Assemblage carte électronique

Qu'est-ce que le processus d'assemblage de cartes (PCBA)?

Le processus d’assemblage de cartes électroniques (Printed Circuit Board Assembly, PCBA) a comme mission de poser les divers composants sur le  circuit électronique.

Le PCB

C’est le circuit imprimé “nu” de la carte électronique, aussi appelé PCB « Printed Circuit Board ». 
C'est le support isolant à la surface duquel sont gravées des pistes conductrices qui relient électriquement les composants entre eux. 

Le PCBA

C’est la carte électronique obtenue après les différentes opérations de montage, et d’assemblage des composants sur le circuit imprimé. Elle est aussi appelée  PCBA «Printed Circuit Board Assembly ».  Il s’agit de la carte électronique équipée de tous ses composants

Le processus de fabrication d’un PCB

Le bureau d’études réalise la conception du circuit par CAO, jusqu’à créer une image numérique du circuit imprimé, qui sert à fournir l’emplacement des composants aux machines lors de toutes les étapes du processus d’assemblage. Pour réaliser la fabrication  d’un circuit imprimé, un empilement superposé de plaques (époxy + trames de verre + feuilles de cuivre gravées) est utilisé. Chacunes des faces des plaques subissent une succession d’opérations destinées à créer les pistes qui assurent les liaisons électriques:

  • Masquage + insolation d’une protection photosensible,
  • Gravure du cuivre par bains chimiques,
  • Perçage, et métallisation par bain électrolytique des trous (pour composants traversants, et trous vias),
  • Finitions de protection, par bains électrolytiques  (étain, Nickel Or, Argent, ou passivation).
  • Inspection optique et test pour le contrôle qualité.

Processus d’assemblage d’un PCB

Pour réaliser la soudure des terminaisons de composants sur les plages de raccordement des pistes du circuit imprimé, il existe plusieurs procédés d’assemblage utilisant des alliages à base d’étain, d’argent et de cuivre :

  • La technologie du brasage à la vague:
    Ce procédé utilise une (ou deux) vague(s) d’alliage en fusion pour réaliser en même temps l'ensemble des soudures sur la face inférieure d’une carte. Cette méthode, la plus ancienne, convient aux composants électroniques ayant un volume important, ou de forte puissance (grosses résistances, bobines, condensateurs,transformateurs...).
  • La Technologie de refusion CMS (montage en surface):
    Cette technologie permet aux composants électroniques de petite taille, d’être assemblés sur la surface du PCB, avec une cadence de production très élevée.

Ce processus de fabrication comporte différentes étapes:

  1. La sérigraphie de la pâte à braser
    Cette étape consiste à appliquer sélectivement la crème à braser (poudre d’alliage + flux)  sur la carte par le procédé de sérigraphie.
  2. Le placement des composants CMS
    Cette opération est réalisée par une machine automatisée dites  “pick and place”, qui assure la mise en place des composants CMS sur les circuits.
  3. Le brasage par refusion
    Cette méthode utilise un four de refusion pour réaliser un profil de température (traitement thermique), et  fusionner la crème à braser pour réaliser l’ensemble des soudures des composants sur leurs plages de connexions.
  4. Inspection des circuits
    Cette étape importante permet de détecter les défauts (connexions défectueuses, les courts circuits , etc…) et permet d’isoler les circuits qui feront l’objet de retouches. 
    Il existe une grande variété de méthodes pour réaliser cette fonction : inspection visuelle, rayons X, ou Inspection optique (AOI).
  5. Insertion de composants traversants
    Des pièces séparées, ou des composants traversants ( connecteurs , grosses capacités, transfo, etc…) peuvent être assemblés par brasage à la vague sélective, ou par soudage manuel au fer.
  6. Test fonctionnel
    Une fois la carte  terminée, ce test final permet de vérifier la fonctionnalité du circuit électronique assemblé (PCBA), et de valider sa conformité aux performances attendues.

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