Qu'est-ce que la fabrication de PCBA ?
La fabrication de PCBA (Printed Circuit Board Assembly Manufacturing) englobe le processus complexe de placement méticuleux de composants électroniques sur un circuit imprimé (PCB) pour aboutir à un assemblage de circuit imprimé pleinement opérationnel. La réussite de l'opération PCBA Le processus nécessite une gestion compétente des chaînes d'approvisionnement en composants, un fonctionnement efficace des lignes de production de PCBA, des mesures de contrôle qualité rigoureuses et des procédures de test complètes.
La différence entre PCBA et PCB
Avant d'expliquer le processus d'assemblage d'un circuit imprimé (PCB), commençons par deux termes courants : PCBA et PCB. Un PCB constitue la base d'un appareil électronique. Il s'agit d'une carte nue en fibre de verre ou autre matériau qui assure le câblage entre les composants. Seul, un PCB ne fait rien. C'est comme une toile vierge qui attend de prendre vie. Un PCBA est le résultat de la soudure de tous les composants nécessaires sur le PCB. Cette carte vierge se transforme alors en un circuit imprimé entièrement fonctionnel, prêt à l'emploi.
Fabrication de PCBA Processus
Étape 1 : Pâte à souder
Lors de la première étape, une pâte à braser est appliquée sur les zones de la carte où les composants électroniques doivent être montés. La pâte à braser est composée de microbilles métalliques, principalement composées d'étain (environ 96.5 %) et d'autres métaux, comme l'argent et le cuivre. De plus, la pâte à braser doit être mélangée à un flux pour fondre et adhérer à la carte. Pour appliquer la pâte à braser aux endroits précis et en quantité adéquate, les fabricants de circuits imprimés utilisent généralement des fixations mécaniques pour maintenir les circuits imprimés et le pochoir de soudure. Utilisez ensuite l'applicateur pour appliquer la quantité de pâte à braser souhaitée sur la zone souhaitée. Une fois le pochoir retiré, la pâte à braser est parfaitement positionnée.
Étape 2 : Choisir et placer
Une fois la pâte à braser correctement appliquée, la carte doit être soumise à un processus de pick-and-place. Les composants montés en surface sont prélevés sur une bobine et placés aux emplacements prévus sur la carte. La pâte à braser possède une adhérence suffisante pour maintenir les composants en place. Ce processus peut être réalisé manuellement ou automatiquement, la plupart des fabricants privilégiant actuellement cette dernière option, car l'ensemble du processus est réalisé par une machine, ce qui améliore la précision et l'efficacité de la production. De plus, le pick-and-place automatique garantit la cohérence des PCBA d'un lot à l'autre.
Étape 3 : Soudure par refusion
Après avoir placé les composants montés en surface dans la carte, les fabricants de PCBA effectuent brasage par refusion Pour solidifier la pâte à braser, qui relie solidement les composants à la carte. Comment cela fonctionne-t-il ? La carte est d'abord transférée sur un tapis roulant qui passe dans un grand four de refusion. Ce four, équipé de plusieurs éléments chauffants, chauffe les cartes à une température d'environ 250 °C jusqu'à ce que la soudure se transforme en pâte à braser. La carte passe ensuite dans une série de refroidisseurs qui refroidissent la pâte à braser fondue pour créer un joint de soudure permanent permettant l'assemblage étanche des composants montés en surface.
Étape 4 : Inspection
Les circuits imprimés peuvent présenter des problèmes, comme une mauvaise qualité de connexion ou un court-circuit après la soudure par refusion. C'est pourquoi, à cette étape, les fabricants appliquent plusieurs méthodes pour inspecter le circuit imprimé et tester son fonctionnement. Voici deux méthodes de test :
Inspection optique : Comparée à l'inspection manuelle, l'inspection optique automatique est plus adaptée à l'inspection de grandes quantités de commandes de circuits imprimés. Elle permet de détecter les défauts et les erreurs sur la carte avec une grande précision et une grande rapidité. Lors de l'inspection optique, une machine optique automatique joue un rôle important. Elle est équipée de caméras puissantes permettant d'inspecter les connexions sous différents angles. De plus, la machine peut contrôler la qualité des connexions en analysant les différentes intensités lumineuses réfléchies par les soudures.
Inspection par rayons X : lorsqu'il s'agit de circuits imprimés complexes et en couches, Inspection aux rayons X L'utilisation des rayons X pour inspecter les circuits imprimés est un choix idéal. Grâce aux rayons X, nous pouvons voir à travers les couches et détecter toutes les erreurs sur la carte, même celles de la couche inférieure.
Ces deux inspections sont réalisées avant le test fonctionnel final qui vise à confirmer que la carte est entièrement fonctionnelle.
Étape 5 : Composants à trous traversants plaqués
Différents types de PCBA nécessitent l'utilisation de différents composants électroniques, en plus des composants montés en surface, Composants PTH (trou plaqué) sont également largement utilisés. Lors de l'assemblage PTH, des trous sont percés dans la carte afin que les composants puissent transmettre les signaux d'un côté à l'autre du circuit imprimé. Il existe deux types de procédés de soudage PTH :
Soudure manuelle : Lors de ce processus, tous les composants sont insérés manuellement dans la carte. Voici comment cela fonctionne : une personne est chargée d'insérer un type de composant à l'endroit souhaité, puis la carte est transférée à un autre poste de travail, une autre personne insère un autre type de composant, et plusieurs postes sont alors créés pour effectuer différentes tâches d'insertion jusqu'à ce que chaque trou soit rempli avec le composant approprié.
Vague de soudure:C'est un autre procédé de soudure populaire pour assemblages de circuits imprimés traversantsUne fois les composants PTH placés sur la carte, celle-ci est transférée par un convoyeur qui passe sur une vague ou une cascade de soudure. La soudure enduit les zones métalliques exposées de la carte pour assurer de bonnes connexions mécaniques et électriques.
Étape 6 : Test fonctionnel
La dernière étape de la fabrication d'un circuit imprimé consiste à effectuer l'inspection finale de tous les circuits imprimés, autrement dit les tests fonctionnels. Lors de ces tests, le circuit imprimé est testé dans les mêmes conditions de fonctionnement que le circuit. Les signaux simulés et les signaux d'alimentation sont transmis au circuit imprimé pour tester les caractéristiques électriques de la carte. Si les fluctuations de ces caractéristiques dépassent la plage autorisée, la carte échoue au test.
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