Guide complet de l'assemblage PCB sans plomb : processus étape par étape

7 juillet 2020

L'assemblage PCB sans plomb signifie un assemblage qui n'utilise pas de plomb durant aucune phase de fabrication. Le plomb est traditionnellement utilisé dans le processus de soudure PCB. Cependant, le plomb est toxique et donc dangereux pour l'humanité. Considérant ses conséquences, la directive Restriction des Substances Dangereuses (RoHS) de l'Union Européenne interdit l'utilisation du plomb dans les processus d'assemblage PCB. Le remplacement du plomb par des substances moins toxiques entraîne de légères différences dans le processus d'assemblage PCB. Cet article donne les détails étape par étape du processus d'assemblage PCB sans plomb.

Directives pour l'assemblage PCB sans plomb

Le processus d'assemblage PCB sans plomb est divisé en deux parties fondamentales : le processus de pré-assemblage et le processus d'assemblage actif. Les étapes sont détaillées comme suit.

Étapes de pré-assemblage

Il y a trois étapes fondamentales de pré-assemblage dans la fabrication PCB sans plomb. Ces étapes posent les bases d'un assemblage PCB précis et sans erreur. Les étapes de pré-assemblage sont :

• Profilage (Profiling) :

  Le profilage est un processus de type prototype. Les fabricants prennent un PCB sans plomb fini comme prototype. Cela peut être un PCB fonctionnel réel, un PCB non fonctionnel ou des pièces factices. Les pochoirs pour l'assemblage sont tracés par profilage. Les conceptions d'assemblage sans plomb sont comparées aux prototypes pour assurer leur compatibilité pour l'assemblage.

• Inspection de la pâte à souder (Solder Paste Inspection) :

  Comme le joint de soudure sans plomb donne un aspect métallique, très différent d'une soudure au plomb, il est important d'inspecter méticuleusement. Le profil PCB et la pâte à souder sont inspectés selon les normes IPC-610D pour garantir que les joints de soudure sans plomb seront fermes et solides. Le niveau d'humidité est aussi testé car, en soudure sans plomb, la carte est exposée à un niveau d'humidité plus élevé qu'en soudure traditionnelle.

• Analyse de la nomenclature (BOM) et des composants :

  Dans ce processus, le client doit vérifier la nomenclature (BOM) pour s'assurer que les composants sont sans plomb. Les composants sans plomb sont sensibles à l'humidité et doivent être cuits au four par le fabricant. Une fois les étapes préalables effectuées, l'assemblage sans plomb commence réellement.

Étapes d'assemblage actif

Dans le processus d'assemblage actif, l'assemblage PCB a lieu réellement. Les étapes sont détaillées comme suit :

• Placement du pochoir et application de la pâte à souder :

  À cette étape, le pochoir sans plomb de l'étape de profilage est placé sur la carte. Ensuite, la pâte à souder sans plomb est appliquée. Généralement, le matériau de pâte à souder sans plomb est SAC305.

• Montage des composants (Component Mounting) :

  Une fois la pâte à souder appliquée, les composants sont montés sur la carte. Le placement peut se faire manuellement ou par machines automatisées. C'est une opération "pick and place" mais les composants utilisés doivent être confirmés et étiquetés lors de la vérification BOM. La machine ou l'opérateur prend le composant étiqueté et le place à l'emplacement désigné.

• Soudure (Soldering) :

  La soudure traversante ou manuelle sans plomb est effectuée à cette étape. Quel que soit le type de processus (THT ou SMT), la soudure doit être sans plomb.

• Placement de la carte dans le four de refusion (Reflow Oven) :

  Les PCB compatibles RoHS doivent être chauffés à haute température pour faire fondre uniformément la pâte à souder. Les PCB sont placés dans un four de refusion où la pâte fond. Ensuite, les cartes sont refroidies à température ambiante pour solidifier la soudure fondue. Cela fixe les composants à leur position.

• Test et emballage (Testing and Packaging) :

  Les PCB sont testés selon les normes IPC-600D. Les joints de soudure sont testés. L'inspection visuelle est suivie par AOI et inspection par rayons X. Les tests physiques et fonctionnels sont réalisés avant l'emballage.

Pour l'emballage des PCB sans plomb, il est très important d'utiliser des sacs anti-décharge électrostatique. Cela garantit que le produit final ne souffrira pas de charges statiques pendant le transport.

Cependant, malgré la compréhension approfondie de l'assemblage PCB sans plomb, il doit être réalisé par des experts pour la perfection. Creative Hi-Tech est une entreprise de fabrication PCB sans plomb qui utilise des matériaux FR4 conformes RoHS pour la fabrication PCB. Ils suivent les normes IPC-A-600D et ANSI/J-STD-001 pour la fabrication PCB sans plomb.

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