Avez-vous déjà été en train de peindre une pièce et d’aller chercher un nouveau pinceau, pour découvrir que vous n’en avez pas ? Moi, oui, et le fait de devoir arrêter ce que je faisais et tout fermer à mi-chemin pour pouvoir courir au magasin m’a rendue folle. Depuis lors, je prends toujours le temps de m’assurer que j’ai tous les outils, pièces et matériaux dont j’ai besoin en place avant de commencer un projet.
De la même manière, votre fabricant sous contrat doit également être parfaitement préparé lorsqu’il fabrique vos cartes de circuits imprimés avec des composants montés en surface. Bien sûr, il y a beaucoup plus à cette préparation que le simple fait de prendre quelques pinceaux supplémentaires. Les cartes brutes doivent être préparées pour l’assemblage et les machines de placement automatisé doivent être équipées de pièces avant que la carte puisse passer sur la ligne de production. Prenons un moment pour examiner de plus près le processus d’assemblage de PCB SMT et la façon dont cela pourrait affecter certaines de vos décisions de conception de PCB.
Le processus d’assemblage de PCB SMT du début à la fin-en bref
La majorité des pièces de technologie de montage en surface (SMT) sur un PCB seront assemblées avec un équipement de prélèvement et de placement automatisé. Pour s’y préparer, les cartes brutes et les composants doivent être préparés pour la production. Cela commence par leur validation par les équipes d’inspection du CM. Une fois cela terminé, les cartes seront ensuite préparées pour l’assemblage en utilisant ce processus :
- Application de pâte à souder : À l’aide d’un pochoir conçu à partir des mêmes fichiers de sortie CAO que ceux utilisés pour construire le PCB brut, la pâte à souder est appliquée sur les pastilles SMT de la carte. Cette pâte est conservée dans un environnement frais contrôlé, et une fois qu’elle est appliquée sur la carte, il y a une limite de temps sur le temps que les cartes peuvent attendre pour l’assemblage.
- Inspection de la pâte à souder : Une fois que la pâte à braser est appliquée, les cartes sont passées à l’inspection de la pâte à braser (SPI). Semblable aux outils d’inspection optique automatisée (AOI) utilisés après l’assemblage, le SPI évalue l’emplacement de la pâte, le volume physique de pâte appliqué et d’autres paramètres clés.
- Répétition du processus pour la face secondaire : si la carte comporte des pièces SMT sur les deux faces, le processus sera répété pour la face secondaire. À ce stade, la carte fait également l’objet d’un suivi du temps pendant lequel la pâte à souder a été exposée à la température ambiante.
Pendant que la carte est préparée pour l’assemblage, les pièces sont également préparées dans une autre partie de l’usine. Elles seront organisées en kits à partir desquels la carte sera construite :
- Bill of materials (BOM) pour les kits d’assemblage : Le CM prendra vos données de nomenclature ainsi que les informations pertinentes sur les codes à barres des composants pour créer la nomenclature des kits d’assemblage.
- Les kits sont stockés avec les composants : Les composants sont tirés du stock en utilisant les codes à barres de la nomenclature du kit d’assemblage et ajoutés au kit d’assemblage. Une fois entièrement chargé, ce kit est acheminé vers les machines de prélèvement et de placement de la ligne de production SMT.
- Les composants sont préparés pour être placés : Les machines pick-and-place automatisées utilisent une cartouche pour contenir chaque type de composant à assembler, qui sont maintenant chargés avec les pièces du kit. Chaque cartouche a sa propre clé unique, et cette clé correspond à la nomenclature du kit d’assemblage, de sorte que la machine sait quel cartouche contient quelles pièces.
Une fois que les cartouches sont chargées avec les bonnes pièces, que la machine de prélèvement et de placement est programmée avec les données de placement et que les cartes avec la pâte à souder appliquée sont prêtes, la ligne d’assemblage SMT est maintenant prête à commencer.
Les composants SMT qui ne s’intègrent pas dans le processus d’assemblage automatisé
Même si la plupart des composants seront placés à l’aide des machines de prélèvement et de placement automatisées, certains ne le seront pas. Cela pourrait être pour une variété de raisons :
- Trop léger : Certains composants ne sont pas assez lourds et, par conséquent, ont un mauvais rapport masse/adhérence pour l’équipement de placement automatisé nécessitant une soudure manuelle.
- Stress thermique : D’autres composants peuvent avoir une trop grande sensibilité à la chaleur et ne sont pas de bons candidats pour passer par le four de refusion de soudure. Ces composants doivent être assemblés après le processus d’assemblage normal pour les protéger.
- Joints de soudure robustes : Certains composants, tels que les fils de connecteurs, nécessitent un joint de soudure plus robuste. Ces pièces seront soudées manuellement pour s’y adapter.
- Séparation de la panélisation : Certains composants peuvent être endommagés lorsque les cartes individuelles sont séparées de leurs panneaux d’assemblage. Dans ces cas, les composants seront assemblés après que les cartes aient été séparées du panneau.
Pour gérer la majorité de ces besoins d’assemblage manuel, il n’est pas rare qu’un CM ait une station de reprise manuelle intégrée directement dans la ligne d’assemblage automatisée. Cela permet d’inspecter et de corriger immédiatement les pièces qui risquent d’enfreindre les règles de conception pour la fabrication (DFM) avant qu’elles ne passent dans le four de refusion de la soudure.
En outre, certaines cartes sont assemblées dans de faibles volumes dont les composants ne sont pas disponibles dans des conteneurs d’expédition optimisés pour l’assemblage automatisé. Que ces pièces soient configurées de manière inhabituelle ou qu’elles soient uniques et coûteuses, elles doivent toutes deux être placées manuellement avant que la carte puisse passer par la refusion de la soudure.
Une fois les pièces placées, la carte peut passer dans le four de refusion de la soudure pour terminer le processus d’assemblage.
Comment votre assemblage de PCB bénéficiera de l’utilisation d’un CM de haute qualité
Il y a deux choses que vous devez faire pour vous assurer que votre carte de circuit imprimé est assemblée comme vous le souhaitez. La première est de donner à votre fabricant contractuel de circuits imprimés des données de conception complètes et correctes avec lesquelles travailler. Assurez-vous de travailler avec eux dès le début afin de comprendre les données dont ils ont besoin, et n’hésitez pas à poser des questions si vous n’êtes pas clair sur l’une de ces exigences.
La deuxième est de rechercher un fabricant contractuel de PCB avec un flux de processus raffiné en place qui est basé sur des années d’expérience dans la construction de circuits imprimés. Par exemple, un CM qui se spécialise dans les assemblages à faible volume devrait avoir des points d’inspection réguliers mis en place dans la ligne de production pour éviter que les problèmes ne soient transmis aux étapes d’assemblage suivantes.
Chez VSE, nous comprenons les constructions à faible volume et la nécessité de créer des cartes de premier article en or. S’il y a des problèmes pendant l’assemblage, nous les attrapons et les corrigeons avec nos points d’inspection avant qu’ils ne passent à l’étape suivante de la production.
En outre, les processus que nous avons mis en place et les équipements que nous utilisons sont tous conçus pour une activité parallèle. Par exemple, la tâche suivante peut être mise en place sur la machine de prélèvement et de mise en place pendant que la tâche en cours est toujours en cours. Cela peut contribuer à réduire le temps et les dépenses que d’autres CM PCB vous factureront pour faire construire votre carte.