Qu'est-ce qu'un assembleur de circuits imprimés ?

Un assembleur de circuits imprimés est une personne qui assemble une carte. Le processus consiste à choisir et à placer les composants, à les souder et à les tester. Les assembleurs utilisent généralement la technologie de montage en surface, qui est le type de circuit imprimé le plus courant. La pâte à braser est utilisée pour faire adhérer les composants à la carte.

Choisir et placer le processus

Le processus de prélèvement et de placement d'un assembleur de circuits imprimés implique une ligne d'assemblage mécanique qui prélève les composants et les place aux endroits spécifiés sur un circuit imprimé. Les machines de prélèvement et de placement sont généralement équipées de caméras qui garantissent que les composants sont placés correctement. Les machines utilisent également un aspirateur pneumatique pour prélever et placer les pièces sur le circuit imprimé.

Contrairement à l'assemblage manuel, le processus Pick and Place d'une assembleuse de circuits imprimés automatise l'ensemble du processus. Les machines prélèvent et placent les composants à partir d'un chargeur de composants, puis les placent sur un circuit imprimé à l'aide de pâte à braser. Ces machines peuvent créer entre 20 et 30 000 éléments par carte en une heure.

Pâte à braser

La pâte à braser est un composant important dans le processus d'assemblage des circuits imprimés. L'utilisation de pâte à braser sur le circuit imprimé permet d'éviter les courts-circuits et de protéger le circuit contre l'oxydation. Elle renforce également les joints et facilite le passage du courant. Cette pâte est disponible en différentes qualités.

Le processus de brasage des circuits imprimés devient de plus en plus complexe à mesure que le nombre de couches augmente. Avec chaque nouvelle couche, il y a des pochoirs supplémentaires, des processus de refusion et des variations dans la configuration des composants. Quel que soit le nombre de couches, le contrôle de la qualité reste une priorité. Les bandes transporteuses pour le processus sont fabriquées avec une grande sophistication, et une minuscule perturbation dans la deuxième étape peut entraîner une connexion qui ne répond pas aux spécifications.

La pâte à braser est un mélange de particules métalliques et de flux. Elle est appliquée sur les circuits imprimés avant le début du processus de sélection et de mise en place. La pâte à braser fond lorsqu'elle passe dans une machine de refusion à infrarouge. L'application de pâte à braser est un élément essentiel du processus d'assemblage des circuits imprimés. La pâte à braser peut être utilisée pour la production de prototypes comme pour la production à grande échelle. L'utilisation de la pâte à braser facilite et accélère le processus d'assemblage.

Robotique

Les assembleurs de circuits imprimés utilisent la technologie robotique pour produire des composants électroniques. Cette technologie peut être utilisée dans une grande variété d'industries. Elle utilise des composants électroniques pour le contrôle et le fonctionnement. L'une des principales pièces d'un robot est un circuit imprimé. Le circuit imprimé contrôle les actions du robot et fournit un retour d'information à son contrôleur. Divers composants doivent être conçus pour fonctionner correctement et l'assembleur de circuits imprimés doit prêter attention à ces détails.

Un assembleur robotisé de circuits imprimés peut éliminer les défauts susceptibles d'augmenter les coûts. En éliminant les défauts dès le début du processus, il peut garantir que les cartes répondent aux normes de qualité et faire gagner du temps aux fabricants qui doivent procéder à des retouches coûteuses. Toutefois, le coût initial d'un assembleur robotisé de circuits imprimés est élevé et son installation peut prendre un certain temps. Les robots de l'assembleur de circuits imprimés étant très précis, la main-d'œuvre humaine reste nécessaire pour certaines tâches.

Nettoyage

Les assembleurs de circuits imprimés sont toujours à la recherche de moyens d'améliorer la fiabilité et le volume de production de leurs produits. Malheureusement, certains de ces processus peuvent laisser des résidus et des contaminants qui peuvent avoir un impact négatif sur le produit final. Il est donc important de nettoyer votre circuit imprimé avant le début du processus d'assemblage. Ce processus permet d'éliminer la saleté, le flux de soudure et les oxydes qui peuvent être à l'origine d'un certain nombre de problèmes. Vos produits paraîtront ainsi plus propres et plus fiables lorsqu'ils seront installés dans les produits finaux.

Vous pouvez utiliser diverses solutions de nettoyage pour nettoyer votre PCB en profondeur. Certaines de ces solutions sont simples et peu coûteuses, tandis que d'autres nécessitent un équipement et des fournitures de nettoyage spécialisés. La plupart de ces solutions de nettoyage sont ininflammables et n'endommagent pas les composants sensibles, tels que les capteurs d'humidité. Toutefois, vous devez toujours effectuer ce processus de nettoyage dans une zone bien ventilée ou sous une hotte afin d'éviter de vous exposer à des fumées nocives.

Importance de l'assembleur de circuits imprimés

Un assembleur de circuits imprimés est une personne qualifiée capable d'assembler un circuit imprimé. Son travail consiste à s'assurer que tous les composants sont correctement placés et soudés. Il faut un sens aigu du détail, une grande dextérité manuelle et de la précision pour faire un bon travail. En outre, l'assembleur doit être capable de travailler rapidement et avec précision. Il doit être capable de suivre attentivement les instructions.

À mesure que les produits électroniques deviennent plus petits et plus complexes, les besoins en assembleurs de circuits imprimés augmentent. En effet, les gens doivent travailler avec des circuits de plus en plus complexes dans un espace limité. Cela nécessite des ajustements précis, tant au niveau de la soudure que de l'assemblage.

Comment remplir un PCB rapidement et facilement

Le processus de peuplement des circuits imprimés est important pour l'industrie électronique. Véritable colonne vertébrale de la plupart des appareils électroniques, les circuits imprimés peuplés sont utilisés dans de nombreuses applications différentes. Le processus est devenu plus facile grâce aux récentes avancées technologiques. Vous pouvez apprendre à peupler un circuit imprimé rapidement et facilement.

Utilisation de résistances traversantes

L'utilisation de résistances à trous traversants pour peupler un circuit imprimé nécessite une planification et un placement minutieux. Comme ces composants nécessitent plus d'espace que les composants montés en surface, ils doivent être placés manuellement sur le circuit imprimé. Les étapes suivantes sont utiles pour placer les composants à trous traversants sur un circuit imprimé :

Tout d'abord, déterminez la taille de vos résistances et condensateurs à trous traversants. Si la taille des composants est relativement importante, vous pouvez envisager d'utiliser un composant monté en surface. Cela simplifiera également les processus de soudure. En fin de compte, les résistances montées en surface sont plus chères que les résistances à trous traversants, mais elles restent la meilleure option si vous êtes limité par l'espace.

Une résistance à trous traversants possède de longs fils flexibles qui peuvent être collés sur une planche à pain ou soudés sur un circuit imprimé. Ces résistances réduisent le courant électrique dans les circuits. Il existe trois principaux types de résistances à trous traversants : les résistances à trous traversants axiaux, les résistances à trous traversants radiaux et les résistances à trous traversants enfichables. Les résistances à trou axial sont les plus courantes.

Utilisation d'une machine "pick and place

L'utilisation d'une machine "pick and place" est un processus de fabrication moderne qui rend l'assemblage des circuits imprimés plus rapide et plus efficace. Elle peut placer les composants millimètre par millimètre, ce qui permet aux concepteurs de maximiser l'espace tout en réduisant la taille des circuits imprimés. Les machines Pick and Place permettent également une production plus rapide des circuits imprimés, ce qui contribue à réduire le coût global du projet.

Une machine "pick and place" fonctionne en saisissant un composant à l'aide d'une petite buse d'aspiration. Cette aspiration maintient le composant au bon endroit et relâche ensuite l'aspiration. Les buses sont programmées en fonction de la position initiale et de la position finale du composant, mais de légères variations d'emplacement peuvent encore se produire.

Une machine "pick and place" est un moyen efficace de placer des composants SMT sur un circuit imprimé. Elle présente de nombreux avantages, notamment un temps d'installation minimal et une reprogrammation aisée. Bien que les humains ne puissent pas reproduire la vitesse des machines de prélèvement et de placement, ils peuvent considérablement augmenter les revenus. Pour un investissement initial modeste, l'achat d'une machine de placement d'occasion est un excellent moyen de tirer le meilleur parti de vos efforts.

Utilisation d'un pochoir

L'impression à l'aide d'un pochoir implique trois processus : le remplissage de l'ouverture avec de la pâte à braser, le transfert de la pâte et le positionnement de la pâte. Lorsqu'on utilise un pochoir pour remplir un circuit imprimé, il est essentiel de s'assurer que la pâte est transférée avec précision. Pendant le processus d'impression au pochoir, la surface de la paroi du pochoir doit être la même que la surface ouverte du circuit imprimé. De cette manière, vous pouvez minimiser le risque de provoquer des trous d'air lors de l'application de la pâte à braser.

Avant d'imprimer la pâte à braser, vous devez sélectionner l'épaisseur du pochoir. L'épaisseur du pochoir est importante, car elle détermine la quantité de pâte à braser imprimée sur le circuit imprimé. Si le pochoir contient trop de pâte à braser, il peut en résulter un pontage lors du soudage par refusion. Heureusement, il existe des pochoirs d'épaisseurs variables qui peuvent vous aider à minimiser les ponts de soudure.

Soudure

Le brasage d'un circuit imprimé est une compétence de base que la plupart des électrotechniciens devraient acquérir. Il s'agit d'un processus simple, et une fois que vous savez le faire, vous pouvez l'appliquer à un large éventail de travaux de soudure. Le processus consiste à appliquer de la soudure sur différents contacts d'un circuit imprimé. Il s'agit d'un moyen efficace de relier différents composants électriques.

Avant de commencer à souder un circuit imprimé, vous devez nettoyer soigneusement la surface. Vous obtiendrez ainsi un joint de soudure solide. Vous pouvez acheter des tampons de nettoyage de la soudure dans les magasins industriels ou les magasins de bricolage. Ces tampons n'abîment pas le matériau du circuit imprimé et peuvent être utilisés en toute sécurité. Toutefois, vous ne devez pas les utiliser pour nettoyer votre cuisine.

Choisir un fournisseur de circuits imprimés

Le choix d'un fournisseur de circuits imprimés est un élément essentiel de votre projet. Le secteur de l'électronique étant très incertain, il est conseillé d'évaluer plusieurs fournisseurs avant d'en choisir un. Le meilleur moyen d'établir un premier contact avec les fournisseurs est d'assister à des conférences et à des salons professionnels. Vous trouverez souvent des représentants commerciaux et du personnel d'assistance technique sur le lieu de l'exposition et vous pourrez les contacter ultérieurement pour obtenir de plus amples informations.

Les fournisseurs de circuits imprimés réputés prendront le temps d'examiner votre conception. L'expérience et le savoir-faire de ces professionnels sont essentiels à la réussite du projet. Vous devez également tenir compte de la rapidité avec laquelle l'entreprise peut vous établir un devis. Bien qu'un devis rapide puisse être tentant, il peut ne pas représenter la qualité de travail que vous attendez. En outre, un devis lent peut signifier que le projet prendra beaucoup de temps à réaliser. Vous devez également tenir compte du délai de livraison du fournisseur de circuits imprimés. Dans la plupart des cas, 24 heures suffisent pour recevoir un devis.

Composants pour compléter votre projet de circuit imprimé

Avant d'apprendre à fabriquer des circuits imprimés à la maison, vous devez connaître les composants dont vous aurez besoin pour mener à bien votre projet. Il s'agit notamment du pot de soudure, de la pâte à souder et du circuit imprimé recouvert de cuivre. L'étape suivante consiste à assembler le circuit imprimé. Au cours de cette étape, vous devrez vous assurer que tous les composants sont correctement positionnés et soudés ensemble. Le circuit imprimé final doit ressembler à l'illustration ci-dessous.

Pâte à braser

La pâte à braser est un matériau utilisé pour fixer les composants électroniques sur une carte de circuit imprimé. Il existe une grande variété de formulations. Certaines sont plus épaisses que d'autres. Les formulations plus épaisses sont utilisées pour l'impression au pochoir, tandis que les formulations plus fines nécessitent des techniques de sérigraphie. Les pâtes plus épaisses sont préférées car elles restent plus longtemps sur le circuit imprimé. Le choix de la bonne formulation pour votre circuit imprimé dépend de la méthode d'impression et des conditions de durcissement.

Les fabricants de pâte à braser vous donneront généralement des recommandations sur le profil de température. En général, une augmentation progressive de la température est nécessaire pour éviter une expansion soudaine et explosive. La montée en température doit également être progressive, afin de permettre à la pâte à braser d'activer complètement le flux et de fondre. Ce laps de temps est appelé "temps au-dessus du liquidus". Après le temps au-dessus du liquidus, la pâte à braser doit refroidir rapidement.

Les propriétés thermiques de la pâte à braser peuvent influencer la température de fusion de la brasure. Le plomb a un point de fusion bas, ce qui le rend idéal pour les fils de connexion des composants et les plaquettes de circuits imprimés. Cependant, le plomb n'est pas respectueux de l'environnement et l'industrie cherche à utiliser des matériaux moins dangereux.

Gravure à l'acide

Les circuits imprimés peuvent être gravés à l'aide de différents produits chimiques. Ces produits chimiques sont utilisés pour retirer le cuivre de la couche extérieure d'un circuit imprimé. Le processus peut être acide ou alcalin. Le processus est généralement effectué sur un circuit imprimé qui a été exposé à une lampe UV. La lumière frappe les laminés, les affaiblit et fait apparaître une zone de cuivre. L'acide est ensuite appliqué pour dissoudre le cuivre, laissant une carte propre et claire.

Le persulfate de sodium est un acide couramment utilisé pour graver les cartes de circuits imprimés. Cet acide est un liquide transparent qui devient plus vert avec le temps, ce qui permet de voir facilement la surface de la carte. Contrairement au chlorure ferrique, le persulfate de sodium n'est pas aussi corrosif et ne tache pas les vêtements. Il n'en reste pas moins une substance dangereuse qu'il convient de manipuler avec précaution.

L'acide chlorhydrique et le peroxyde d'hydrogène peuvent être achetés dans les quincailleries. Un litre de chacun de ces produits chimiques peut graver un certain nombre de PCB. Un litre suffit pour graver un circuit imprimé de 10 x 4 cm2. La solution de gravure n'est utilisée qu'une seule fois, vous devez donc vous assurer qu'elle est préparée exactement avant de commencer le processus. Veillez également à ce que le plateau en plastique soit adapté au circuit imprimé.

Panneau recouvert de cuivre

Les cartes recouvertes de cuivre sont généralement à une ou deux faces, selon les spécifications de la carte. Elles sont généralement fabriquées en FR-4, un composite de fibre de verre et d'époxy, avec une ou deux couches de cuivre. Les couches de cuivre ont généralement une épaisseur de 1,4 mil. L'épaisseur de la couche de cuivre influe sur les propriétés électriques de la carte. Des couches plus épaisses sont préférables si des courants élevés sont nécessaires.

Le moyen le plus simple de créer un circuit imprimé plaqué cuivre est le transfert de toner, qui consiste à imprimer un dessin sur une feuille de papier de transfert, puis à transférer le toner à l'aide d'un fer à repasser ou d'une presse. Vous pouvez acheter du papier de transfert sur l'internet ou utiliser une page de magazine en papier glacé. Veillez à reproduire votre dessin pour que le processus de transfert se déroule le mieux possible.

Altium Designer est un excellent outil pour concevoir des cartes de circuits imprimés recouvertes de cuivre. Il regorge de fonctionnalités et d'outils qui vous permettent de créer une carte d'aspect professionnel. Il vous permet également de partager instantanément vos données de conception, ce qui facilite la collaboration avec un fabricant de circuits imprimés.

Comment améliorer l'interférence des radiations des signaux SDRAM dans la conception des circuits imprimés ?

Une bonne conception de carte de circuit imprimé est celle qui est exempte d'interférences de rayonnement provenant des signaux SDRAM. Pour ce faire, les lignes de signaux doivent être aussi courtes que possible et la constante diélectrique du circuit imprimé doit être augmentée. En outre, vous pouvez placer des billes magnétiques au niveau des connexions des fils ou des câbles.

Augmentation de la constante diélectrique de la carte PCB

Lors de l'utilisation de circuits à grande vitesse, la nécessité de faire correspondre l'impédance des traces est critique. Dans le cas contraire, l'énergie RF peut rayonner et causer des problèmes d'interférence électromagnétique. Une bonne façon de résoudre ce problème est d'utiliser une terminaison de signal. Cela permet d'atténuer les effets de la réflexion et de la sonnerie, et de ralentir les fronts ascendants et descendants rapides. Les matériaux utilisés dans les cartes de circuits imprimés jouent un rôle important dans l'impédance des pistes.

La meilleure pratique consiste à acheminer les signaux clés séparément et le plus court possible. Cela permet de minimiser la longueur des chemins de couplage pour les signaux d'interférence. Les signaux d'horloge et les lignes de signaux sensibles doivent être acheminés en premier. Les lignes de signaux insignifiants doivent être acheminées en dernier. En outre, le routage des signaux clés ne doit pas dépasser l'espace créé par les vias des tampons et des trous de passage.

Des lignes de signaux aussi courtes que possible

Le fait de garder les lignes de signaux courtes dans la conception des circuits imprimés permet d'éviter les problèmes d'interférence électromagnétique et de diaphonie. Le chemin de retour du signal est défini comme la projection d'une trace sur le plan de référence. Il est très important que ce plan de référence soit continu. Dans certains cas, le chemin de retour peut être réduit en utilisant des techniques de commutation de signaux et de séparation des couches de puissance. Dans ce cas, le signal SDRAM doit être placé sur la couche interne du circuit imprimé.

Si le chemin de retour du signal est long, il créera une grande quantité de diaphonie et de couplage mutuel. Il est donc important que les lignes de signaux soient aussi courtes que possible. La longueur de la ligne de signal doit être aussi proche que possible du plan de masse adjacent. Il est également essentiel de réduire le nombre de fils parallèles aux bornes d'entrée et de sortie. Si nécessaire, la distance entre les deux fils peut être raccourcie ou augmentée en ajoutant des lignes de mise à la terre entre eux.

Utilisation de billes de ferrite

Les billes de ferrite sont utilisées pour réduire les interférences de rayonnement dans les circuits contenant des signaux sdram. Les billes sont utilisées sur des conducteurs individuels dans le circuit. L'utilisation de ces billes doit faire l'objet d'une attention particulière. Par exemple, les unités centrales des ordinateurs monocartes fonctionnent généralement à des fréquences élevées, avec des horloges qui atteignent souvent des centaines de mégahertz. De même, les rails d'alimentation sont sensibles aux radiofréquences.

Les principales propriétés des billes magnétiques en ferrite sont qu'elles ont une très faible résistance aux courants de basse fréquence et une très forte atténuation des courants de haute fréquence. Ces caractéristiques les rendent plus efficaces pour l'absorption du bruit que les inductances conventionnelles. Pour obtenir des résultats optimaux, le fabricant doit fournir une spécification technique. Cela aidera l'utilisateur à déterminer l'impédance correcte pour le circuit.

Utilisation de motifs de remplissage

Les interférences dues aux rayonnements sont un problème qui peut entraîner des dysfonctionnements dans les équipements électroniques. Il peut se produire dans n'importe quelle gamme de fréquences et peut compromettre la qualité du signal. Heureusement, il existe plusieurs moyens d'améliorer les interférences dues aux rayonnements. Cet article présente quelques techniques qui peuvent être utilisées.

L'une des techniques consiste à prolonger les traces de masse. Ce faisant, les traces de masse peuvent remplir les espaces vides sur le circuit imprimé. Sur un circuit imprimé à deux couches, par exemple, les traces de masse doivent être prolongées de la couche supérieure à la couche inférieure. En outre, les traces de masse ne doivent pas être trop longues. L'utilisation de motifs de remplissage de masse dans la conception des circuits imprimés permet aux concepteurs de réduire la distance entre les bornes de sortie et d'entrée.

Une autre méthode consiste à utiliser le via stitching pour réduire la quantité d'interférences causées par les traces trop proches des bords de la carte. La carte est ainsi protégée des interférences électromagnétiques par la formation d'un anneau de vias autour du bord de la carte. L'assemblage de via est particulièrement avantageux pour les cartes à deux ou quatre couches.

Éviter les réflexions sur les lignes de transmission

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est essentiel d'éviter les réflexions sur les lignes de transmission. Celles-ci sont causées par des changements d'impédance entre les signaux de source et de destination. Cela peut résulter de différents facteurs, tels que la constante diélectrique ou la hauteur de la carte de circuit imprimé.

Tout d'abord, le circuit imprimé doit pouvoir maintenir la continuité du plan de référence, car le courant de retour doit passer par la même couche. Cette continuité est essentielle lors de l'utilisation de la commutation de signaux et de la séparation des couches de puissance. Une autre façon de s'assurer que le chemin de retour est aussi court que possible est d'incorporer un condensateur sur la couche interne du circuit imprimé.

Une autre solution pour éviter les réflexions sur les lignes de transmission consiste à s'assurer que les traces ne sont pas trop proches les unes des autres. Cela réduira la probabilité de diaphonie, qui peut poser de sérieux problèmes pour les signaux à grande vitesse.

Quelques conseils pour améliorer votre taux de réussite en matière de circuits imprimés

Maintenir les composants à une distance d'au moins 2 mm du bord d'un circuit imprimé

Le bord d'un circuit imprimé est souvent le plus sensible aux contraintes. Il est donc important de maintenir les composants à une distance d'au moins 2 mm du bord de la carte. Cela est particulièrement important si le circuit imprimé comporte des connecteurs ou des interrupteurs qui doivent être accessibles à la main. Il y a également un certain nombre de considérations à garder à l'esprit lorsque l'on place des composants sur un circuit imprimé de bord.

Lorsque vous créez votre circuit imprimé, veillez à laisser de l'espace entre les traces et les pastilles. Le processus de fabrication des circuits imprimés n'étant pas précis à 100 %, il est essentiel de laisser un espace d'au moins 0,020″ entre les pastilles ou les traces adjacentes.

Vérification des connexions à l'aide d'un multimètre

Lorsque l'on utilise un multimètre pour tester un circuit imprimé, la première étape consiste à identifier la polarité. En règle générale, un multimètre est équipé d'une sonde rouge et d'une sonde noire. La sonde rouge est le côté positif et la sonde noire est le côté négatif. Un multimètre doit afficher une valeur correcte si les deux sondes sont connectées au même composant. Il doit également être doté d'une fonction de sonnerie qui vous avertit en cas de connexion court-circuitée.

Si vous soupçonnez un court-circuit sur une carte de circuit imprimé, vous devez retirer tous les composants qui y sont branchés. Vous éliminerez ainsi la possibilité d'un composant défectueux. Vous pouvez également vérifier les connexions ou les conducteurs de terre à proximité. Cela peut vous aider à préciser l'emplacement du court-circuit.

Utilisation d'un système DRC

Un système DRC aide les concepteurs à s'assurer que leurs conceptions de circuits imprimés sont conformes aux règles de conception. Il signale les erreurs et permet aux concepteurs d'apporter les modifications nécessaires à la conception. Il peut également aider les concepteurs à déterminer la validité de leur schéma initial. Un système DRC devrait faire partie du processus de conception dès le début, des schémas de circuit aux circuits imprimés finaux.

Les outils DRC sont conçus pour vérifier la sécurité, les performances électriques et la fiabilité des conceptions de circuits imprimés. Ils aident les ingénieurs à éliminer les erreurs de conception et à réduire les délais de mise sur le marché. HyperLynx DRC est un outil de vérification des règles de conception puissant et flexible qui permet une vérification précise, rapide et automatisée de la conception électrique. Il prend en charge tout flux de conception de PCB et est compatible avec les normes ODB++ et IPC2581. L'outil HyperLynx DRC offre une version gratuite qui comprend huit règles DRC.

Utilisation des coulées sur le plan de puissance

Si vous avez du mal à concevoir un circuit imprimé de puissance, vous pouvez utiliser un logiciel de mise en page pour vous aider à tirer le meilleur parti du plan de puissance. Le logiciel peut vous aider à décider de l'emplacement des vias, ainsi que de leur taille et de leur type. Il peut également vous aider à simuler et à analyser votre conception. Ces outils facilitent grandement la mise en page des circuits imprimés.

Si vous travaillez sur un circuit imprimé multicouche, il est impératif de veiller à ce que les motifs soient symétriques. Plusieurs plans d'alimentation peuvent contribuer à garantir l'équilibre de la disposition du circuit imprimé. Une carte à quatre couches, par exemple, aura besoin de deux plans d'alimentation internes. Un circuit imprimé à deux faces peut également bénéficier de plusieurs plans d'alimentation.