Comment cuire des circuits imprimés et des composants : un guide complet

Introduction

La cuisson des circuits imprimés est une technique puissante utilisée pour améliorer la fonctionnalité et la longévité des cartes. Cependant, tous les types de circuits imprimés ne sont pas cuits, et les conditions utilisées pour induire ce processus peuvent également varier. Dans ce guide, vous explorerez l'intégralité du processus de cuisson des circuits imprimés et des composants.

Qu'est-ce que la cuisson des PCB ?

Cuisson des PCB – Il s’agit d’un processus par lequel vous éliminez l’humidité des circuits imprimés en les chauffant à des températures fixes. En conséquence, les cartes et autres composants électriques sont protégés contre l’oxydation, le délaminage et le dégazage, qui peuvent tous nuire à la durée de vie et aux performances des cartes.

Les experts en circuits imprimés s'accordent à dire qu'une cuisson est nécessaire pour obtenir des performances optimales. Cependant, ce n'est pas toujours nécessaire, notamment pour les composants à courte durée de vie et conservés dans l'environnement prescrit par le fabricant.

Types de composants nécessitant une cuisson

Il existe principalement six types de composants nécessitant une cuisson. Les exigences de cuisson varient selon chacun d'eux :

Les composants passifs mentionnés dans le tableau comprennent les transformateurs, les résistances, les condensateurs et les inductances. Ils ne nécessitent pas de source d'alimentation externe pour fonctionner.

De quel équipement ai-je besoin pour la pâtisserie ?

Le processus de cuisson nécessite un réglage précis de la température et de la durée du four. Le type de préréglage utilisé dépend également de la machine choisie pour la cuisson des circuits imprimés. 

Fours conventionnels

Les fours conventionnels sont largement disponibles et économiques par rapport aux autres méthodes de chauffage. Cependant, ils n'offrent pas un contrôle précis de la température, pourtant indispensable pour la cuisson de circuits imprimés et d'autres composants électroniques.

De plus, les fours conventionnels ont tendance à laisser des points chauds lors de la cuisson, ce qui peut entraîner une exposition dangereuse à la chaleur de certaines parties critiques des planches.

Fours de cuisson

Les fours de cuisson assurent une chaleur uniforme, évitant ainsi les points chauds contrairement aux fours conventionnels. Cependant, leur utilisation peut nécessiter des coûts supplémentaires et une formation spécialisée.

Fours sous vide

Le dernier type de four utilisable pour la cuisson des circuits imprimés et des composants est le four à vide. Il permet une élimination efficace de l'humidité et réduit les risques d'oxydation des cartes.

Procédé de cuisson des circuits imprimés

La cuisson des circuits imprimés et des composants est un processus extrêmement délicat qui nécessite la prise en compte de certains facteurs cruciaux. 

Âge ou durée de conservation du PCB :

• Dans les 2 mois suivant la fabrication et bien scellé : Aucune cuisson requise.
• Descellé et conservé 2 à 6 mois : Cuire au four pendant 2 heures.
• Conservé de 6 à 12 mois : Cuire au four pendant 4 heures.
• Stocké pendant plus de 12 mois : Non recommandé pour la cuisson, car la dégradation due à l'exposition à l'humidité peut être irréversible.

Épaisseur du PCB et temps de cuisson :

• 1.0 mm d'épaisseur : Minimum 2 heures à 120℃.
• 1.8 mm d'épaisseur : Minimum 4 heures à 120℃.
• 4.0 mm d'épaisseur : Minimum 6 heures à 120℃.

Étapes à suivre pour la cuisson d'un PCB

Tout d’abord, préchauffez le four à 120±5℃. Ensuite, placez les circuits imprimés dans des conteneurs antistatiques ou sur des surfaces propres et non conductrices. 

Répartissez les planches uniformément à l'intérieur du four pour éviter la création de points chauds dans l'environnement de cuisson.

Laissez les circuits imprimés à l'intérieur pendant le temps indiqué, en fonction de leur type et de leur épaisseur, comme mentionné précédemment. 

Une fois le temps écoulé, laissez les planches refroidir. à température ambiante pendant environ 15 à 30 minutes avant de retirer les aliments du four.

Procédé de cuisson des composants électroniques

Le processus de cuisson des composants électroniques nécessite également certaines considérations. Par exemple, les composants montés en surface (SMD) comme les circuits intégrés et les BGA sont sensibles à l'humidité.

Ces composants sont généralement stockés à 5-30℃ avec une humidité relative inférieure à 50% et sont cuits avant d'être transférés au Ligne CMS.

Les exigences de cuisson des CMS varient en fonction de leur taux d'humidité et de leur durée de stockage. Une humidité relative inférieure ou égale à 5 % est requise pour les composants. Cette restriction vise à créer un différentiel d'humidité entre l'intérieur et l'extérieur du composant électrique, ce qui permettra une élimination efficace de l'humidité.

Les étapes restantes pour cuire les composants sont les suivantes. 

Commencez par préchauffer le four à une température d'environ 120 °C. Vous devez utiliser ESD-des récipients sûrs pour ce processus, mais assurez-vous qu'ils peuvent résister à une telle chaleur sans fondre ni se déformer.

Laissez cuire les composants électroniques pendant la durée indiquée, sous surveillance manuelle à intervalles réguliers. Cela garantira l'absence de problème pendant toute la durée de la cuisson.

Enfin, fermez le feu et laissez les composants refroidir à température ambiante avant de les manipuler de quelque manière que ce soit.

Techniques avancées pour la cuisson des circuits imprimés

Outre les techniques traditionnelles, il existe des techniques avancées pour la cuisson des circuits imprimés et des composants. Celles-ci sont détaillées ci-dessous.

Cuisson sous vide

Pour la cuisson sous vide, il est conseillé de régler la température et le niveau de vide conformément aux spécifications du fabricant. La durée de cuisson est généralement plus courte que celle de la cuisson traditionnelle. 

Une fois le désigné processus de cuisson est terminé, laissez la pression du four revenir à la pression ambiante et retirez les articles en toute sécurité pour une utilisation ultérieure.

Cuisson à l'azote

Les fours purgés à l'azote peuvent également être utilisés pour la cuisson des circuits imprimés et des composants électriques. Ces machines contribuent à créer une atmosphère inerte pour la cuisson, réduisant ainsi le risque d'oxydation.

Commencez par définir les conditions de cuisson standard des circuits imprimés. Maintenez une légère pression d'azote positive et laissez les composants refroidir à température ambiante une fois la cuisson terminée.

Cuisson à température réduite

La méthode de réduction progressive consiste à démarrer à une température plus élevée, par exemple 125 °C, pendant une durée plus courte. Cette technique consiste à diminuer progressivement la température à intervalles réguliers jusqu'à atteindre les conditions de cuisson requises.

La réduction de température est principalement utilisée pour les composants nécessitant des temps de cuisson plus longs. Cette méthode permet d'éviter les chocs thermiques tout en assurant une élimination complète de l'humidité des cartes.

Que faire une fois les PCB et les composants cuits ?

Une fois la cuisson des circuits imprimés et des composants terminée, retirez-les délicatement du four. Veillez à utiliser des gants antistatiques pour le retrait et à conserver les cartes dans un endroit sec et déshydratant. Cela les gardera prêtes à être assemblées sans risque de dégradation. 

Cependant, rappelez-vous de assembler les PCB dans les 5 jours suivant la cuisson. Si elles ne sont pas utilisées pendant ce temps, elles pourraient nécessiter une nouvelle cuisson.

Conclusion

La cuisson des circuits imprimés exige une grande rigueur et une prise en compte rigoureuse de nombreux facteurs. De même, pour les composants électroniques, des facteurs comme le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) sont très importants. Des techniques avancées permettent également d'éliminer efficacement l'humidité des circuits imprimés, garantissant ainsi des performances et une longévité optimales.

FAQ

Devons-nous cuire toutes les cartes de circuits imprimés ?

Non, la cuisson des circuits imprimés n'est pas toujours nécessaire. Elle est généralement utilisée pour les circuits imprimés nus exposés à l'humidité pendant une longue période. 

Quels sont les risques liés à la surcuisson des circuits imprimés ou des composants ?

Une cuisson excessive entraîne une dégradation des boîtiers en plastique, affectant l'intégrité structurelle des cartes et provoquant un délaminage des PCB.

Existe-t-il des alternatives à la cuisson thermique pour éliminer l’humidité ?

Alternativement, vous pouvez essayer le séchage sous vide, qui utilise une combinaison de vide et de chaleur douce pour éliminer l'humidité des planches. Il existe également d’autres méthodes que vous pouvez utiliser, telles que le séchage chimique et le séchage au micro-ondes. Cependant, ces appareils présentent un risque plus élevé de dommages potentiels aux composants.

Puis-je recuire des circuits imprimés et des composants s'ils ont déjà été cuits ?

Oui, il est possible de recuire les circuits imprimés. Cependant, cela n'est pas recommandé, car une cuisson excessive peut entraîner une dégradation, une décoloration et une oxydation des composants électriques.