Processus-d'assemblage-PCB

Processus d'assemblage de PCB étape par étape

Réussi Assemblage de PCB est une opération méticuleusement orchestrée qui transforme un circuit imprimé nu — fabriqué conformément à votre conception exacte de PCB — en un produit matériel complet et fonctionnel. Ce processus constitue le cœur de la fabrication électronique, allant des vérifications préliminaires sur vos fichiers de conception aux tests de qualité du circuit assemblé terminé. Voici un aperçu détaillé de chaque grande étape du Flux de processus d'assemblage de PCB , intégrant à la fois Technologie d'insertion (SMT) et Technologie des trous traversants (THT) éléments.

1. Conception pour l'assemblage (DFA) et examen avant production

Avant que le moindre composant ne soit placé ou soudé, les partenaires spécialisés en assemblage commencent par une Vérification DFA (Conception pour l'assemblage) . Cet examen est essentiel pour un assemblage de circuits imprimés (PCBA) fluide et sans erreur :

• Intégrité des fichiers : Examen des fichiers Gerber, des fichiers ODB++ et des données de centrage/de pose.
• Validation de la nomenclature : Vérification que la nomenclature (BOM) correspond à l'empreinte et à la disposition du circuit imprimé (PCB).
• Examen des notes d'assemblage : Vérification croisée des notes claires d'assemblage de PCBA ; confirmation des exigences du client.
• Vérification des dimensions d'empreinte : Assurer l'espacement entre composants et trous, la précision du motif de land et la taille adéquate des pastilles pour les composants SMT et THT.
• Gestion thermique et dégagement des bords du circuit : Vérification de l'utilisation appropriée des découpes thermiques sur les plans de cuivre et des zones de dégagement adéquates près du bord du circuit imprimé — particulièrement important pour la manipulation automatisée.
• Vérification de conformité : Confirmation que la conception respecte les normes IPC-A-600 et IPC-6012 pour la fabrication et l'inspection.

2. Procédé d'assemblage SMT (technologie d'assemblage en surface)

Assemblage smt est la partie la plus rapide et la plus automatisée de l'assemblage de circuits imprimés, permettant un positionnement haute densité et économique des dispositifs montés en surface (SMD).

A. Impression et inspection de la pâte à souder

Le processus commence par l'application précise de pâte à souder —un mélange de poudre de soudure ultra-fine et de flux—sur les pistes du circuit imprimé.

• Impression par pochoir : Des pochoirs en acier inoxydable sont utilisés pour déposer la pâte à souder uniquement là où les pistes SMD sont exposées.
• Inspection de la pâte : Des machines automatisées vérifient le volume et le positionnement parfaits de la pâte, essentiel pour éviter des connexions insuffisantes ou des courts-circuits.

B. Placement automatique des composants par prise et placement

Une fois la pâte à souder en place, des machines de placement positionnent avec précision les composants SMD, les résistances, les condensateurs, les circuits intégrés (y compris les BGAs et QFNs) et autres dispositifs sur le circuit.

• Peut placer des dizaines de milliers de composants par heure .
• Le positionnement précis améliore le rendement et l'intégrité du signal.
• Les données proviennent de fichiers de pose (fichiers centroïdes) générés lors de la conception du circuit imprimé.

C. Soudage par refusion

La carte équipée est ensuite envoyée dans un four à réflow :

• Zones thermiques multiples : Chauffe progressivement la carte pour faire fondre les particules de soudure et former des jonctions électriques et mécaniques solides, tout en protégeant les composants sensibles.
• Atmosphère azotée : Les assemblages à haute fiabilité utilisent souvent du gaz inerte azote pour des soudures plus propres et plus robustes.
• Optimisation du profil : Des profils de température contrôlés évitent les soudures froides, le basculement des composants (tombstoning) ou la déformation de la carte due à la chaleur.

D. Inspection optique automatisée (AOI)

Systèmes AOI prend des images haute résolution de la carte après refusion pour détecter des défauts tels que :

• Ponts de soudure et circuits ouverts
• Mauvais alignement des composants
• Composants incorrects ou manquants
• Problèmes de volume de pâte à souder

L'inspection automatisée augmente considérablement le rendement en détectant les défauts précocement, permettant une correction rapide.

E. Inspection par rayons X (pour pas fin et BGA)

Inspection par rayons X est essentielle pour les composants BGA (Ball Grid Array) , micro-BGA , et autres pièces où les soudures sont cachées. Ce processus permet de détecter :

• Billes de soudure froides ou manquantes
• Présence de vides
• Courts-circuits internes
• Défauts dans les assemblages multicouches

3. Procédé d'assemblage en technologie traversante (THT)

Bien que le SMT soit prédominant, de nombreux circuits incluent des composants à trou métallisé pour les connecteurs, les gros condensateurs ou les éléments soumis à une forte contrainte mécanique.

A. Insertion

• Insertion manuelle : Pour les petites séries ou les composants spéciaux, des opérateurs qualifiés insèrent les pièces à la main.
• Insertion automatisée : Utilisée pour la production à grande échelle d'ensembles soudés par vague.

B. Soudage

• Soudure par vague : La face inférieure entière du circuit THT est passée au-dessus d'une vague de soudure fondue pour former rapidement et simultanément toutes les soudures.
• Soudage sélectif : Pour les assemblages mixtes (CMS + THT), des buses robotisées soudeuses ne soudent que les broches traversantes nécessaires.
• Soudage manuel : Utilisé pour les retouches, les prototypes délicats ou à faible volume.

C. Nettoyage

Après le soudage, les cartes sont nettoyées pour éliminer les résidus de flux —sauf si flux sans nettoyage cela est spécifié, auquel cas les résidus peuvent rester sur la carte.

D. Soudage de composants non lavables

Pour les types de composants sensibles ou non lavables, des techniques de soudage et des flux spéciaux sont utilisés et ne nécessitent aucun nettoyage ultérieur.

4. Inspection et test finaux

• Inspection visuelle : Des inspecteurs formés vérifient les défauts visibles, les mauvaises soudures et les dommages mécaniques.
• AOI et radiographie (répétée) : Garantit la cohérence entre les différentes séries de production.
• Test par sonde volante (FPT) : Des sondes de test automatisées confirment la continuité et mesurent les paramètres électriques tels que la résistance et la capacité, idéal pour les prototypes et les faibles volumes.
• Test en circuit (ICT) et test fonctionnel : Pour la production par lots et la production de masse, les tests fonctionnels et l'ICT (lorsqu'un équipement de test programmé sonde des pastilles dédiées) valident le routage des signaux, les valeurs des composants et les performances du produit fini.

5. Revêtement conformé et étapes finales

Les cartes destinées à des environnements difficiles ou sujets à l'humidité subissent souvent revêtement conforme :

• Barrière protectrice : Une fine couche de polymère (acrylique, silicone, uréthane) protège l'ensemble contre l'humidité, les projections de sel, la poussière et les fumées corrosives.
• Sélective ou complète : Peut être appliquée sur l'ensemble de la carte ou uniquement sur des zones ciblées, selon les besoins du produit.

6. Emballage, étiquetage et expédition

Les cartes finalisées, testées et revêtues sont étiquetées, numérotées, assemblées en kits et soigneusement emballées conformément au type et aux exigences réglementaires — prêtes pour l'intégration, un déploiement à grande échelle ou une expédition directe aux utilisateurs finaux.

En résumé: Le moderne Processus d'assemblage de pcb est un processus précis en plusieurs étapes, allant de la validation des données et des vérifications DFA/DFM, en passant par L'assemblage SMT et THT , les inspections automatisées et manuelles, jusqu'aux tests électriques avancés, au revêtement et à l'expédition. Chaque étape est conçue pour optimiser les performances électriques, la fiabilité et la facilité de fabrication de chaque PCBA — que vous réalisiez des prototypes rapides de circuits imprimés ou une production à grand volume.

Procédé d'assemblage en surface

L'assemblage en surface (SMA) est un procédé fondamental de fabrication des cartes électroniques (PCBA) utilisé dans les domaines médical, automobile, du contrôle industriel et de l'électronique grand public. Il utilise des composants montés en surface (SMD) fixés directement sur les pastilles des circuits imprimés (PCB), permettant la miniaturisation, une densité élevée de composants et une production automatisée en série, conformément aux normes IPC-A-610 et IPC-J-STD-001.

Flux du processus d'assemblage de circuits imprimés :

Préparation préalable à la production et conditionnement préalable des PCB : Vérifier la conception CAO pour compatibilité SMD ; inspecter les PCB entrants (pas de déformation, pastilles propres) et les SMD (authenticité, pas de dommages) ; effectuer un préblocage des PCB FR4 à haute température de transition vitreuse (Tg) (125°C, 4 à 8 heures) et stocker les SMD sensibles à l'humidité dans des armoires sèches afin d'éviter les défauts de brasage.
Impression de la pâte à souder : Utiliser un pochoir pour déposer la pâte à souder sur les pastilles ; contrôler l'épaisseur du pochoir (0,12 à 0,15 mm), la pression de la raclette (15 à 25 N) et la vitesse (20 à 50 mm/s) ; utiliser un SPI 3D pour les composants à pas fin afin de vérifier le volume et la forme de la pâte à souder.
Placement SMD : Des machines de pose à grande vitesse équipées de caméras CCD placent les composants (précision de ±0,03 mm). Vitesse élevée pour les composants passifs (jusqu'à 100 000/heure), placement de précision pour les circuits intégrés et capteurs ; utilisation de protection ESD et d'étalonnage de force pour les composants sensibles destinés aux secteurs automobile et médical.
Soudure par refusion : La soudure conforme à la directive RoHS en alliage SAC305 suit un profil thermique en 4 étapes dans le four : préchauffage (150–180 °C), trempe (180–200 °C, 60–90 s), refusion (température de pointe 245–260 °C, 10–20 s), refroidissement (2–4 °C/s). Ajuster les vitesses de refroidissement pour les cartes PCB FR4 à haute température de transition vitreuse (Tg) afin de réduire les contraintes thermiques.
Inspection post-refusion (PRI) : L'IAO détecte les ponts, les soudures froides et le phénomène de tombstoning ; la radiographie inspecte les soudures cachées des boîtiers BGA et CSP pour identifier les vides. Inspection à 100 % pour les cartes PCB destinées aux secteurs médical et automobile, par échantillonnage pour l'électronique grand public.
Retouche et reprise : Corriger les défauts à l'aide de fers à souder ou de stations à air chaud ; remplacer les composants endommagés ; nettoyer les résidus de flux à l'alcool isopropylique ; documenter les interventions de retouche pour les cartes PCB de valeur élevée.
Revêtement protecteur (conformal coating) (en option) : Appliquer un revêtement acrylique/silicone/uréthane par pulvérisation/trempage pour les environnements difficiles (compartiments moteurs automobiles, sols industriels). Utiliser des revêtements biocompatibles pour les PCB médicaux.
Tests fonctionnels finaux et contrôle qualité : Effectuer des tests de fonctionnement (sortie des capteurs, modules de communication, intégrité du signal) ; réaliser des contrôles dimensionnels et de continuité ; emballer les PCB conformes dans des sachets anti-statiques/barrières contre l'humidité.