À l'ère de l'électronique, tous nos besoins dépendent de l'appareil électronique. Chaque composant électronique possède un circuit imprimé (PCB). Cet article abordera les points suivants : Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA).
Tout appareil électronique comporte une partie verte sur laquelle reposent de nombreux petits composants. Cette plaque verte est appelée circuit imprimé (PCB). Alors, poursuivez votre lecture pour en savoir plus… Assemblage de PCB processus en détail.
Principes de base de la conception de circuits imprimés
Dans la conception d'un circuit imprimé, l'unité de base est le substrat, constitué de plusieurs couches. Ces couches jouent un rôle dans le fonctionnement global du circuit imprimé. Nous les examinerons plus en détail ultérieurement.
Le substrat est la plaque rigide principale sur laquelle divers éléments sont disposés. Composants PCB sont dispersées. Cette couche est composée de matériau FR-4 et assure la rigidité générale du circuit imprimé.
- Feuille de cuivre: Il s'agit de la deuxième couche qui recouvre le dessus et le dessous du circuit imprimé sous forme de feuille de cuivre.
- 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 pistes de cuivre afin d'éviter tout court-circuit.
- Sérigraphie: On trouve généralement des marquages blancs sur le circuit imprimé, tels que C1, R1 ou le logo de l'entreprise. Ces marquages sont réalisés par sérigraphie.
Voici donc les couches qui composent un circuit imprimé. Nous allons maintenant aborder les trois principaux types de circuits imprimés.
- Un circuit imprimé rigide est un base recouvrant la majeure partie de Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA). Cependant, il est composé de peu de matériaux. Ceux-ci comprennent le FR-4, la fibre de verre, les phénoliques ou les époxydes.
- PCB flexible: Ces pièces sont fabriquées dans un matériau de type Kapton. Elles peuvent également résister à des températures élevées avec une épaisseur d'environ 0.005 pouce.
- PCB à noyau métallique : Il s'agit d'alternatives aux circuits imprimés rigides. Elles sont constituées d'un noyau métallique, généralement en aluminium. Cependant, elles dissipent très efficacement la chaleur.
Avant le processus d'assemblage
Avant de démarrer le Processus d'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA)Il y a certaines mesures que vous devez prendre. Ces premières étapes aident à Fabricant d'assemblage de circuits imprimés en matière de fonctionnalité globale de numérisation. Divers Assemblage de PCB Les entreprises ont besoin d'un fichier de conception comportant des exigences supplémentaires. Ainsi, le fabricant peut vérifier le fichier de conception et corriger tout problème susceptible d'affecter les fonctions du produit. Composants PCB.
Il s'agit donc de l'étape de vérification de la fabricabilité (DFM) du circuit imprimé. Le fabricant analyse la conception globale afin de détecter toute fonctionnalité manquante ou toute erreur lors de cette vérification. Ces erreurs peuvent altérer plus ou moins le fonctionnement du circuit imprimé, selon leur nature.
De plus, le Assemblage de PCB Le processus débute après une analyse approfondie visant à détecter ces problèmes ou erreurs. Il commence réellement lorsque le fabricant corrige chaque problème, comme vous pouvez le constater ci-dessous.
Étapes du processus PCBA
Avant le processus d'assemblage, la carte de circuit imprimé est appelée carte de circuit imprimé prototype. Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA) Il s'agit de l'application de pâte à souder sur le circuit imprimé prototype et d'autres composants tels que les résistances et les condensateurs.
Step 1: Stenciling de pâte à braser
Dans un premier temps, la soudure est appliquée sur toutes les zones du circuit imprimé où vous souhaitez placer les composants. La pâte à braser est déposée sur un pochoir en acier inoxydable. Ensuite, un opérateur assemble le pochoir et le circuit imprimé à l'aide d'un applicateur.
L'applicateur répartit ensuite la pâte à braser uniformément sur le circuit imprimé, de manière à remplir toutes les zones cibles. Cette pâte est composée de 96.5 % d'étain, 3 % d'argent et 0.5 % de cuivre. Elle ne contient pas de plomb.
Étape 2: Pick and Place
Après avoir étalé la soudure, l'étape suivante consiste à placer les composants sur le circuit imprimé à l'aide d'une machine de placement. Pour ce faire, Fabricant d'assemblage de circuits imprimés Le fichier de conception est introduit dans l'appareil. En scannant ce fichier, la machine sélectionne et place les composants à l'emplacement exact.
Lorsque ces machines ne sont pas utilisées, leur utilisation est effectuée avec une extrême précaution par des techniciens experts. De ce fait, le technicien souffre de problèmes de vue et d'une grande fatigue, en plus d'un ralentissement du processus.
Ainsi, le processus devenait plus sujet aux erreurs. Cependant, avec l'avènement de ces machines, Assemblage de PCB est désormais précise et pratique. De plus, ces machines peuvent fonctionner 24h/24 et 7j/7.
Étape 3: Soudage par refusion
Après avoir placé les composants et la pâte à braser sur le circuit imprimé, l'étape suivante est le brasage par refusion. Ce procédé consiste à placer les circuits imprimés et les composants sur un tapis roulant qui les transporte dans un four à une température de 250 °C.
Cette température est donc suffisante pour faire fondre la pâte à braser. Cette fusion permettra à la carte de circuit imprimé d'ajuster tous les composants et de réaliser des soudures. Ensuite, elle sera placée dans les refroidisseurs, où ces soudures seront refroidies de manière contrôlée.
Ce refroidissement permettra ainsi de créer des liaisons permanentes entre les composants et le circuit imprimé. Cependant, si le circuit imprimé est double face, l'autre face sera traitée de la même manière après ce processus. La face traitée en premier sera celle qui comporte le moins de composants.
Étape 4 : Inspection et contrôle de la qualité
Après le processus de soudage par refusion, une inspection est nécessaire. En raison du mouvement des composants, les petits éléments présents sur le circuit imprimé peuvent présenter des défauts, qui doivent être éliminés lors de l'inspection. Fabricant d'assemblage de circuits imprimés Nous pouvons effectuer trois types d'évaluations à ce stade.
- Contrôle manuel : L'inspection manuelle est impossible en raison de la petite taille des composants. Il sera difficile pour les techniciens d'intervenir à un niveau de finition aussi fin. Toutefois, elle sera envisageable si la carte possède des fonctionnalités THT.
- Inspection optique : Cette méthode est adaptée au traitement d'un grand nombre de circuits imprimés. Plusieurs caméras haute définition sont installées sur une machine qui inspecte les joints sous tous les angles. Grâce à sa précision et à sa rapidité, cette inspection est réalisée en un temps réduit.
- Inspection aux rayons X : Cette inspection permet de détecter les défauts de la couche interne. Elle nécessite l'intervention de techniciens pour analyser la présence d'éventuels défauts ou problèmes dans cette couche. Un scan mal effectué peut entraîner des circuits imprimés défectueux.
Etape 5: Insertion de composants traversants
À la 5ème étape de Assemblage de PCBL'insertion des composants traversants est effectuée. Ces composants sont également appelés composants métallisés traversants. Ils traversent les trous du circuit imprimé. Chaque trou est relié à l'autre par des pistes de cuivre.
Lorsque ces composants sont insérés dans les trous, un réseau électrique se forme entre les trous et les composants.
Étape 6 : Inspection finale et test fonctionnel
Une fois toutes les étapes mentionnées ci-dessus réalisées, la dernière étape consiste à effectuer le test fonctionnel. Ce test fournira les signaux électriques nécessaires pour vérifier la sortie et les connecteurs spécifiques.
Pour cela, il est nécessaire de disposer d'instruments de laboratoire tels qu'un multimètre numérique, un générateur de fonctions et un oscilloscope. Ces tests sont essentiels pour vérifier la présence éventuelle de défauts, de problèmes ou d'erreurs.
Procédé d'assemblage de la technologie traversante (THT)
L'assemblage de composants comportant des broches traversantes, insérées dans de petits trous d'une carte de circuit imprimé, nécessite la combinaison de procédures manuelles et automatisées.
- Placement des composants : Cette étape nécessite une manipulation manuelle par les ingénieurs. Ces derniers 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.
- Inspection et rectification : Une fois tous les composants en place, la carte de circuit imprimé est positionnée dans un cadre de transport adapté afin de vérifier la précision de leur placement. Il sera ainsi facile de corriger les éventuels problèmes.
- Soudage à la vague : Enfin, ces composants sont soudés à l'aide de vagues. La carte est chauffée lentement à une température d'environ 260 °C (500 °F). Après cette étape, tous les éléments sont solidement fixés à la carte.
Processus d'assemblage de la technologie de montage en surface (SMT)
Dans le processus d'assemblage de la technologie de montage en surface, toutes les étapes sont automatisées par rapport au processus précédent.
- Impression de pâte à souder : Les composants sont montés sur la carte par dépôt de pâte à braser. Un gabarit permet un positionnement précis de la pâte. La qualité des produits est ensuite contrôlée à l'aide d'un inspecteur de pâte à braser.
- Composants de montage : Après l'application de la pâte à braser, l'ensemble est envoyé à la machine de placement où les composants sont montés.
- Soudage par refusion : Après le montage des composants, la carte est passée dans un four à une température d'environ 500 °F (260 °C). Cela permettra aux composants d'adhérer fermement à la carte.
Conclusion
Après avoir terminé le Processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés (PCBA), Tous les produits sont livrés aux destinations prévues. À chaque étape, les employés travaillent avec diligence et examinent chaque aspect avec précision afin d'éviter toute erreur. Le travail est réalisé avec une telle rigueur que les produits répondent aux attentes des clients.