérer, voire les éliminer.
Comment identifier les composants électroniques défectueux et les défauts des circuits imprimés ?
Divers tests de défauts de circuits imprimés sont effectués pour identifier les composants électroniques défectueux et ainsi prévenir tout problème ultérieur. Il arrive parfois qu'un composant défectueux soit intégré à un nouveau produit et cause des dysfonctionnements. Voyons comment identifier les défauts de circuits imprimés au niveau de la carte et au niveau de la communauté afin de garantir le bon fonctionnement des composants électroniques.
Les composants électroniques de Polity sont identifiés à trois moments différents au cours des différentes étapes du projet.
- Avant fabrication
- Pendant le montage
- Lors des tests fonctionnels après réception d'une carte PCBA
Les fabricants et les entreprises de semi-conducteurs affirment systématiquement avoir éliminé tous les composants défectueux des circuits électroniques. Cependant, des problèmes (défauts de circuits imprimés) peuvent parfois subsister. À ce stade, la responsabilité principale incombe aux ingénieurs et aux contrôleurs qualité d'identifier les défauts des composants afin de prévenir d'éventuels problèmes ultérieurs.
Comment identifier les défauts des circuits imprimés lors du processus de fabrication ?
Les fabricants et les entreprises de semi-conducteurs affirment généralement utiliser deux méthodes pour identifier les défauts des composants des cartes électroniques.
Test de rodage – défauts de circuits imprimés
Il s'agit d'un procédé de chauffage où tous les composants sont portés à température. Sous l'effet d'une chaleur intense, les composants commencent à brûler. Leur capacité à fonctionner dans un environnement chaud est alors vérifiée. Les composants ayant une durée de vie courte ou une faible résistance aux variations de température sont éliminés.
Il s'agit d'un processus à haut volume, c'est-à-dire qu'il est appliqué simultanément à un grand nombre de produits. Toutefois, si vous souhaitez connaître le processus permettant de diagnostiquer les problèmes de cartes de circuits imprimés pendant l'assemblage, vous devez comprendre ce qu'est le test en circuit. Découvrons-en davantage sur le test en circuit et comment il permet d'identifier les défauts des cartes de circuits imprimés.
Tests en circuit – défauts de circuits imprimés
On utilise à la fois des machines à sondes mobiles et des testeurs à banc de pointes pour diagnostiquer les problèmes des composants des cartes de circuits imprimés. Ce procédé consiste à tester les composants d'origine de la carte afin de détecter d'éventuelles fluctuations de tension et de température ; la machine à sondes mobiles recrée cet environnement.
Les valeurs de conception et la capacité à résister à différents environnements sont vérifiées selon des normes de mesure électrique. La comparaison de ces mesures avec les valeurs de conception prévues permet d'évaluer précisément l'efficacité des composants. Il est donc conseillé de placer des points de test sur le circuit imprimé afin de faciliter l'identification et le contrôle des composants lors des essais en circuit.
Si les mesures réelles et celles estimées à partir de la conception ne correspondent pas, cela signifie simplement qu'il peut y avoir un défaut dans les composants électriques concernés. À ce stade, des tests supplémentaires sont effectués pour déterminer le type de défauts attendus sur le circuit imprimé et établir s'il s'agit d'une défaillance au niveau de la carte ou d'un composant.
Comment identifier les composants défectueux lors de la mise en service de la carte ?
Il peut être plus difficile de détecter une baisse d'efficacité opérationnelle lors de la mise en service d'une carte. Un seul composant défectueux peut entraîner un dysfonctionnement, voire une panne totale du circuit, mais il n'est pas toujours évident de déterminer si la panne est imputable à un composant. Un défaut de fabrication, une erreur de production, une empreinte incorrecte ou une amélioration des performances du processus peuvent tous être en cause.
Lors de ce type de procédure d'examen et de dépannage, les concepteurs doivent explorer le circuit défectueux et tenter de localiser précisément l'origine de la panne. Il est possible que l'élément qui semble défectueux sur un circuit fini ne soit pas la cause du problème ; il pourrait s'agir d'un autre composant sur le trajet de transmission.
Vous pouvez donc constater que le processus d'identification des problèmes de circuit imprimé est assez complexe. Il est nécessaire de connaître le rendement de tous les composants. Si tous les composants fonctionnent parfaitement, il est probable que le problème du circuit imprimé provienne de la conception ou de la fabrication du produit.
Causes des défauts des circuits imprimés (liste des défauts des circuits imprimés)
Les causes les plus fréquentes de défauts et de défaillances des circuits imprimés incluent leur exposition à une chaleur et une humidité excessives, les erreurs humaines, les problèmes de soudure, les empreintes défectueuses et les composants brûlés.
Étudions en détail les effets des défauts des circuits imprimés.
Défauts de PCB
Les défauts des circuits imprimés, tels que les courts-circuits, les couches mal alignées et les surfaces de masse dissipatives, peuvent entraîner des dysfonctionnements des composants. Certains défauts sont temporaires et peuvent être corrigés par de simples ajustements. D'autres, en revanche, ont des effets à long terme et peuvent endommager irrémédiablement le circuit imprimé.
Par exemple, un court-circuit est un problème temporaire facilement réparable, tandis que les défauts graves sont généralement durables. Il est donc impératif de diagnostiquer les problèmes de circuits imprimés. Il est important de noter que les circuits imprimés sont extrêmement sensibles aux charges électriques. Même la plus infime fluctuation de charge peut les détruire.
Problèmes de soudure
La soudure est un élément essentiel de la fabrication des circuits imprimés. Elle assure la connexion des composants au circuit, mais peut se dégrader et provoquer un dysfonctionnement. En cas d'humidité excessive, la soudure peut devenir sensible et générer des étincelles. Les défauts d'impression de la pâte à braser sont donc considérés comme des défauts de circuit imprimé.
Mais il ne s'agit pas seulement d'un problème d'uniformité de soudure ; une erreur d'installation est tout aussi préoccupante. Il existe différents types de défauts de soudure, chacun ayant un impact différent sur la carte.
- Ouvre
- trop de soudure
- Déplacement des pièces
- Joints froids
- Ponts en soudure
- Éclaboussures et toiles
- Coussinets qui ont été surélevés
Ces problèmes de circuits imprimés liés à des défauts de soudure peuvent généralement être résolus avec une formation et une pratique suffisantes pour votre production.
Composants brûlés
Une chaleur extrême ou une défaillance de composants peuvent entraîner la destruction des composants internes et, à terme, la panne de l'ensemble du circuit imprimé. Pour éviter les problèmes liés à la surchauffe des composants, il est conseillé d'espacer suffisamment l'intérieur du circuit imprimé. La chaleur peut ainsi se dissiper facilement.
N'oubliez pas que la température maximale admissible du circuit imprimé est de 170 degrés Celsius. Toute augmentation de température au-delà de cette valeur détruira les composants.
Facteurs environnementaux
Les cartes de circuits imprimés sont également sensibles aux influences extérieures. Elles peuvent se dilater sous l'effet de l'humidité et de la chaleur, ce qui peut entraîner des déformations et, potentiellement, la rupture des soudures. C'est pourquoi leur fabrication se fait généralement dans un environnement climatisé avec un taux d'humidité acceptable.
De plus, les corps étrangers qui entrent en contact avec une carte peuvent avoir des conséquences néfastes. La poussière, les cheveux, les liquides et les fibres font partie des principaux éléments susceptibles d'interagir avec les composants et de nuire à leurs performances et à leur fonctionnement.
Erreur humaine
N'importe qui peut provoquer une erreur sur un circuit imprimé. En matière d'erreurs de circuits imprimés, les principaux acteurs susceptibles de commettre une erreur entraînant une défaillance des composants sont les concepteurs, les fabricants, les contrôleurs qualité, les assembleurs et les ingénieurs.
Il arrive parfois que les composants soient mal installés, qu'ils ne respectent pas l'espacement adéquat ou que les soudures ne soient pas impeccables. Cependant, toute erreur humaine nécessite un peu plus de travail pour être corrigée.
Cependant, même après avoir effectué toutes les recherches et vérifications nécessaires, aucun problème n'est détecté, le problème de la carte de circuit imprimé (PCB) pourrait provenir de son empreinte. Voyons plus en détail ce qu'est une empreinte de PCB et comment elle peut affecter son fonctionnement.
Empreinte PCB
Si l'expert en inspection parvient à déterminer que le problème provient de l'empreinte du circuit imprimé, cela signifie que l'ensemble du lot est défectueux. Pour résoudre ce type de problème de composant défectueux, des recherches, des examens et un travail de mise au rebut minutieux sont nécessaires.
Comme de nombreux composants sont conçus pour être facilement interchangeables, les erreurs de brochage et de mise à la terre sont rares. Utilisez un moteur de recherche de composants électroniques pour trouver les schémas certifiés, les diagrammes de conception et les informations d'approvisionnement de votre modèle afin de garantir l'utilisation des empreintes appropriées.
En résumé : Réparation des défauts et des pannes des circuits imprimés
Maintenant que vous connaissez toutes les causes des défaillances de circuits imprimés, vous pouvez facilement résoudre le problème en identifiant et en corrigeant les dysfonctionnements. Il est important d'effectuer des recherches approfondies avant d'entreprendre toute réparation. Il est conseillé de contacter une entreprise spécialisée comme UETPCB, experte en défauts de circuits imprimés. Ces fabricants sont capables de concevoir des solutions et de fournir des produits sans défaut.
UETCB est un fabricant chinois de circuits imprimés bénéficiant d'une longue expérience. Il s'agit également du meilleur assembleur de circuits imprimés en Chine. Fort de plus de 15 ans d'expertise dans la fabrication et l'assemblage de circuits imprimés en Chine, il est un fabricant de circuits imprimés chinois de premier plan. Vous serez ainsi en mesure de résoudre toute difficulté rencontrée dans le domaine des circuits imprimés.