Le PCBA (Printed Circuit Board Assembly) désigne l'ensemble du processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés, y compris l'installation des composants sur les cartes de circuits imprimés vierges par l'intermédiaire d'un système de contrôle de la qualité. Technologie de montage en surface (SMT) et Boîtier double en ligne (DIP) pour compléter le processus d'assemblage. Contrairement aux simples cartes de circuits imprimés, les PCBA représentent des composants de circuits avec tous les composants électroniques installés et une fonctionnalité complète.
Distinction entre le PCBA et les termes apparentés
| Durée | Nom complet | Signification |
|---|
| PCB | Circuit imprimé | Concerne uniquement les cartes de circuits imprimés vierges sans composants |
| PCBA | Assemblage de circuits imprimés | Cartes de circuits imprimés avec tous les composants assemblés |
| APC | Assemblage de circuits imprimés | Synonyme de PCBA, se référant à des composants de circuit assemblés. |
Processus de base du traitement des PCBA
1. Traitement SMT
Flux de traitement SMT :
- Impression de la pâte à braser: Impression précise de pâte à braser sur les pistes de circuits imprimés à l'aide d'un pochoir
- Inspection SPI: L'inspection de la pâte à braser permet de garantir la qualité de l'impression
- Placement des composants: Placement précis des composants par des machines pick-and-place
- Soudure par refusion: Achèvement du processus de brasage dans le four de refusion
- Inspection AOI: Inspection optique automatique pour garantir la qualité du placement
Points techniques clés :
- La pâte à braser doit être sortie du réfrigérateur et entièrement tempérée par agitation.
- La précision de la machine de placement influe directement sur la qualité de l'assemblage
- Le profil de température de la soudure par refusion nécessite un contrôle précis
2. Traitement du DIP Plug-in
Étapes de traitement du DIP Plug-in :
- Insertion des composants → Brasage à la vague → Découpage des broches → Traitement post-brasage → Nettoyage → Inspection
Caractéristiques du processus :
- Convient aux composants de grande taille, de grande puissance ou résistants aux températures élevées
- Fournit une force de connexion mécanique plus importante
- Les paramètres de brasage à la vague doivent être contrôlés avec précision pour éviter les ponts ou le brasage à froid.
Les quatre piliers du contrôle de la qualité des PCBA
1. Inspection visuelle
- Vérifier que la surface de la carte n'est pas endommagée, déformée ou oxydée.
- Vérifier la qualité du joint de soudure, la position d'installation des composants
- Confirmer une identification claire et précise
2. Essais fonctionnels
3. Essais de fiabilité environnementale
- Tests de température et d'humidité: Vérifier la stabilité du produit dans différents environnements
- Essais de vibration et de choc: Assurer la fiabilité mécanique
- Test de vieillissement: Simuler des conditions d'utilisation à long terme
4. Applications de la technologie de détection avancée
AOI Inspection optique automatique :
- La précision de détection atteint le niveau du micron
- Peut inspecter des centaines de planches par heure
- Capacité à identifier les décalages de composants, les défauts des joints de soudure et d'autres problèmes.
Inspection par rayons X :
- Inspection pénétrante des joints de soudure cachés tels que BGA, QFN
- Détecter les vides internes, les soudures à froid et d'autres défauts
- Particulièrement adapté aux cartes d'assemblage à haute densité
Procédés spéciaux dans le traitement des PCBA
Procédé de revêtement conforme
Comparaison des méthodes de revêtement :
| Méthode | Scénarios appropriés | Avantages | Inconvénients |
|---|
| Brossage | Petit lot, protection locale | Grande flexibilité | Faible efficacité, mauvaise cohérence |
| Pulvérisation | Production de masse | Efficacité élevée, bonne couverture | Nécessite un masque de protection |
| Trempage | Protection complète | Couverture complète | Déchets de matériaux |
| Revêtement sélectif | Cartes complexes | Un contrôle précis | Coût élevé de l'équipement |
Technologie de nettoyage
- Nettoyage par ultrasons: Utilise l'effet de cavitation pour éliminer les microcontaminants.
- Nettoyage par pulvérisation: Convient à la production automatisée de masse
- Machines de nettoyage en ligne: Intégration dans les lignes de production pour améliorer l'efficacité
Tendances de développement de l'industrie du PCBA et innovation technologique
Orientations en matière de développement technologique
- Interconnexion à haute densité (HDI): Evolution vers une largeur de ligne/un espacement plus fin
- Technologie des composants intégrés: Incorporation de composants dans les circuits imprimés
- Applications de circuits imprimés souples: S'adapter aux domaines émergents tels que les dispositifs portables
- Processus de protection de l'environnement: Matériaux sans halogène, soudure sans plomb
Innovation matérielle
- Matériaux haute fréquence: Répondre aux exigences des applications 5G et ondes millimétriques
- Matériaux à haute conductivité thermique: Résoudre les problèmes de dissipation thermique à haute densité de puissance
- Substrats respectueux de l'environnement: Conforme à RoHS, REACH et autres réglementations
Recommandations pratiques pour la conception des circuits imprimés
Principaux éléments à prendre en compte lors de la phase de conception
- DFM (conception pour la fabrication): S'assurer que les conceptions répondent aux capacités des processus de production
- DFA (Design for Assembly): Optimiser la disposition des composants pour faciliter l'assemblage
- DFT (Design for Test): Réserver des points de test pour une détection ultérieure
- Conception de la gestion thermique: Chemins de dissipation de la chaleur raisonnablement planifiés
Prévention des problèmes courants
- Défauts de soudure: Réduire le pontage et la soudure à froid grâce à une conception optimisée des pastilles
- Intégrité du signal: Contrôle strict de l'adaptation de l'impédance, réduction de la diaphonie
- Compatibilité électromagnétique: Améliorer la conception de la mise à la terre, ajouter des mesures de blindage
Facteurs clés dans le choix des fournisseurs de PCBA
Évaluation de la capacité technique
- Précision minimale du placement SMT
- Capacité de reprise des BGA
- Complétude de l'équipement d'essai
- Certification du système de contrôle de la qualité
Considérations relatives à la capacité de service
- Vitesse d'échantillonnage du prototype
- Capacité de production de masse
- Capacité de gestion de la chaîne d'approvisionnement
- Niveau d'assistance technique
Conclusion
En tant que maillon central de la fabrication électronique, la qualité du traitement des PCBA détermine directement les performances et la fiabilité des produits finaux. En comprenant l'ensemble du processus de fabrication des PCBA, en maîtrisant les méthodes de contrôle de la qualité et en prêtant attention aux tendances de développement technologique de l'industrie, les entreprises et les ingénieurs peuvent prendre des décisions plus judicieuses et fabriquer des produits électroniques plus compétitifs. À mesure que la technologie électronique évolue vers la haute fréquence, la haute vitesse et la miniaturisation, les exigences en matière de technologie PCBA continueront d'augmenter. L'apprentissage continu et l'innovation sont essentiels pour maintenir la compétitivité.