Technologie PCBA - Quel équipement d'usinage est nécessaire pour l'usinage PCBA?

Nous savons tous que le soudage à la main peut être utilisé lorsqu'il y a peu d'échantillons, tandis que le traitement par lots PCBA nécessite une ligne d'assemblage PCBA. Alors, quels équipements seront utilisés sur la chaîne de montage PCBA?

Dans l'assemblage PCBA, il y a 4 étapes principales pour l'assemblage par SMT ou technologie de montage en surface utilisant le soudage par refusion, à savoir la configuration de l'application d'installation, le placement automatique des éléments, le soudage et l'inspection (et les tests si nécessaire). L'équipement de base nécessaire à l'assemblage du PCBA comprend:

1. Imprimante à pâte d'étain

2. Machine d'inspection de pâte à souder (SPI)

3. Distributeur

4. Installateur

5. Machine de soudage de retour

6. Machine de soudage par vagues (pour les composants de trou traversant)

7. Machine automatique d'inspection optique (AOI)

8. Essai en ligne (ICT) Clamp

9. Dispositif d'essai de vérification fonctionnelle (fvt)

Phase 1: demande de placement

1. Imprimante à pâte d'étain

La première étape de l'assemblage du PCBA consiste à appliquer une pâte à souder sur la carte. La pâte à souder est une colle grise composée d'un mélange de minuscules alliages métalliques. Généralement de l'étain, du plomb et de l'argent. Pensez - y comme de la colle qui colle la carte de circuit fini ensemble. Sans cela, les composants ne collent pas à la carte nue.

Placez le modèle PCB sur la carte avant de le coller. Le gabarit PCB est une plaque en acier inoxydable avec de petits trous de découpe laser. Ces flux ne peuvent être appliqués que sur les éléments pour toucher les zones de la carte qui seront finalement situées sur le PCB fini, c'est - à - dire les Plots SMD.

Pendant l'application de la pâte à souder, le gabarit PCB et le PCB sont verrouillés en place dans l'imprimante automatique de pâte à souder. La raclette applique ensuite la pâte sans plomb avec précision sur les Plots. La machine fait ensuite glisser la lame sur le gabarit pour répartir uniformément la pâte et la dépose sur la zone souhaitée. Après avoir retiré le gabarit, la pâte à souder sera exactement là où nous le voulons (espérons - le).

2. Machine d'inspection de pâte à souder (SPI)

De nombreuses études de l'industrie indiquent que jusqu'à 70% des problèmes de soudage SMD peuvent être attribués à une impression incorrecte ou non conforme de la pâte à souder. L'étape suivante consiste donc à vérifier que la pâte à souder est correctement imprimée sur la carte. Bien qu'une bonne méthode d'impression de pâte à souder soit généralement suffisante pour répondre aux besoins de petits lots de PCB, SPI doit être pris en compte lors de la production en série de grandes quantités de PCB afin d'éviter des coûts de retouche plus élevés.

Les machines SPI utilisent des caméras capables de capturer des images 3D pour évaluer la qualité de la pâte à souder en fonction de facteurs tels que le volume, la disposition et la hauteur de la soudure. La machine peut alors rapidement identifier les quantités de soudure inappropriées ou les alignements incorrects, permettant aux fabricants de détecter rapidement les mauvaises impressions de pâte à souder et de corriger les problèmes. Lorsqu'il est utilisé avec l'inspection optique automatique (qui sera décrite en détail plus loin), cela permet aux fabricants de surveiller et de contrôler efficacement le processus d'impression de la soudure, ce qui réduit les coûts de retouche et produit plus efficacement des PCB de haute qualité.

Phase 2: placement automatisé des éléments

3. Distributeur

Avant de placer le composant, le distributeur applique des points de colle sur le PCB sur lequel le corps du composant sera placé pour le maintenir en place jusqu'à ce que les fils et les contacts soient soudés. Ceci est très important pour le soudage par vagues. Dans le soudage par vagues, les vagues peuvent enlever des pièces plus grandes ou être utilisées pour le soudage par vagues bifaciales ou le soudage par reflux pour empêcher les pièces de tomber.

4. Installateur

Placer la machine est probablement la machine la plus attrayante sur toute la chaîne de montage. Comme son nom l'indique, ramasser et placer la machine ramasse les composants et les place sur une plaque nue. Traditionnellement, cette étape du processus d'assemblage PCBA se fait à la main. À ce stade, les gens utilisent des pinces pour sélectionner et placer laborieusement les composants. Heureusement, les fabricants de PCB d'aujourd'hui ont automatisé cette étape à l'aide de machines de ramassage et de placement, car les machines sont plus précises que les humains et peuvent fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.

La machine à patch ramasse les éléments SMT et les place exactement là où ils sont préprogrammés sur le dessus de la pâte à souder. Ils tombent à la vitesse de l'éclair et la machine atteint facilement une vitesse de 30 000 pièces par heure. Comme les machines placent les pièces de manière ordonnée mais presque folle, regarder et placer le travail de la machine est sans aucun doute le moyen le plus amusant de regarder!

Troisième étape: soudure

5. Machine de soudage de retour

Le soudage par refusion est la technique de soudage la plus utilisée dans les assemblages PCBA. Une fois la carte remplie d'éléments, ceux - ci passent le long d'une bande transporteuse à travers un énorme four long (appelé machine de soudage à reflux). La carte PCB traverse les différentes zones à des températures strictement contrôlées, permettant à la pâte de fondre et de durcir de manière stable, créant ainsi une connexion électrique solide entre le composant et ses Plots respectifs.

6. Machine de soudage de vague

La machine de soudage par vagues tire son nom du fait que le PCB doit passer par une vague de soudure fondue pour souder les composants. Au début du processus de soudage par vagues, une couche dite de flux est appliquée pour nettoyer tous les contacts et plots de l'assemblage afin d'assurer une bonne adhérence de la soudure. Après application du flux, la plaque est préchauffée pour éviter les chocs thermiques. Enfin, une onde de soudure est établie dans la cuve de soudure fondue, puis le PCB passe, mettant la face inférieure de la plaque en contact avec l'onde de soudure, créant ainsi une connexion entre les fils des composants ou leurs trous respectifs et les contacts des fils. Le pad.

Cependant, le soudage par vagues n'est pas largement utilisé dans les assemblages PCBA actuels par rapport au soudage par reflux, car ce dernier est beaucoup plus efficace dans le soudage de plaques présentant les caractéristiques fines des assemblages montés en surface utilisés aujourd'hui. En conséquence, le soudage par vagues et, plus récemment, le procédé de soudage sélectif par vagues ont été utilisés pour assembler des pièces traversantes.

Étape 4: vérification

7. Inspection optique automatique (AOI)

Maintenant que la carte est entièrement Assemblée, elle peut maintenant être vérifiée et testée. Avec la complexité croissante des cartes PCB, la détection optique automatique est plus importante que jamais. Bien que vous puissiez toujours strabiser et repérer les erreurs à l'œil nu, l'inspection manuelle n'est pas efficace dans la production de masse, car les opérateurs s'épuisent rapidement et les erreurs peuvent facilement être ignorées. Tester le PCBA est une étape clé dans la fabrication du PCBA pour éviter les coûts de refabrication coûteux et le gaspillage de matériaux. Les systèmes AOI sont utilisés pour détecter les problèmes à un stade précoce du processus de production et permettent de modifier le processus ou de corriger des plaques individuelles.

En utilisant des méthodes optiques pour détecter les défauts, les systèmes AOI peuvent effectuer des inspections précédemment effectuées par des humains, mais avec une vitesse et une précision beaucoup plus élevées. La machine AOI utilise une caméra HD pour capturer la surface de la carte et construire des images à analyser. L'image capturée est ensuite comparée à celle de la plaque de référence correcte pour identifier les différents défauts, des composants incorrects et manquants aux courts - circuits et rayures.

8. Test en ligne (ICT) - lit cloué

La phase de test en ligne (ICT) est réalisée à l'aide de pinces à ongles, l'une des méthodes les plus largement reconnues pour tester rapidement la fonctionnalité de l'assemblage de cartes PCB. En raison de la similitude inhabituelle du banc d'essai avec l'appareil de torture nommé d'après le vrai lit de clous, la pince d'essai se compose d'une série de broches pogo à ressort, chacune en contact avec un nœud du circuit PCB. Chaque carte finie est placée sur le dessus de ces broches et pressée vers le bas pour établir rapidement le contact à travers des centaines de points de test sur le PCB. Grâce à ces points de test, la pince peut rapidement transmettre des signaux de test à et depuis le PCB pour évaluer ses performances et détecter des interruptions de continuité électrique ou de court - circuit.

Le PCBA testé sur un lit de clous peut être mis en évidence par de petites bosses dues aux pointes de broches vues sur les connexions à souder. Alors ne paniquez pas lorsque votre PCBA a de petites bosses! C'est quelque chose à célébrer, car cela indique que votre fabricant a effectué les tests appropriés pour s'assurer que votre carte est intacte.

9. Essai de vérification fonctionnelle (fvt)

Le test de vérification fonctionnelle (fvt) est la dernière étape qui peut fournir une décision de passage ou d'échec pour les PCB finis avant l'expédition. À ce stade, nous ne testons plus seulement les défauts physiques, tels que les ponts soudés ou les pierres tombales. Au lieu de cela, le logiciel est déjà chargé et nous testons si la carte fonctionne correctement lorsqu'elle est utilisée dans n'importe quelle application que le client souhaite.

Le fvt connecte généralement le PCB au PCB via un connecteur ou un point de test du PCB, simulant ainsi l'environnement d'exploitation dans lequel le PCB est finalement utilisé. Les tests fonctionnels varient d'un produit à l'autre, car chaque PCB testé est unique. La forme la plus courante de test fonctionnel est le « modèle thermique», une configuration utilisée pour simuler le produit final qui utilisera un PCB. Cependant, de toute façon, les fvt personnalisés partagent tous un composant commun. Systèmes, matériel et logiciels.