Que faut-il savoir sur la fabrication et l'assemblage des circuits imprimés ?
Que sont les PCB?
PCB est l'acronyme de Printed Circuit Board (carte de circuit imprimé), un support mécanique comportant des pistes et des empreintes qui reflètent le schéma du circuit. Les cartes de circuits imprimés (PCB) sont les éléments de base de la plupart des appareils électroniques. De la simple carte utilisée dans une clé de voiture aux cartes de haute précision et à haute vitesse utilisées dans les ordinateurs, les cartes de circuits imprimés constituent le socle sur lequel sont assemblés tous les autres composants électroniques.
L'industrie des circuits imprimés est largement utilisée dans les secteurs de l'aérospatiale, du médical, de l'industrie, de l'éclairage LED, de l'électronique grand public et bien d'autres.
Quels sont les avantages des circuits imprimés ?
Comparées aux cartes de circuits imprimés traditionnelles, les cartes PCB présentent de nombreux avantages, ce qui en fait la solution privilégiée des fabricants d'électronique.
- Gagnez de la place et du temps grâce à une conception compacte et légère.
- Restez immobile quel que soit le mouvement de la planche.
2. Éliminez les connexions desserrées et les courts-circuits en connectant
- Leur fabrication plus rapide et plus efficace en production de masse en fait une option très rentable.
- Leur fiabilité et leur facilité d'entretien les rendent plus adaptés à l'intégration dans des systèmes complexes.
Les différents types de circuits imprimés
Bien que toutes les cartes de circuits imprimés aient le même objectif fondamental, elles sont disponibles dans une large gamme de conceptions et de configurations afin de répondre aux besoins de diverses applications. Voici les types disponibles dans notre gamme UETPCB :
PCB monocouche
PCB double couche
PCB multicouche
PCB rigide
PCB flexible
PCB rigide-flex
PCB haute fréquence
PCB à noyau métallique (MCPCB)
Comment concevoir un circuit imprimé ?
La conception de circuits imprimés ne se limite pas à l'assemblage de quelques composants et au tracé des pistes qui les relient. Lors de la réalisation d'un circuit imprimé, il est essentiel de prendre en compte les spécifications de conception et de les traduire en schémas fonctionnels. Les circuits imprimés se déclinent en une grande variété de modèles ; il est donc important de bien comprendre le processus de conception. Voici quelques éléments clés à considérer lors de la conception d'un circuit imprimé :
*Application pour laquelle le circuit imprimé sera utilisé
*Environnement dans lequel la carte de circuit imprimé fonctionnera
*Espace et configuration requis pour l'installation
*Flexibilité du circuit imprimé
*Installation et assemblage
Le choix d'une conception de circuit imprimé adaptée à ces considérations a un impact significatif sur la fabricabilité, la vitesse de production, le rendement du produit, les coûts d'exploitation et les délais de livraison.
Étapes de conception et d'agencement du circuit imprimé :
Créer le schéma
Créer un schéma de circuit imprimé vierge
Capture de schéma : Connexion à votre circuit imprimé
Conception de votre empilement de PCB
Définition des règles de conception et des exigences de fabrication
Placer les composants
Insérer les trous de perçage
Traces d'itinéraire
Ajouter des étiquettes et des identifiants
Générer les fichiers de conception
Fabrication de circuits imprimés
La fabrication des circuits imprimés est le processus qui transforme un schéma de circuit imprimé en une structure physique, conformément aux spécifications fournies dans le dossier de conception. Ce processus s'effectue principalement grâce aux étapes ou techniques suivantes :
- Visualisation de la disposition souhaitée sur des stratifiés cuivrés
- Préparation du substrat : le matériau de base se présente souvent sous forme de grande pièce. Il faut la découper aux dimensions souhaitées et nettoyer sa surface afin d’obtenir un circuit imprimé de bonne qualité.
- Gravure ou élimination du cuivre en excès des couches internes pour révéler les pistes et les pastilles
- Presse de stratification et de lamination
- Perçage des trous de fixation, des broches traversantes et des vias
- trous de broches et trous traversants plaqués
- L'application d'un vernis épargne permet de protéger le circuit lors de l'étape de soudure suivante. Pour ce faire, une couche protectrice, appelée vernis épargne, est nécessaire à la surface.
- Le traitement de surface, HASL (nivellement à l'air chaud) ou ENIG (nickel chimique immergé dans l'or), contribue à garantir la qualité de la soudure des pastilles et à prévenir l'oxydation.
- Sérigraphie d'indicateurs de référence et de polarité, logos ou autres marquages en surface
- Il est possible, en option, d'appliquer une finition sur les zones en cuivre de la surface.
- Effectuez une série de tests, puis emballez la carte.
Processus d'assemblage et de production des PCB
Dans un processus d'assemblage, de production ou de fabrication de circuits imprimés, plusieurs étapes individuelles sont nécessaires. Leur parfaite interopérabilité est essentielle pour former un processus global intégré. Chaque étape d'assemblage et de production doit être compatible avec la suivante, et un retour d'information entre la sortie et l'entrée est indispensable pour garantir une qualité optimale. Ainsi, tout problème est détecté rapidement et le processus peut être ajusté en conséquence.
1 – Application de la pâte à souder
Il s'agit de la toute première étape de l'assemblage d'un circuit imprimé. La pâte à braser est appliquée sur la carte à l'aide d'une grille à braser. Cette grille est percée de petits trous. Elle est positionnée correctement sur la carte, puis un chariot est déplacé dessus. Cela permet à la pâte à braser de s'infiltrer à travers les trous et de se déposer sur la carte.
2. Placement des composants
Cette opération intervient après l'application de la pâte à braser. La technologie de montage en surface (CMS) exige un placement précis des composants, lesquels sont déposés sur la carte à l'aide d'une machine de placement.
3. Four de refusion
Après le placement des composants, la carte de circuit imprimé est placée sur le convoyeur du four de refusion. La soudure appliquée lors de l'étape de dépôt de la pâte à braser fond pendant le brasage par refusion, fixant ainsi définitivement les composants à la carte.
4. inspection
Après le processus de refusion, le circuit imprimé est soumis à un contrôle qualité afin de vérifier son bon fonctionnement. Cette étape permet d'identifier les connexions défectueuses, les composants mal positionnés et les courts-circuits dus aux mouvements successifs du circuit imprimé pendant la refusion. Les fabricants de circuits imprimés utilisent plusieurs méthodes d'inspection, telles que l'inspection visuelle, l'inspection optique automatisée et l'inspection par rayons X, pour examiner le fonctionnement du circuit imprimé, détecter les soudures de mauvaise qualité et identifier tout problème potentiellement caché.
5. Insertion de composants traversants
Certains types de circuits imprimés nécessitent l'insertion de composants traversants en plus des composants CMS classiques. Cette étape est dédiée à l'insertion de ces composants. Pour ce faire, des trous métallisés sont créés, permettant ainsi aux composants du circuit imprimé de transmettre les signaux d'une face à l'autre. L'insertion des composants traversants est généralement réalisée par soudure manuelle ou par soudure à la vague.
6. Soudure à la vague
Dans cette étape, la carte de circuit imprimé est placée sur un système de convoyage mécanique et acheminée à travers différentes zones. Elle passe notamment au-dessus d'une vague de soudure en fusion, ce qui permet de connecter les pastilles/trous de la carte, les broches des composants électroniques et la soudure.
7. Inspection finale et test fonctionnel / Programmation des circuits intégrés
Une fois l'étape de soudure du processus d'assemblage de cartes électroniques (PCBA) terminée, une inspection finale vérifie le bon fonctionnement du circuit imprimé. Cette inspection, appelée « test fonctionnel », met le circuit imprimé à l'épreuve en simulant ses conditions normales d'utilisation. L'alimentation et des signaux simulés traversent le circuit imprimé pendant ce test, tandis que les techniciens surveillent ses caractéristiques électriques.
8. Nettoyage et emballage
Le processus de soudure laissant des résidus de flux sur les circuits imprimés, il est essentiel de les nettoyer soigneusement avant l'expédition au client. Pour ce faire, les circuits imprimés sont lavés à l'eau déminéralisée. Après le nettoyage, ils sont séchés à l'air comprimé. Le circuit imprimé est alors prêt pour la vérification et l'inspection du client.
Assemblage de construction de boîte
L'assemblage en boîtier est un processus d'assemblage électromécanique qui comprend la fabrication des boîtiers, l'installation des câbles ou des faisceaux de câbles, et l'installation des composants et des sous-ensembles.
Processus d'assemblage de construction de boîtes
Assemblage de produits de sous-niveau
Conception et ingénierie de composants mécaniques (moulage par injection, fonderie sous pression, etc.)
Fabrication d'enceintes,
installation des composants et des sous-ensembles
Acheminement des câbles ou des faisceaux de fils,
Assemblage au niveau du système
Chargement du logiciel et configuration du produit
Essais fonctionnels
Tests complets du produit et rodage
Systèmes de test personnalisés avec solutions logicielles et matérielles intégrées.
Emballage et étiquetage
Entreposage, exécution des commandes et traçabilité
Outillage et montages personnalisés
Fabrication sur commande et configuration sur commande (BTO et CTO)
Livraison directe au point de vente
Solution clé en main complète
