5 étapes clés de la fabrication PCB : de la conception à la livraison

24 mars 2020

Le circuit imprimé (PCB) est un élément intégral de presque toutes les applications électroniques. Ils donnent vie aux dispositifs électroniques et électromécaniques en acheminant les signaux dans le circuit et en permettant leur fonctionnement. Beaucoup savent ce qu'est un PCB, mais peu connaissent son processus de fabrication. Aujourd'hui, les PCB sont construits par le procédé de pattern plating. Ils passent ensuite à la phase suivante qui comprend principalement la gravure (etching) et le décapage (stripping). Cet article vous guide à travers les différentes étapes du processus de conception de PCB, en se concentrant davantage sur les processus de gravure et de décapage.

Processus de conception et de fabrication des PCB

Selon le fabricant, le processus de fabrication PCB peut varier légèrement, notamment en termes de techniques de montage de composants, de méthodes de test, etc. Ils sont produits en grandes quantités à l'aide de machines automatisées pour le perçage, le placage, le poinçonnage, etc. Hormis quelques variations, les principales étapes du processus de fabrication PCB restent les mêmes.

• Étape 1 : Guide en 8 étapes pour graver vos PCB

  Les PCB sont fabriqués en collant une couche de cuivre sur tout le substrat. Parfois, les deux faces du substrat sont recouvertes de cuivre. Le processus de gravure PCB, aussi appelé processus horizontal contrôlé, vise à éliminer l'excès de cuivre du panneau PCB à l'aide d'un masque temporaire. Après gravure, la carte ne conserve que les pistes de cuivre souhaitées. La gravure utilise des solutions agressives à base d'ammoniaque : chlorure ferrique ou acide chlorhydrique. Ces deux produits sont économiques et abondants. Pour graver votre PCB, suivez les étapes ci-dessous.

  • Étape 1 : La conception du circuit est l'étape initiale du processus de gravure, à l'aide du logiciel de votre choix. Une fois le design prêt, imprimez-le sur du papier transfert. Assurez-vous que le dessin tient sur la face brillante du papier.
  • Étape 2 : Poncez soigneusement la plaque de cuivre pour rendre sa surface suffisamment rugueuse pour maintenir le dessin du circuit. Points à retenir :
    • Utilisez des gants chirurgicaux ou de sécurité lors de la manipulation des solutions de gravure. Cela évite le transfert d'huile sur la plaque de cuivre et sur vos mains.
    • En ponçant, assurez-vous de couvrir tous les bords de la plaque.
  • Étape 3 : Nettoyez la plaque de cuivre à l'eau et à l'alcool à friction. Cela élimine les petites particules de cuivre de la surface. Après lavage, laissez la plaque sécher complètement.
  • Étape 4 : Découpez le dessin PCB avec précision et placez la carte face vers le bas sur la plaque de cuivre. Passez la plaque dans une laminatrice plusieurs fois jusqu'à ce qu'elle chauffe.
  • Étape 5 : Une fois la plaque chauffée, sortez-la de la laminatrice et placez-la dans un bain d'eau froide. Agitez la plaque pour que le papier flotte sur l'eau.
  • Étape 6 : Retirez le dessin du bain et placez-le dans la solution de gravure. Agitez à nouveau la plaque pendant une demi-heure pour dissoudre le cuivre indésirable autour du dessin.
  • Étape 7 : Une fois l'excès de cuivre éliminé dans un bain d'eau, laissez la plaque sécher. Une fois sèche, frottez avec de l'alcool pour enlever l'encre transférée sur le dessin du circuit.
  • Étape 8 : Vous avez maintenant une carte gravée prête ; cependant, vous devez percer les trous à l'aide des outils appropriés.
• Étape 2 : Processus de décapage (Stripping) des PCB

  Même après la gravure, une certaine quantité de cuivre reste sur la carte, recouverte d'étain/plomb ou d'étain électroplaqué. L'acide nitrique élimine l'étain efficacement tout en préservant les pistes de cuivre sous le métal. Résultat : un contour de cuivre net et distinct sur la carte, prête pour l'étape suivante : le masque de soudure (Solder Resist).

• Étape 3 : Masque de soudure (Solder Resist)

  C'est un processus important dans la conception PCB, qui recouvre les zones non soudées sur les circuits à l'aide d'un matériau de masque de soudure. Cela empêche la soudure de former des pistes pouvant créer des courts-circuits vers les broches des composants adjacents.

• Étape 4 : Test PCB

  Après fabrication, le test devient crucial pour vérifier le fonctionnement et les caractéristiques. Le fabricant détermine si la carte fonctionne comme prévu. Aujourd'hui, les PCB sont testés à l'aide d'équipements de test avancés. La machine de test ATG est principalement utilisée pour les PCB à haut volume, incluant sondes volantes (flying probes) et testeurs sans fixation.

• Étape 5 : Assemblage PCB

  C'est la dernière étape de la fabrication PCB, qui consiste principalement à positionner divers composants électroniques dans leurs trous respectifs. Cela peut être réalisé par technologie traversante (through-hole) ou montage en surface (surface mount). Un point commun aux deux techniques : les broches des composants sont fixées électriquement et mécaniquement à la carte à l'aide d'une soudure fondue.

Voilà tout sur le processus de fabrication d'un PCB. Si vous souhaitez en savoir plus sur les astuces de soudure ou les matériaux utilisés, vous pouvez contacter des fabricants leaders comme Creative Hi-Tech. Leurs experts hautement qualifiés et expérimentés vous assisteront tout au long du processus de conception.

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