Processus d'assemblage de PCB : tout ce que vous devez savoir

Si vous voulez que votre carte de circuit imprimé (PCB) réussisse, vous devez savoir comment elle sera assemblée. Le processus d'assemblage de PCB peut sembler être une simple approche "sans intervention", mais il existe de nombreuses façons dont les erreurs peuvent se produire à ce stade.

Le processus d'assemblage des PCB est complexe. Cela peut varier en fonction de la commande. Certains principes fondamentaux s'appliquent à la plupart des cas. Nous vous donnerons un aperçu de ce que Assemblage de PCB processus ressemble. Il mettra également en lumière la façon dont l'industrie est née et comment elle évolue.

Processus d'assemblage de PCB

Que devez-vous savoir sur le processus d'assemblage des PCB ?

Le processus d'assemblage de PCB est complexe et implique de nombreuses étapes, mais avant de savoir comment le faire, vous devez comprendre ce qu'est l'assemblage de PCB. PCB signifie carte de circuit imprimé. Une carte de circuit imprimé est une carte plate sur laquelle sont fixés des composants électroniques. Ces composants électroniques comprennent des résistances, des condensateurs, des transistors, des diodes et des circuits intégrés (CI).

Le but d'une carte de circuit imprimé est de connecter tous les différents composants électriques d'un appareil électronique. Par exemple, sont comme un ordinateur ou un téléviseur. Les composants électroniques du PCB sont connectés à l'aide de pistes en cuivre. Cela forme un circuit électrique. Cela permet à l'électricité de circuler d'un composant à un autre sans être interrompue par d'autres composants entre eux.

La partie la plus importante de tout processus d'assemblage de PCB consiste à concevoir vos propres cartes de circuits imprimés personnalisées. Il est préférable d'utiliser un logiciel de CAO tel que EagleCAD ou KiCad avant de les envoyer pour la fabrication afin qu'ils répondent exactement à vos spécifications lorsqu'ils reviennent de la production.

Vous devez également vous assurer que votre conception respecte toutes les normes de l'industrie. Pour qu'il soit utilisé avec d'autres systèmes au sein de votre entreprise ou de votre industrie sans causer de problèmes de compatibilité ou source de courant problèmes lors de l'installation de nouveaux produits dans des systèmes existants à différents endroits dans les entrepôts ou les bureaux de votre entreprise dans le monde entier !

Types de processus d'assemblage de PCB

3 types de processus d'assemblage de PCB

Lorsque vous recherchez un processus d'assemblage de PCB, il est important de savoir dans quoi vous vous embarquez. L'ensemble du processus de fabrication d'un PCB peut être compliqué et déroutant, mais si vous savez ce qu'il faut rechercher, vous serez en mesure de trouver celui qui correspond le mieux à vos besoins.

Il existe trois principaux types de processus d'assemblage de PCB. Ceux-ci sont Technologie à trou traversant, Technologie de montage en surface et processus d'assemblage à technologies mixtes. Chacun a ses propres avantages et inconvénients et donnera à votre produit un look différent. Lequel est bon pour toi? Regardons de plus près!

Assemblage THT

Processus d'assemblage de la technologie Thru-Hole

Cette technologie fait référence à la manière dont les composants sont connectés au PCB et soudés en place.

La technologie Thru-hole consiste à placer composants électriques sur le dessus de la carte, puis les souder en place. La soudure forme une liaison mécanique entre les deux matériaux, permettant une connexion sûre et stable. Pour cette raison, la technologie à trou traversant est souvent utilisée dans des applications où la fiabilité est essentielle.

Les types les plus courants de composants traversants sont les résistances (fixes et variables), les transistors (NPN et PNP), les diodes, les condensateurs, les CI (circuits intégrés), LED (diodes électroluminescentes), inducteurs (bobines), transformateurs, fusibles et relais (interrupteurs). Certaines cartes prennent également en charge les dispositifs traversants appelés cavaliers qui vous permettent de modifier certains paramètres tels que Tension niveaux ou d'autres paramètres.

SMT Assembly

Processus d'assemblage de la technologie de montage en surface

Ce processus d'assemblage est un choix populaire pour les fabricants d'électronique car il leur permet d'économiser de l'argent sur les matériaux et les coûts de main-d'œuvre.

Le processus consiste à placer des composants sur la carte par opposition au montage traversant, qui consiste à insérer des fils dans des trous de la carte. Les trous sont souvent plus petits que les fils, ce qui rend ce type de montage moins cher et plus facile que le montage traversant.

Ce type d'assemblage peut se faire manuellement ou avec une machine automatisée. L'assemblage manuel nécessite plus de compétences de la part de l'assembleur, mais les systèmes automatisés permettent des taux de production plus élevés.

Assemblage de technologies mixtes

Processus d'assemblage à technologie mixte

Il s'agit d'un processus qui implique l'utilisation des technologies SMT et Through-Hole. Le principal avantage de cette méthode est qu'elle vous permet d'assembler de très petits composants, tels que des circuits intégrés et des résistances, en utilisant SMT technologie, tout en gardant des composants plus grands tels que des connecteurs et des transformateurs en place via un assemblage traversant.

Le processus d'assemblage à technologie mixte vous donne plus de flexibilité dans les types de cartes que vous pouvez créer, mais il présente certains inconvénients. Le premier inconvénient est que parce que vous combinez différents types de PCB, la conception doit être suffisamment flexible pour les accueillir tous. Cela signifie qu'il est plus difficile de s'assurer que votre produit fonctionnera comme prévu si vous utilisez un processus d'assemblage à technologie mixte.

Étapes du processus d'assemblage de PCB

8 étapes principales du processus d'assemblage de PCB

Il y a huit étapes principales dans le processus d'assemblage des PCB. Si vous êtes confronté à des problèmes de coût, prendre des raccourcis n'est peut-être pas pratique. Si vous pouvez vous le permettre et que vous souhaitez tirer le meilleur parti de votre produit, voici 8 étapes du processus d'assemblage de PCB qui peuvent vous aider à vous assurer qu'il n'y a pas de place pour les erreurs.

Préparation et examen du matériel

Cette étape est utilisée pour évaluer les matériaux qui vont être utilisés pour les PCB. Les matériaux sont examinés pour leur qualité, puis ils sont préparés pour l'utilisation. Les matériaux doivent être vérifiés pour tout défaut et s'il y en a, ils doivent être retirés de l'utilisation.

Placement des composants

Le but de cette étape est de s'assurer que tous les composants électroniques sont correctement placés sur le PCB et sont correctement connectés les uns aux autres. Les composants sont ensuite placés sur le pochoir et connectés avec du ruban adhésif conducteur.

Vague de soudure

Une méthode de brasage qui utilise la chaleur, un flux et une pression pour assembler des composants électroniques. Il sert à souder les cordons sur le corps d'un composant électronique.

Les fils sont attachés avec une machine à souder à la vague qui se déplace à travers les composants dans un mouvement ondulatoire. La chaleur de la machine fait fondre la soudure et lui permet de circuler autour du fil et dans tous les coins du composant avant de se refroidir à nouveau.

Préparation du pochoir

Le pochoir est généralement fabriqué à partir d'un matériau de type papier ou plastique et comporte des ouvertures à chacun des points de soudure souhaités sur le PCB. Si vous n'avez pas de pochoir correctement préparé, vous risquez d'obtenir des résultats incohérents. Cela affectera le circuit imprimé lors de l'assemblage proprement dit et pourrait potentiellement endommager votre produit.

Pochoir en pâte à souder

Processus par lequel deux ou plusieurs matériaux conducteurs sont réunis pour former une seule interconnexion. Les joints de soudure les plus courants sont le soudage traversant, le montage en surface et le soudage à la vague.

Le soudage traversant consiste à insérer un composant dans une ouverture du circuit imprimé, puis à le souder sur des pastilles situées sur les bords opposés du trou. Cela produit un joint permanent qui ne peut pas être facilement démonté. Sur la technologie de montage en surface, les composants peuvent ensuite être placés directement sur la surface de la carte ou sur un substrat tel que céramique ou en plastique.

Placement SMC/THC

Dans cette étape, les composants sont placés sur le circuit imprimé. Les pièces sont placées sur la carte de manière à pouvoir y accéder facilement lors de leur soudure. Pour ce faire, placez le composant de sorte que ses pattes ou ses fils pointent vers le haut et vers le bas, ou sur le côté, ce qui permettra un accès facile une fois qu'ils auront été soudés.

Les pièces peuvent être placées manuellement ou automatiquement à l'aide d'un équipement de placement automatisé.

Afin d'éviter tout dommage lors du placement et du soudage, il est important que tous les composants soient placés avec un espacement minimum entre eux pour éviter les courts-circuits et les problèmes de surchauffe.

soudage par refusion

Dans le processus d'assemblage des PCB, brasage par refusion La soudure par refusion se produit lorsque le PCB est chauffé à une température extrêmement élevée afin de faire fondre la pâte à souder et de la lier aux traces de cuivre du PCB. Le but de la soudure par refusion est de créer des joints plus solides entre les traces conductrices d'un PCB et les résistances ou autres composants attachés à ces traces.

Inspection des PCB

Inspection

Le processus d'assemblage de PCB est une séquence complexe d'étapes. Il doit être exécuté pour que le produit final soit réussi. Un défaut peut survenir à tout moment au cours de ce processus, et si c'est le cas, cela pourrait entraîner des composants défectueux ou même une panne complète de la carte de circuit imprimé.

L'inspection est la partie la plus importante de ce processus car elle permet aux fabricants de détecter les défauts avant qu'ils ne fassent partie du produit final. Cela aidera à réduire les coûts en réduisant les déchets et en améliorant l'efficacité.

Il existe également trois types d'inspection. Chaque PCB passe par ce type d'inspection pour garantir la qualité :

Inspection manuelle

L'étape d'inspection manuelle du processus d'assemblage du PCB est exactement ce à quoi cela ressemble. Un être humain inspecte la carte de circuit imprimé et la compare à la conception originale. L'inspecteur recherche tout problème qui aurait pu survenir au cours du processus de production. Des exemples sont des composants desserrés ou un placement incorrect. Si des problèmes sont détectés, ils sont résolus à la main avant de passer à l'étape suivante du processus d'assemblage.

inspection optique

Une fois les composants soudés au circuit imprimé, ils sont inspectés pour s'assurer qu'ils sont correctement alignés et que tous les joints de soudure sont solides et sécurisés. L'équipement d'inspection optique utilisé pour cette étape. Il s'agit généralement d'un microscope à LED avec des capacités de grossissement élevées et une source de lumière vive

Les lames de verre utilisées pour maintenir chaque circuit imprimé doivent être propres et exemptes de tout contaminant. Ceci afin de s'assurer que la qualité d'image du microscope n'est pas affectée. Le technicien qui effectue cette tâche utilise des pincettes pour manipuler chaque planche. Ils veillent à ce qu'il ne touche aucune de ses surfaces avec ses mains ou ne les contamine avec les huiles de sa peau.

Inspection aux rayons X

Cette inspection est effectuée une fois tous les composants soudés et avant tout autre processus.

La machine à rayons X envoie des rayons dans l'assemblage PCB. Ces rayons rebondissent sur les composants internes et en donnent une image sur un moniteur. Un technicien en radiologie peut alors voir tout défaut dans l'assemblage, comme des pièces manquantes ou mal placées.

S'il n'y a pas de défauts trouvés à cette étape, cela signifie que toutes les soudures ont été effectuées correctement. Cela signifie que tous les composants sont sécurisés dans leurs positions sur la carte.

Ce que vous devez considérer avant l'assemblage du circuit imprimé

L'assemblage de PCB est un processus complexe qui nécessite beaucoup de travail, d'attention aux détails et de planification. Avant de commencer le processus d'assemblage, vous devez prendre en compte plusieurs éléments.

Disposition des composants

La disposition des composants est l'un des aspects les plus importants de l'assemblage des PCB. En effet, le placement des composants sur le PCB peut avoir un impact significatif sur les performances, la fiabilité et le coût de votre produit final. Si vous ne prenez pas le temps d'examiner attentivement l'emplacement de chaque composant sur votre carte, il y a de fortes chances que quelque chose ne fonctionne pas correctement ou tombe en panne prématurément.

Espacement des trous et des vias

Lorsque vous assemblez votre PCB, vous devrez décider de la distance entre les trous et les vias. Ceci est important car il détermine l'espacement de vos composants, ce qui est important à la fois pour la soudure et le blindage EMI. Plus les trous sont rapprochés, plus il est facile de souder les composants en place sur la carte. Cependant, cela signifie également que le blindage EMI sera plus faible. Plus vos trous sont éloignés, plus votre blindage EMI sera solide, mais cela signifie également qu'il faudra plus de temps pour souder chaque composant en place.

Tampons en cuivre

Ceux-ci sont la base de votre circuit, ils doivent donc être soigneusement conçus et placés. Les pastilles de cuivre permettent les connexions entre les composants et aident à conduire l'électricité dans votre circuit. Si une pastille de cuivre est trop petite ou trop éloignée, elle ne pourra pas conduire suffisamment d'électricité pour fonctionner correctement. S'il est trop grand ou trop rapproché, il est possible que plusieurs composants se connectent accidentellement ensemble et causent des problèmes avec votre circuit.

Pour aller plus loin

En fin de compte, si vous envisagez de retravailler les PCB, il est fortement conseillé de choisir une entreprise de fabrication de PCB. Ceux que vous choisissez ne doivent pas coûter cher sur votre travail d'assemblage de circuits imprimés. Le travail d'un concepteur de circuits imprimés ne consiste pas seulement à concevoir des cartes de circuits imprimés impressionnantes. Ils s'assurent également qu'ils répondent aux spécifications de leurs clients et qu'ils peuvent être facilement intégrés au produit final.