Processus d'assemblage PCB : guide étape par étape pour la précision et la qualité

23 avril 2020

Les circuits imprimés (PCB) forment le cœur de divers appareils électroniques que nous utilisons aujourd'hui. Ces PCB sont composés de nombreux composants petits et fins, soigneusement conçus et assemblés pour le résultat souhaité. Ainsi, l'assemblage PCB est un processus simple mais long. Ne vous laissez pas tromper par la simplicité du processus, il exige une attention méticuleuse aux détails. La moindre erreur peut avoir un impact drastique sur la performance. Il est donc très important de suivre les étapes d'assemblage PCB sans faille. Cet article discute les étapes impliquées dans un assemblage PCB.

Discussion sur le processus d'assemblage PCB étape par étape

La Chine est connue comme le cœur de la fabrication électronique. La fabrication PCB a été une industrie importante en Chine. Auparavant, la plupart des fabricants américains sous-traitaient leur fabrication et assemblage PCB en Chine pour gagner du temps, des efforts et de l'argent. Cependant, ces dernières années, on observe un déclin de la sous-traitance. L'augmentation de la demande de PCB de qualité, la prise de conscience sur les usines de misère, et l'instauration de directives environnementales strictes sur l'utilisation de substances dangereuses dans les PCB sont quelques facteurs ayant contribué à cette inversion de tendance. Aujourd'hui, de nombreux fabricants d'électronique américains préfèrent s'associer à des services d'assemblage PCB de confiance aux États-Unis plutôt que de sous-traiter en Chine. Maintenant, vous pouvez demander si le processus d'assemblage PCB aux USA diffère des autres pays. Non, il n'y a pas de différences majeures, sauf quelques-unes.

Comme mentionné, l'assemblage PCB est un processus guidé étape par étape. Selon le type spécifique d'assemblage PCB (traversant, montage en surface), les étapes peuvent varier légèrement. Voici les étapes impliquées dans le processus d'assemblage PCB aux USA.

La pâte à souder est un mélange de petites billes métalliques appelées soudure et de flux. La soudure est une poudre ou de minuscules billes de 3% Ag, 96,5% Sn, et 0,5% Cu. Ce mélange est appliqué comme une colle de fixation sur la carte. Pour les conceptions PCB complexes, un pochoir de pâte à souder détaillé est utilisé.

Ce processus est commun à la plupart des services d'assemblage PCB aux USA. Comme dit précédemment, les PCB sont intégraux à plusieurs appareils électroniques, il est donc important de s'adresser à un service d'assemblage PCB de confiance ou expérimenté aux USA pour votre prochain projet. Creative Hi-Tech est un fournisseur leader d'assemblages PCB aux USA. Fondée en 1998, l'entreprise sert des clients dans des secteurs tels que militaire et défense, médical, aérospatial et satellite, entre autres.

• Pochoir de pâte à souder (Solder Paste Stenciling) :

  Le pochoir de pâte à souder est l'étape fondamentale de l'assemblage PCB. Quel que soit le type d'assemblage, cette étape reste la même. Un pochoir en feuille métallique fine est placé sur la carte. Il assure que la pâte à souder n'est appliquée que sur les zones où les composants doivent être montés. Après l'application, le pochoir est retiré de la carte.

• Montage des composants par pick and place :

  Le montage des composants est une activité pick and place qui peut être réalisée manuellement ou mécaniquement par un système automatisé. Dans l'assemblage PCB traversant, le montage est manuel. Dans l'assemblage PCB montage en surface, il est effectué par machine automatisée. Le montage automatique offre un processus rapide, précis et sans erreur.

• Soudure (Soldering) :

  La soudure est réalisée pour joindre les composants sur le PCB. Dans l'assemblage traversant, la soudure par vague (wave soldering) est effectuée. Le PCB avec composants montés passe sur une vague de soudure liquide chaude. Cela liquéfie les billes de soudure qui, en refroidissant à température ambiante, solidifient la pâte. En revanche, dans l'assemblage PCB montage en surface, la soudure par refusion (reflow soldering) est réalisée. Le PCB passe dans un four chauffé à 500 °F (260 °C). La pâte à souder fond et, en refroidissant, se solidifie avec les composants.

• Inspection :

  L'inspection et les tests de qualité sont effectués pour assurer le fonctionnement du dispositif. Trois méthodes différentes sont utilisées :

  • Inspection visuelle/manuelle : L'inspection manuelle suffit seulement pour inspecter les connexions soudées. Cette méthode convient seulement pour de petits lots de PCB, sinon, à cause de la fatigue optique, elle manque de précision.
  • Inspection optique automatisée (AOI) : La machine AOI dispose de caméras haute résolution alignables sous différents angles pour tester les PCB. Ce type d'inspection convient pour PCB simple ou double face, mais ne suffit pas pour les PCB multicouches complexes.
  • Inspection par rayons X : L'inspection par rayons X est réalisée sur des conceptions PCB complexes avec montage de composants multicouches. De tels PCB sont difficiles à inspecter optiquement.
• Inspection post-assemblage et test fonctionnel :

  Une fois l'assemblage terminé, les PCB sont inspectés à nouveau et testés pour la fonctionnalité. Des tests de fonctionnalité comme le test de micro-section, test de contamination, test de soudabilité, sont effectués pour conclure le processus.

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