Qu'est-ce que l'assemblage de PCB ?

Qu’est-ce que l’assemblage de PCB ?

Assemblage de circuits imprimésfait référence au processus d'assemblage de tous les composants électroniques tels que des résistances, des transistors, des diodes, etc. sur une carte de circuit imprimé, et la méthode d'assemblage peut être manuelle ou mécanique.   Les gens confondent souvent l’assemblage de PCB avec la fabrication de PCB, ils impliquent des processus complètement différents.   Quant à la fabrication des PCB, elle implique un très large éventail de processus, notamment la conception et le prototypage, tandis que l'assemblage des cartes de circuits imprimés commence après la fabrication du PCB et concerne uniquement le placement des composants.

3 types de technologies d'assemblage de PCB

Les progrès des technologies électroniques ont apporté davantage de possibilités pour l'assemblage de PCB.   Il existe désormais trois technologies d'assemblage couramment utilisées : l'une est SMT (Surface Mount Technology), la seconde est THT (Thru-Hole Technology) et la troisième est une combinaison des deux premières.

Technologie de montage en surface

Assemblage de PCB SMT

L'assemblage SMT est principalement assemblé en soudant des dispositifs à montage en surface (SMD) sur le PCB.   Étant donné que l'ensemble standard de composants CMS est petit, l'ensemble du processus doit être soigneusement contrôlé pour garantir la haute précision et la température appropriée des joints de soudure.   Heureusement, SMT est une technologie d'assemblage entièrement automatisée qui récupère automatiquement les composants individuels et les place sur le PCB avec une extrême précision.

Technologie à trou traversant

THT est une technologie d'assemblage de circuits imprimés plus traditionnelle dans laquelle l'installateur insère des composants électroniques tels que des condensateurs, des bobines et de grandes résistances et inductances dans le circuit imprimé à travers des trous.   Par rapport au SMT, le montage traversant permet l'assemblage de composants de grande taille et offre une liaison mécanique plus forte, ce qui est également plus adapté aux tests et au prototypage.   plus d'assemblage de circuits imprimés THT>>

Technologie d'assemblage de circuits imprimés mixtes

Les produits électroniques ont tendance à être conçus pour être plus petits et avoir plus de fonctions, ce qui impose des exigences plus élevées en matière deassemblage de circuits imprimés.  Les gens doivent assembler des circuits très complexes dans un espace limité, il est difficile d'obtenir l'effet souhaité en utilisant uniquement des SMD ou des PTH, nous devons combiner les technologies SMT et THT.   Lors de l'utilisation d'une technologie d'assemblage mixte de circuits imprimés, des ajustements appropriés doivent être effectués pour simplifier le soudage et l'assemblage.

Processus d'assemblage de PCB

Étape 1 : Pochoir de pâte à souder

Dans un premier temps, de la pâte à souder serait appliquée sur la carte.  La pâte à souder est grise et se compose de minuscules billes métalliques composées de 96,5 % d'étain, 3 % d'argent et 0,5 % de cuivre. Assurez-vous de l'utiliser en quantité contrôlée et assurez-vous qu'elle est appliquée à l'endroit exact.  Dans unAssemblage de circuits imprimésla ligne, les circuits imprimés et les pochoirs à souder sont maintenus par des pinces mécaniques et la quantité exacte de pâte à souder est appliquée sur les zones souhaitées.  La machine appliquera la boue sur le pochoir jusqu'à ce qu'elle recouvre uniformément chaque zone ouverte.   Enfin, lorsque l'on retire le pochoir, on constate que la pâte à souder reste au bon endroit.

Étape 2 : Choisir et placer

Dans la deuxième étape, nous devons utiliser la machine pick and place qui peut placer automatiquement les composants montés en surface sur les cartes de circuits imprimés.   Actuellement, les composants CMS sont largement utilisés sur les types de PCB, qui peuvent être assemblés avec une grande efficacité.  Dans le passé, les opérations de sélection et de placement étaient appliquées manuellement et l'assembleur devait prêter beaucoup d'attention pendant le processus pour s'assurer que tous les composants sont placés dans la bonne position.  Bien que les systèmes de prélèvement et de placement automatiques soient exploités par des robots capables de travailler 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 sans fatigue, ils ont amélioré la productivité et réduit considérablement les erreurs.   La machine ramasse les cartes de circuits imprimés avec sa poignée à vide et les déplace ensuite vers la station de prélèvement et de placement.  Le robot positionne ensuite le PCB sur la station et les composants SMD seront placés sur la pâte à souder aux emplacements prévus.

Étape 3 : Soudage par refusion

Après le prélèvement et le placement, l'assemblage du PCB passait au processus de brasage par refusion.  Les circuits imprimés seraient transférés vers un grand four de refusion via la bande transporteuse.  Le four chauffait les sangliers à des températures élevées, normalement environ 250 degrés Celsius, pour faire fondre la soudure contenue dans la pâte à souder.   Une fois le processus thermique terminé, les circuits imprimés seraient déplacés dans le four qui consiste en une série de radiateurs plus froids, ce qui aiderait à refroidir et à solidifier la soudure fondue.  Lors du soudage par refusion, nous devons faire attention à certaines cartes spéciales, en prenant par exemple les PCB double face.   Chaque côté des PCB double face doit être soudé au pochoir et soudé par refusion séparément. Normalement, le côté avec moins de composants serait soudé par refusion en premier, puis l'autre côté.

Étape 4 : Inspection

La fonctionnalité des circuits imprimés assemblés doit être testée. Le processus de refusion peut entraîner une mauvaise connexion, voire un manque de connexion.  Le mouvement pendant le brasage par refusion peut également provoquer des courts-circuits. Ainsi, l’inspection est une étape clé du processus d’assemblage. Il existe diverses méthodes pour inspecter les erreurs, les plus couramment utilisées étant les contrôles manuels, l’inspection aux rayons X et l’inspection optique automatique.  Des inspections périodiques peuvent être effectuées après le brasage par refusion, de sorte que tout problème potentiel puisse être identifié jusqu'à ce que l'assemblage de la carte de circuit passe au processus suivant.  Une telle inspection peut aider les fabricants à économiser beaucoup d’argent, car plus tôt ils détectent un problème, plus vite il peut être résolu sans perte de temps, de ressources humaines et de matériaux.

Étape 5 : Insertion de composants traversants

Outre les composants CMS, certaines cartes de circuits imprimés peuvent devoir être assemblées avec d'autres types de composants tels que des composants traversants ou PTH.  Alors comment assembler ces composants ?  Eh bien, il y a des trous plaqués dans les cartes de circuits imprimés, qui permettent aux composants du PCB de transférer des signaux d'un côté à l'autre de la carte.  Ainsi, la pâte à souder est réalisable dans ce cas, nous devons donc utiliser d'autres méthodes de brasage pour insérer les composants PTH, telles que le brasage manuel et le brasage à la vague.

Étape 6 : Test fonctionnel

Dans la dernière étape, l'inspection finale sera effectuée pour tester la fonctionnalité du PCBA, nous appelons ce processus un « test fonctionnel ».  Ce test simulera le fonctionnement normal du PCB et surveillera les caractéristiques électriques du PCB lorsque l'alimentation et le signal analogique traversent le PCB pour juger si le PCBA est qualifié.

Suggestions pour mieux réaliser l’assemblage des PCB

Après avoir expliqué le processus détaillé d'assemblage de circuits imprimés, nous aimerions maintenant proposer quelques suggestions qui peuvent améliorer la qualité du PCBA.

Taille du composant

Il est d'une grande importance de sélectionner la taille de boîtier correcte pour chaque composant des cartes pendant la période de conception du PCB. De manière générale, nous suggérons de choisir des boîtiers plus grands. Le choix de boîtiers plus petits peut entraîner des problèmes potentiels lors de la phase d'assemblage de la carte de circuit imprimé, ce qui prendrait beaucoup de temps pour modifier le circuit. Alors que pour certaines modifications compliquées telles que le démontage et le soudage de composants, il est beaucoup plus facile de réassembler l'ensemble du circuit imprimé.

Empreinte du composant

L'empreinte des composants est une autre considération clé de l'assemblage de PCB.  Chaque empreinte doit être créée précisément selon le modèle de terrain spécifié dans la fiche technique de chaque composant intégré. De nombreux problèmes peuvent résulter d'une empreinte incorrecte, par exemple en provoquant une chaleur inégale appliquée au composant intégré pendant le processus de soudure, le faisant coller à un seul côté du PCB au lieu des deux côtés.  De plus, les composants CMS passifs tels que les résistances, les condensateurs et les inductances seraient également affectés principalement en raison de dimensions incorrectes du motif de plage associé au composant et de l'amplitude différente des pistes connectées aux deux plages du composant, ou de la piste. la largeur étant trop large.

Espacement entre les composants

La surchauffe provoquée par un espace insuffisant entre les composants est l'une des principales causes de défaillance des PCB, et ce problème est plus prononcé dans certains circuits très complexes. Placer un composant trop près d'un autre peut entraîner divers problèmes, dont le plus grave peut conduire à une reconception et une refabrication du PCB, ce qui est un processus long qui ajoute des coûts inutiles.  Lorsque nous utilisons des machines d'assemblage et de test automatisées, il est important de garantir que chaque composant est maintenu à bonne distance des pièces mécaniques, du bord de la carte et de tous les autres composants.  Un espacement trop faible entre les composants ou des composants mal tournés peut entraîner des problèmes pendant le processus de brasage à la vague.  Par exemple, si un composant plus élevé précède un composant de plus faible hauteur le long du trajet parcouru par la vague, la soudure s'affaiblira.

Nomenclature mise à jour

Tant pour les processus de conception que d’assemblage de PCB, il est essentiel de s’assurer que la nomenclature (BOM) est toujours mise à jour. Toute erreur ou inexactitude dans la nomenclature peut entraîner de gros problèmes, susceptibles de retarder toute la phase d'assemblage, car les fabricants doivent consacrer beaucoup de temps à comprendre et à résoudre le problème.  Pour garantir l'exactitude et la validité de la nomenclature, chaque fois que vous mettez à jour la conception de votre PCB, vous devez examiner la nomenclature de manière approfondie et attentive.  Par exemple, si un nouveau composant est ajouté à un projet existant, il est alors nécessaire de s'assurer que la nomenclature est mise à jour en conséquence.

Utilisation de repères

Les repères sont des formes arrondies en cuivre, ils joueraient le rôle de repères pour les machines d'assemblage pick and place. En utilisant des repères, l'équipement automatisé peut identifier l'orientation de la carte et assembler des composants montés en surface à pas fin. Les fiduciaires peuvent être divisés en deux classes : les fiduciaires globaux et les fiduciaires locaux. Des repères globaux sont utilisés pour être placés sur le bord des cartes de circuits imprimés afin que l'orientation de la carte dans le plan X-Y puisse être détectée par des machines de transfert. Quant aux repères locaux, ils sont placés à proximité des coins des composants CMS carrés, ce qui permet aux machines de sélection et de placement de localiser avec précision l'empreinte d'un composant, ce qui peut aider à réduire les erreurs de positionnement lors de l'assemblage du PCB. En un mot, les repères sont très importants pour l'assemblage de PCB, en particulier lorsque de nombreux composants impliqués sur la carte ne sont pas éloignés les uns des autres.