Comment fonctionne le processus de fabrication des PCB

Pendant fabrication de circuits imprimés personnalisés, certaines étapes sont impliquées dans la Processus de fabrication de PCB. Ces étapes comprennent le soudage par refusion, l'inspection optique, l'alignement des couches, les presses de laminage et la galvanoplastie. Toutes ces étapes jouent un rôle important dans la production d'un PCB et doivent être réalisées avec la plus grande précision.

Alignement des couches et inspection optique

Les circuits imprimés sont soumis à une série d'inspections et de tests pour garantir leur bon fonctionnement. Ces inspections comprennent l'inspection optique et l'inspection optique automatisée. L'inspection optique détecte les défauts, tandis que l'inspection optique automatisée examine l'intérieur. couches d'un PCB.

L'inspection optique utilise des caméras pour prendre des images fixes et des vidéos de la carte. Ces images sont ensuite comparées aux données de conception de la carte pour obtenir une image complète de l'unité.

L'AOI est capable de détecter de nombreux défauts de PCB, mais il ne peut pas inspecter les connexions sous les BGA ou un autre boîtier. Il peut également mesurer la largeur des pistes, bien que ce ne soit généralement pas la donnée la plus utile.

L'inspection par rayons X est particulièrement efficace pour les circuits imprimés très denses en composants. Cependant, cette méthode d'inspection n'est pas toujours optimale pour les circuits imprimés de grande taille. Elle peut également s'avérer coûteuse.

L'inspection visuelle, en revanche, n'est pas aussi précise qu'il y paraît. Il est difficile de détecter les défauts sur des cartes complexes comportant de nombreux petits composants.

Les rayons X permettent une inspection plus détaillée des soudures. Ceci est particulièrement utile pour les cartes avec boîtiers de puces. Un boîtier de puces peut masquer les connexions en dessous, mais les rayons X peuvent également révéler des bulles dans les soudures.

Les rayons X permettent également de déterminer le nombre de composants plaqués sur la carte. Les systèmes ALT sont également très efficaces pour déterminer la quantité de pâte à braser déposée. Cependant, les rayons X peuvent également être affectés par des interférences et un blindage.

La conception d'un PCB doit passer avec succès une inspection pour pouvoir passer à l'étape suivante. Ces inspections comprennent des tests électriques, une inspection optique automatisée et un poinçonnage optique. Si un PCB passe tous les tests avec succès, il passe aux étapes finales de fabrication.

Soudage par refusion

Le procédé de soudage par refusion est généralement utilisé pour l'assemblage de circuits imprimés en série. Il comprend une série d'étapes, dont les phases de préchauffage et de refusion. La phase de préchauffage consiste à porter le circuit imprimé à une température inférieure d'environ cinq degrés Celsius à la température minimale de défaillance de ses composants. La phase de refusion consiste à porter le circuit imprimé à une température plus élevée, généralement de 20 à 40 degrés Celsius au-dessus de la température de soudage. Le procédé est réalisé dans des conditions contrôlées. L'objectif de la phase de préchauffage est de maintenir le circuit imprimé à une température constante de pré-refusion.

La phase de refusion consiste à chauffer le circuit imprimé à une température comprise entre 240 et 250 °C. Cette opération est réalisée à l'aide d'une lampe infrarouge qui chauffe l'air. L'objectif de la phase de refusion est de fusionner les soudures. Ce procédé, sans choc thermique, permet d'obtenir des soudures solides.

Le procédé de brasage par refusion implique également l'utilisation d'une pâte à braser. Cette pâte est constituée d'un alliage métallique en suspension dans un mélange de solvants. Sa rhéologie et ses propriétés influencent la qualité du dépôt de pâte sur les plots de soudure. La rhéologie de la pâte dépend de la quantité et de la taille des particules métalliques.

Une autre étape importante du processus de soudure par refusion est le trempage thermique. Il s'agit de chauffer une petite zone du circuit imprimé à une température spécifique. Cette température est importante car elle garantit que toutes les zones du circuit imprimé reçoivent une quantité de chaleur adéquate. La température augmente progressivement afin d'éviter tout choc thermique.

La méthode de brasage par refusion utilise également une lampe infrarouge. C'est la méthode la plus efficace pour obtenir un processus de brasage optimal. La chaleur traverse le circuit imprimé et la pâte par conduction et rayonnement. Elle permet également d'éviter la formation excessive d'intermétaux.

Presses à plastifier

Les presses de laminage de circuits imprimés utilisent des températures et des pressions élevées pour assembler les couches internes et former un circuit imprimé multicouche. Elles permettent un contrôle précis de la température et de la pression. Elles sont personnalisables pour une large gamme d'applications.

Tout d'abord, un technicien applique du préimprégné, également appelé résine époxy, sur la feuille de cuivre. Cette dernière est ensuite intercalée entre une plaque d'acier inoxydable. Ensuite, d'autres feuilles de préimprégné sont ajoutées. Une fois toutes les couches en place, l'empilement est soumis à une pression de plus de 180 tonnes par mètre carré pendant deux heures.

Après deux heures, l'empilement est démoulé et les panneaux sont ébavurés. Des trous de repérage fixent l'empilement avant le perçage. Les circuits imprimés sont ensuite transférés vers une presse à froid pour refroidissement. Le circuit imprimé multicouche final est refroidi par circulation d'eau.

Une presse à plastifier peut être chauffée à la vapeur, à l'huile ou électriquement. Elle est conçue pour traiter tous types de circuits imprimés. Différents matériaux peuvent être plastifiés, notamment le polyuréthane, le polyester et le vinyle. Certaines presses à plastifier sont refroidies en interne pour accélérer le traitement.

Le procédé de laminage des circuits imprimés comprend l'usinage des formes après l'étape de pressage. La pression est appliquée de tous les côtés de la presse pour lier les couches. Ces presses sont très efficaces et personnalisables pour répondre à diverses applications.

Les presses de laminage de circuits imprimés sont conçues pour réaliser des laminages multicouches en grandes séries. Elles garantissent également une excellente uniformité d'épaisseur. Généralement, la presse est chauffée électriquement ou à la vapeur et permet un contrôle précis de la température et de la pression. Ce procédé de laminage peut être utilisé pour une variété de matériaux, notamment les stratifiés cuivrés.

Electroplating

Lors de la galvanoplastie, une fine couche de métal est déposée sur un substrat. Ce revêtement métallique offre plusieurs avantages, notamment la durabilité et la résistance aux produits chimiques. De nombreuses entreprises, comme les fabricants de bijoux, ont recours à la galvanoplastie pour améliorer la couleur et la durabilité.

Ce procédé est généralement moins coûteux que d'autres procédés de fabrication. Cependant, il est complexe et peut entraîner des blessures chez les travailleurs s'ils ne sont pas correctement ventilés. Certains travailleurs sont exposés au chrome hexavalent, un oxydant nocif pour la santé.

La galvanoplastie est également utilisée par les ingénieurs pour créer des pièces imprimées en 3D. Ces pièces offrent une grande liberté de conception et de bonnes propriétés mécaniques. De plus, elles sont légères et peuvent être imprimées sur une variété de supports.

Une application de galvanoplastie permet aux concepteurs de circuits imprimés de télécharger une conception et de simuler le processus. Les utilisateurs peuvent étudier les effets de divers paramètres, tels que la vitesse de galvanoplastie, l'uniformité de l'épaisseur et même les dimensions des ouvertures. Elle peut également fournir une estimation du coût de fabrication.

L'application offre également la possibilité aux concepteurs de circuits imprimés de modifier les dimensions du bain afin de répondre à certaines spécifications. Cela permet de créer une simulation permettant de déterminer le taux maximal de placage du fil de cuivre et d'autres exigences d'uniformité d'épaisseur.

Ce procédé implique également la mise en place d'un écran isolant percé d'une ouverture entre l'anode et le circuit imprimé dans le bain, afin de garantir une variation d'épaisseur minimale.

Le procédé de galvanoplastie est également utilisé par les entreprises de personnalisation de véhicules pour ajouter des pièces personnalisées aux véhicules conceptuels. Il est également utilisé par les techniciens pour vérifier les connexions électriques.

L'application s'appuie sur COMSOL Multiphysics version 5.0, qui inclut un module de simulation et un générateur d'applications. Cela permet aux experts en simulation de créer des applications utilisables par les ingénieurs et les techniciens dans le processus de fabrication.

USP,EP, BP

Choisir le bon processus de test pour la fabrication de vos circuits imprimés peut s'avérer complexe. De nombreux facteurs peuvent affecter la qualité de votre produit. Les défaillances peuvent être coûteuses et dommageables. Cependant, plusieurs tests peuvent vous aider à affiner votre processus de fabrication.

Le test en circuit est l'une des méthodes de test les plus complètes. Il permet de détecter des défauts tels que les courts-circuits, les circuits ouverts et les composants mal positionnés. Il permet également de déterminer si la carte est correctement soudée.

Les tests fonctionnels permettent de déterminer si le circuit imprimé fonctionne correctement. Ce type de test est généralement utilisé à des fins de contrôle qualité. Cependant, il peut ne pas détecter les défaillances précoces. En effet, les tests fonctionnels peuvent nécessiter des logiciels et des protocoles complexes.

Le test de rodage est une autre méthode de test intensive. Il alimente le circuit imprimé en continu pendant 48 à 168 heures. Il soumet également la carte à des contraintes supérieures à celles prévues. Ce test permet de détecter les défauts cachés, mais doit être utilisé en complément d'autres tests.

Le test par sonde mobile est une méthode moins coûteuse que le test en circuit. Il utilise plusieurs sondes pour entrer en contact avec le circuit imprimé. Il réduit également le temps nécessaire à chaque test.

L'inspection optique automatisée (AOI) est un autre test qui utilise des caméras pour prendre des images haute résolution de la carte. Ces images sont ensuite comparées à une base de données de cartes en bon état et en mauvais état. Cette méthode est plus précise que l'inspection visuelle manuelle.

Ce test peut être utilisé sur des cartes produites en petites séries, des prototypes et des cartes à haute densité de composants. L'AOI peut également être utilisé en fin de chaîne de production pour ajuster le processus de production.

L'AOI est un excellent moyen de vérifier la qualité du processus de production. Il permet également d'identifier les problèmes avant qu'ils ne se produisent. Il peut également remplacer des procédures de test plus coûteuses.