Qu'est-ce que la fabrication de circuits imprimés ?

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Qu'est-ce que la fabrication de circuits imprimés ?

FR-4

FR-4 is the most common substrate used in PCB manufacturing. It is made from a glass cloth impregnated with a hybrid epoxy resin. It has excellent electrical, mechanical, and thermal properties, making it a popular choice for a variety of applications. Typical uses of FR-4 PCBs include computers, communications, and aerospace. This material is easy to work with, and offers designers a number of benefits.

FR4 is an ideal material for high-density multi-layers. Its advantages include low-expansion rates and high thermal resistance. It is a good choice for applications where temperatures exceed 150 degrees Celsius. It is also known for its ease of processing and electrical characteristics.

FR-6

FR-4 is a low-cost, flame-retardant industrial laminate that has a paper substrate and a phenolic resin binder. It is a common choice for printed circuit board laminates. It is also less expensive than woven glass fabrics. Its dielectric constant is 4.4 to 5.2 at frequencies below microwaves, gradually decreasing at higher frequencies.

PCB manufacturing requires a variety of substrates. The most common materials used are FR-4 and FR-6. Other common materials include G-10, aluminum, and PTFE. These materials are used for their mechanical and electrical properties and can be molded to fit specific specifications.

FR-4 is used in PCB manufacturing for its low cost and versatility. It is an electrical insulator with high dielectric strength and a high strength-to-weight ratio. It is also a lightweight material and resists moisture and extreme temperature. FR-4 is typically used for single-layer PCBs.

FR-8

There are several different materials used for PCB manufacturing. Each material has different properties and a different set of properties can affect the performance of the board. Generally, PCBs are classified into three different classes, Class 1 and Class 2. Class 1 PCBs have limited life, Class 2 PCBs have extended life, and Class 3 PCBs have high performance on demand, and Class 3 PCBs can’t tolerate failure.

The first step in PCB manufacturing is to design the PCB. This is typically done with the help of a computer program. A trace width calculator is helpful for determining the thickness of the various layers, such as the inner and outer layers. The inner and outer layers are typically printed with black ink to indicate conductive copper traces and circuits. In some cases, a color is used to indicate the surface finish of the components.

FR-4 + FR-4 + FR-4

FR-4 is a common substrate used in PCB manufacturing. It is composed of glass cloth impregnated with a hybrid epoxy resin. Its excellent electrical, thermal, and mechanical properties make it an ideal material for printed circuit boards. These boards are used in a variety of industries including computers, communications, aerospace, and industrial control.

When choosing a PCB material, consider the amount of moisture the circuit board is likely to absorb. Moisture absorption is the measurement of how much moisture a circuit board can hold without degrading. FR4 exhibits very low moisture absorption, averaging 0.10% after 24 hours of immersion. Because of its low moisture absorption, FR4 is an ideal choice for PCB manufacturing.

While FR4 is not a single material, it is a group of materials designated by the National Electrical Manufacturers Association (NEMA). FR4 PCBs are typically composed of a tera-function epoxy resin and woven fiberglass cloth with filler. This combination of materials provides a superior electrical insulator and high mechanical strength. FR4 PCBs are used in a variety of fields, and are among the most common circuit boards in many industries.

Comment rechercher un circuit imprimé

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Comment rechercher un circuit imprimé

Il existe plusieurs façons de rechercher un circuit imprimé et de déterminer ses composants. La première étape consiste à connaître le nom des composants, qui sont des numéros de pièces. Ensuite, il faut déterminer de quel type de composant il s'agit. Ces composants peuvent être des résistances, des condensateurs, des inducteurs ou des potentiomètres. Les résistances sont marquées d'un repère de mesure ohm. Le symbole de l'ohm ressemble à la lettre grecque Omega. Un exemple est 100MO, qui signifie cent mégaohms. Parmi les autres composants pouvant se trouver sur une carte, citons les oscillateurs et les diodes, qui sont marqués de la lettre D. Les relais, quant à eux, sont généralement marqués d'un K.

Numéros de pièces

Les numéros de pièces sont utilisés pour identifier les pièces sur les cartes de circuits imprimés. Ils facilitent les réparations ou les remplacements et contribuent à garantir l'intégrité des appareils électroniques. Les cartes de circuits imprimés sont fabriquées au fil des mois ou des années, et leur conception change souvent. Certaines cartes comportent également des numéros de série individuels, qui aident les techniciens à identifier la bonne pièce en cas de problème ou de réparation.

Couche de cuivre

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est important de tenir compte de l'épaisseur de la couche de cuivre. L'épaisseur du cuivre peut varier en fonction de la quantité de courant à transporter et du type de circuit. Par exemple, les circuits imprimés à haut niveau de courant nécessitent plus de cuivre qu'un circuit à basse tension. En général, l'épaisseur de la couche de cuivre est spécifiée en onces par pied carré. Toutefois, certains circuits imprimés utilisent deux ou trois onces par pied carré pour les circuits à haute puissance. Une feuille de cuivre standard d'une once par pied carré a une épaisseur de 34 micromètres.

Substrat

Les circuits imprimés sont généralement fabriqués à partir de différents types de substrats. Le type de matériau utilisé pour la fabrication d'une carte détermine ses performances. Les substrats sont généralement sélectionnés en fonction de leurs propriétés électriques, de leurs propriétés environnementales et de leur facteur de forme.

Rails d'alimentation

Lorsque vous construisez des circuits, vous devez souvent connecter l'alimentation à différents endroits. Cette opération est facilitée par les rails d'alimentation. Chaque rail d'alimentation est étiqueté avec + ou -, et peut avoir une bande rouge, bleue ou noire.

Transistors

Pour s'assurer qu'un transistor est compatible avec un circuit donné, il faut savoir comment trouver son numéro de référence sur un circuit imprimé. La plupart des transistors ont un numéro de référence qui commence généralement par "2N". Cette référence indique généralement le type de transistor et n'est pas nécessairement un format standard.

LED

Les circuits imprimés à LED sont l'un des types de circuits imprimés les plus populaires. Ils sont utilisés dans pratiquement tous les types de circuits aujourd'hui. Pour rechercher un circuit imprimé, vous devez d'abord télécharger le logiciel Kicad. Une fois que vous l'avez téléchargé, vous devez décompresser les fichiers de conception Kicad. Ces fichiers comprennent le Pro, le CMP, la mise en page du circuit imprimé Kicad et le schéma.

Résistances

Les résistances d'une carte de circuit imprimé jouent un rôle essentiel dans un circuit. Si les résistances sont endommagées, cela peut entraîner une panne. Lorsque vous choisissez une résistance, vous devez tenir compte de sa capacité maximale de transport de courant. Si les résistances ont une capacité trop faible, elles ne protégeront pas vos composants électriques contre les fluctuations de courant élevées. Des résistances de forte puissance sont disponibles pour les applications à courant élevé.

Inducteurs

Il y a quelques propriétés essentielles à connaître lors du choix d'un inducteur. Tout d'abord, vous devez connaître la fréquence d'auto-résonance de l'inducteur. Elle doit être au moins 1,5 fois supérieure à la fréquence de fonctionnement. Vous devez également connaître la résistance et l'impédance en courant continu. Ces propriétés sont essentielles pour choisir des inductances qui filtreront les interférences électromagnétiques.

Qu'est-ce que l'assemblage de circuits imprimés ?

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Qu'est-ce que l'assemblage de circuits imprimés ?

L'assemblage de circuits imprimés est un processus complexe qui implique la construction de circuits imprimés. Les circuits imprimés sont généralement fabriqués en plastique et requièrent un haut niveau de précision. Le processus d'assemblage est souvent réalisé à la main. Toutefois, certains circuits imprimés sont si complexes qu'une machine est nécessaire pour les manipuler. Ce processus peut être coûteux et prendre du temps.

Assemblage de circuits imprimés

L'assemblage de circuits imprimés est un processus essentiel dans la création de dispositifs électroniques. Il s'agit d'un processus au cours duquel des circuits imprimés sont placés sur un substrat non conducteur. Les composants sont ensuite fixés sur le circuit imprimé. Différents procédés sont utilisés en fonction du type de carte et de son application.

L'un des facteurs les plus importants dans l'assemblage des circuits imprimés est l'empreinte des composants. Veillez à ce que l'empreinte corresponde exactement à la fiche technique. Dans le cas contraire, le composant sera mal positionné et recevra une chaleur inégale pendant le processus de soudure. En outre, une mauvaise empreinte peut faire coller le composant sur un côté du circuit imprimé, ce qui n'est pas souhaitable. En outre, une mauvaise configuration de terrain peut poser des problèmes lors de l'utilisation de composants SMD passifs. Par exemple, la largeur et l'ampleur des pistes reliant les pastilles peuvent affecter le processus de soudure.

Le processus d'assemblage des circuits imprimés commence par l'impression d'un dessin de circuit imprimé sur un stratifié recouvert de cuivre. Le cuivre exposé est ensuite gravé pour laisser un motif. Après la mise en place des composants, le circuit imprimé est placé sur un tapis roulant. Une fois la carte placée dans un grand four, elle est soudée par refusion. Le soudage par refusion est une étape importante de l'assemblage des circuits imprimés. Le processus de refusion consiste à placer la carte de circuit imprimé sur un tapis roulant, puis à la placer dans une chambre chauffée. Pendant ce temps, la soudure fond et se rétracte.

Techniques

Il existe différentes techniques d'assemblage des circuits imprimés. L'une d'entre elles est l'inspection optique automatisée, qui fait appel à une machine équipée de caméras pour examiner les cartes sous différents angles et détecter d'éventuelles erreurs. Une autre technique est l'inspection visuelle, qui consiste en un contrôle manuel des cartes par un opérateur humain. Ces techniques sont utiles pour les PCB fabriqués en petites quantités, mais elles ont leurs limites.

Orienter les pièces dans la même direction est une autre technique permettant de rendre le processus d'assemblage des PCB plus rapide et plus facile. Cette méthode permet de minimiser les risques de connexion croisée des composants, ce qui peut entraîner des problèmes de soudure. Une autre technique consiste à placer les composants de bord en premier. Cela permet de guider la disposition des connexions d'entrée sur la carte.

Coûts

Les coûts de l'assemblage de circuits imprimés varient considérablement d'une entreprise à l'autre. Cela s'explique par le fait que les matériaux de base utilisés pour fabriquer les circuits imprimés sont coûteux. En outre, certaines entreprises facturent beaucoup plus que d'autres pour les mêmes services d'assemblage de circuits imprimés. Toutefois, la qualité du produit fini reste inchangée. Par conséquent, si vous ne pouvez pas vous permettre de payer le prix élevé de l'assemblage de PCB, vous pouvez toujours chercher des alternatives moins chères.

Les coûts d'assemblage des circuits imprimés dépendent du volume de circuits imprimés à assembler. Les commandes de faible volume entraînent des coûts plus élevés, tandis que les commandes de taille moyenne entraînent des coûts moins élevés. En outre, la qualité de la conception et des composants utilisés dans le processus d'assemblage des PCB joue également un rôle dans la détermination du coût global.

Inconvénients de l'assemblage manuel de circuits imprimés

L'assemblage manuel de circuits imprimés est un processus à forte intensité de main-d'œuvre qui nécessite des techniciens qualifiés. Il prend également beaucoup de temps et présente un risque élevé d'erreur humaine. C'est pourquoi l'assemblage manuel n'est pas recommandé pour les projets d'assemblage de circuits imprimés à grande échelle. Ce n'est pas non plus l'option idéale pour certains composants, tels que les broches à pas fin et les pièces SMT denses.

Un autre inconvénient de l'assemblage manuel de circuits imprimés est le manque d'automatisation. Même les mains les plus expérimentées auront du mal à atteindre le même niveau de précision qu'une machine. Il est également difficile de réaliser des soudures régulières et sans résidus. Par conséquent, la qualité des cartes fabriquées à la main n'est pas homogène. En outre, les petits composants sont plus difficiles à assembler à la main.

Essais en circuit

Le test en circuit (ICT) est un processus dans lequel le circuit imprimé est soumis à un certain nombre d'étapes afin de s'assurer que tous les composants sont correctement placés. Il s'agit d'un test très utile, mais qui présente certaines limites, notamment en ce qui concerne la couverture des tests. Certains composants de circuits imprimés sont trop petits pour cette méthode ou comportent un grand nombre de composants. Néanmoins, cette méthode permet d'avoir une grande confiance dans la qualité de fabrication de la carte et dans sa fonctionnalité.

Les PCBA peuvent être testés de différentes manières, notamment par des tests en circuit, qui utilisent des sondes électriques attachées à des points spécifiques de la carte. Les sondes peuvent détecter des défaillances de composants telles que des soulèvements, des décalages ou de mauvaises soudures. Elles peuvent également mesurer les niveaux de tension et la résistance, ainsi que d'autres facteurs connexes.

Comment sont fabriqués les circuits imprimés ?

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Comment sont fabriqués les circuits imprimés ?

Les trous de connexion constituent l'un des éléments les plus importants d'un circuit imprimé. Ces trous sont percés selon un schéma précis pour permettre aux circuits de se connecter les uns aux autres. Les machines de perçage automatisées utilisent des limes de perçage à commande numérique, également appelées limes excellon, pour déterminer l'endroit où percer et la taille des trous. En fonction de la structure du circuit imprimé, le perçage peut être effectué une couche à la fois ou en plusieurs couches avant la stratification.

Circuits imprimés multicouches

Un circuit imprimé multicouche est un circuit imprimé comportant plus de trois couches. Ces cartes sont utilisées dans une grande variété d'appareils, des appareils ménagers aux appareils médicaux. En règle générale, un circuit imprimé doit comporter au moins quatre couches pour fonctionner correctement. Cette technologie est de plus en plus répandue dans les appareils ménagers et dans les appareils médicaux, tels que les appareils à rayons X et les appareils de tomodensitométrie.

Le processus de fabrication des PCB multicouches implique l'utilisation d'une toile de verre tissée et d'une résine époxy. Les résines époxy sont ensuite durcies, formant le noyau du circuit imprimé. Ensuite, le noyau et la feuille de cuivre sont collés ensemble par la chaleur et la pression. On obtient ainsi un circuit imprimé multicouche aux propriétés uniformes.

Un autre procédé de fabrication est la panélisation, qui consiste à combiner plusieurs petites cartes de circuits imprimés sur un seul panneau. Cette technique permet de combiner plusieurs conceptions différentes sur une seule grande carte. Chaque panneau se compose d'une bande d'outillage extérieure comportant des trous d'outillage, des repères de panneau et un coupon d'essai. Certains panneaux comprennent également une coulée de cuivre hachurée afin d'éviter toute déformation au cours du processus de panneautage. La mise en panneaux est fréquente lorsque les composants sont montés près du bord d'une carte.

PCB de classe 2 et 3

Bien que la plupart des fabricants de cartes de circuits imprimés de classe 2 et de classe 3 respectent les mêmes normes, il existe quelques différences essentielles entre ces deux classes. Les cartes de classe 2 sont généralement fabriquées pour des produits qui ne sont pas exposés à des conditions environnementales extrêmes, qui ne sont pas essentiels pour l'utilisateur final et qui ne sont pas soumis à des tests rigoureux. Les cartes de classe 3, en revanche, sont conçues pour répondre aux normes les plus strictes et doivent offrir des performances continues et des temps d'arrêt minimaux. La principale différence entre les deux classes réside dans les exigences relatives à la conception des cartes et au processus de fabrication.

Les cartes de circuits imprimés de classe 2 et 3 sont fabriquées conformément aux normes IPC-6011. Ces normes décrivent les exigences applicables aux circuits imprimés de classe 1, de classe 2 et de classe 3. Il existe également des normes IPC plus récentes appelées Classe 3/A. Elles sont conçues pour l'avionique militaire et les applications spatiales. Les circuits imprimés de classe 1 et de classe 2 doivent répondre aux normes IPC Rigid, Flex et MCM-L.

Circuits imprimés simple face

Les circuits imprimés simple face (PCB) sont des circuits courants et relativement faciles à concevoir. Par conséquent, la plupart des fabricants et des concepteurs peuvent les concevoir et les fabriquer. Les circuits imprimés simple face sont également plus faciles à produire que les circuits imprimés multicouches. Par conséquent, presque toutes les entreprises de fabrication de circuits imprimés peuvent les produire. Les circuits imprimés simple face sont le plus souvent commandés en grandes quantités.

Les circuits imprimés simple face sont généralement fabriqués en FR4, une substance semblable à la fibre de verre mélangée à de l'époxy. Le matériau est formé en plusieurs couches, chaque couche contenant une couche de matériau conducteur. Les fils sont ensuite soudés à des pistes de cuivre du côté des composants. Les circuits imprimés à une face étaient à l'origine utilisés pour fabriquer des prototypes de circuits imprimés, mais la demande de composants montés en surface ayant augmenté, ils ont été remplacés par des circuits imprimés à plusieurs couches.

Les circuits imprimés simple face sont la forme la plus simple et la moins chère des circuits imprimés. Ils comportent une seule couche de cuivre conducteur au-dessus du substrat. En outre, les circuits imprimés simple face ne comportent pas de trous d'interconnexion. C'est pourquoi ils conviennent le mieux aux conceptions à faible densité. Ils sont faciles à fabriquer et sont souvent disponibles dans des délais courts.

Circuits imprimés flexibles

La production de circuits imprimés flexibles comporte plusieurs étapes. La première étape consiste à concevoir la disposition de la carte. Cette opération peut être réalisée à l'aide d'outils de CAO tels que Proteus, Eagle ou OrCAD. Une fois le schéma conçu, le processus d'assemblage peut commencer.

L'étape suivante consiste à acheminer les conducteurs. La largeur des conducteurs doit être fixée à un niveau standard pour l'appareil. Toutefois, le nombre de conducteurs peut varier en fonction de la conception. La largeur standard des conducteurs est nécessaire pour un circuit qui requiert un certain pourcentage de courant. Les diamètres des trous peuvent également varier en fonction de la conception.

Une fois le gabarit gravé, le circuit flexible est découpé par un procédé appelé "blanking". Un jeu de poinçons et de matrices hydrauliques est utilisé pour ce processus, mais les coûts d'outillage peuvent être élevés. Une autre option consiste à utiliser un couteau à découper. Il s'agit d'une longue lame de rasoir que l'on plie pour lui donner la forme du circuit flexible. Il est ensuite inséré dans une fente d'un panneau de support, généralement en MDF ou en contreplaqué.