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PCB Prototype the Easy Way

Full feature custom PCB prototype service.

Processus de services d'assemblage de cartes à circuits imprimés (PCB)

PCBWay est capable de produire un prototype de circuit imprimé, de fabrication de circuits imprimés et des capacités d’assemblage de circuits imprimés.

Processus d'assemblage en surface

Au début, tous les circuits imprimés étaient assemblés à la main en utilisant uniquement un fer à souder. Avec l’évolution de la technologie, les composants deviennent plus petits et plus difficiles à assembler à la main et la quantité de composants pouvant tenir sur une seule carte augmente. Ainsi, le besoin d'assemblage automatique a été développé.

Éléments requis

Les éléments suivants sont requis pour l’assemblage automatique:

  • Gerbers en 274-X (ouvertures encastrées), y compris le dessin de fabrication.

  • Fichier texte centroïde avec désignateurs de référence, couche de placement externe, emplacement et rotation X & Y au format ASCII.

  • Fichiers de forage à commande numérique (CN)

  • Fichier de pâte à souder (un des fichiers Gerber) pour tous les côtés montés

  • Fichier de points de colle

  • Si possible, la base de données de conception, en spécifiant le format de la base de données (nom du programme)

  • Liste de pièces ou nomenclature

  • Pièces ou matériel requis

FR Les fichiers Gerber servent à définir les emplacements des tampons et à aider la maison de montage à déterminer où se trouve la broche 1 et à donner un aperçu de l’apparence de la planche. La base de données peut également être utilisée pour déterminer l’emplacement de la broche 1. Certaines maisons de cartes choisissent de faire leur propre fichier de soudure coller / pochoir. Le concepteur peut créer le fichier de soudure à sa propre préférence avec l’expérience. Il est bon d’apprendre comment et pourquoi la maison de montage fait ses pochoirs et de le dupliquer pour assurer la cohérence de chaque maison de montage (le nom commun pour toute entreprise qui assemble des planches). Le fichier de pâte de soudure est utilisé pour masquer l’ensemble de la carte sauf les zones qui seront soudées. La pâte de soudure est appliquée sur les tampons exposés et le pochoir est retiré. Les composants sont appliqués et maintenus sur la carte par la pâte à souder et les points de colle fixant les composants au fur et à mesure qu'ils sont soudés à la carte.

Pour le placement de composant, un fichier de positionnement / centroïde de la pièce est nécessaire pour savoir où se trouve le centre de la pièce. L'identifiant de couche indique le côté sur lequel la pièce est placée et la rotation affiche l'orientation du composant.

La cohérence en rotation du composant d'origine est essentielle pour le rapport. À moins que le logiciel du concepteur puisse prendre en compte les incohérences, tous les composants doivent être créés dans la même orientation.

Les limes de perçage CN sont utilisées pour localiser les trous de montage et indiquer la taille des trous pour les composants traversants. Cela permet également à la société de montage de déterminer le jeu adéquat pour le conducteur du composant.

Une nomenclature ou une liste de pièces est utilisée pour faire référence aux indicatifs du fichier de centroïde et aux composants à monter. La nomenclature doit également fournir des informations si le composant est un composant SM ou un composant traversant.

Autres considérations

La taille de la carte, la taille du panneau et les échappées sont d'autres considérations à prendre en compte pour l'assemblage automatique. Les cartes sont généralement assemblées dans un panneau pouvant contenir de nombreuses cartes. Le panneau est le matériau d'origine dans lequel les panneaux ont été gravés. Les panneaux sont acheminés vers la salle de montage avec tous les panneaux intacts.

Remarque

Les échappées sont les connexions autour d’une carte qui retient la carte lors de l’assemblage mais peuvent être rompues facilement lorsqu’il est temps de retirer la carte.

1.Commander une carte

PCBWay One-Stop Solution pour l’assemblage de PCB & Prototype,

2.Vérification DFM

Le contrôle DFM examine toutes les spécifications de conception d’un circuit imprimé. Plus précisément, cette vérification recherche toutes les fonctionnalités manquantes, redondantes ou potentiellement problématiques. N'importe lequel de ces problèmes peut sérieusement et négativement affecter la fonctionnalité du projet final. Par exemple, un défaut de conception courant des PCB laisse trop peu d’espacement entre leurs composants. Cela peut entraîner des courts-circuits et d’autres dysfonctionnements.
En identifiant les problèmes potentiels avant le début de la fabrication, les contrôles DFM peuvent réduire les coûts de fabrication et éliminer les dépenses imprévues. En effet, ces contrôles réduisent le nombre de cartes mises au rebut. Dans le cadre de notre engagement pour la qualité à moindre coût

3. Contrôle de la qualité imminent (IQC)

PCBWay Vérifie tous les matériaux entrants et s’occupe des problèmes de qualité de gestion avant le début de l'assemblage SMT. Notre position IQC vérifiera les problèmes suivants de matériaux entrants s’ils sont conformes à nos exigences strictes.

• numéro de modèle et quantités selon la liste BOM

• forme (déformation, goupille brisée, oxydation, etc.), en particulier pour les composants IC ou autres composants complexes

• échantillon de test des matériaux entrants avec des outils tels que cadre de test, multimètre, etc.

• Si le défaut ou la divergence ci-dessus se produit, nous renverrons le matériel complet au fournisseur ou au client.

4. Programmation Machine - Gerber / CAD à Centroid / Placement / fichier XY

Après avoir reçu les panneaux de circuits imprimés et les composants, l'étape suivante consiste à configurer les différentes machines utilisées dans le processus de fabrication. Des machines telles que la machine de placement et l'AOI (inspection optique automatisée), nécessiteront la création d'un programme dont la qualité optimale est générée à partir des données de CAO, mais cela n'est souvent pas disponible. Les données Gerber sont presque toujours disponibles puisqu'il s'agit des données nécessaires à la fabrication du circuit imprimé nu.

5. Impression de pâte à souder

La première machine à être configurée dans le processus de fabrication est l’imprimante pour pâtes à braser, conçue pour appliquer la pâte à braser à l’aide d’un pochoir et de raclettes sur les patins appropriés du circuit imprimé.

6. Placement des composants

Une fois que la quantité correcte de pâte à braser appliquée sur le circuit imprimé a été confirmée, elle passe à la partie suivante du processus de fabrication, à savoir le placement des composants. Chaque composant est prélevé dans son emballage à l’aide d’une buse à vide ou à pince, contrôlé par le système de vision et placé à l’emplacement programmé à grande vitesse.

Il existe une grande variété de machines disponibles pour ce processus et cela dépend énormément du type de machine sélectionné. Par exemple, si l'activité est centrée sur de grandes quantités de construction, le taux de placement sera important, mais si l'accent est mis sur un petit lot / un mélange élevé, la flexibilité sera plus importante.

7. Inspection optique automatisée (AOI) pré-refoulement

Après le processus de placement des composants, il est important de vérifier qu'aucune erreur n'a été commise et que toutes les pièces ont été correctement placées avant le brasage par refusion. Pour ce faire, la meilleure solution consiste à utiliser une machine AOI pour effectuer des contrôles tels que la présence, le type / la valeur et la polarité des composants.

8. Soudure de reflux

Une fois les composants placés sur les cartes, chaque pièce est envoyée dans nos machines de refusion. Cela signifie que la pâte à braser doit se solidifier et adhérer aux composants. L'assemblage de circuits imprimés accomplit cela grâce à un processus appelé "refusion".

Cela semblerait être l’une des parties les moins compliquées du processus d’assemblage, mais le profil de refusion correct est essentiel pour garantir des joints de soudure acceptables sans endommager les pièces ou l’assemblage en raison de la chaleur excessive.

Lorsque vous utilisez une soudure sans plomb, un assemblage soigneusement profilé est d'autant plus important que la température de refusion requise peut souvent être très proche de la température nominale maximale de nombreux composants.

9. Inspection optique automatisée (AOI)

La dernière partie du processus d’assemblage en surface consiste à vérifier à nouveau qu’aucune erreur n’a été commise à l’aide d’une machine AOI afin de vérifier la qualité des joints de soudure.

Souvent, un mouvement pendant le processus de refusion entraîne une qualité de connexion médiocre ou une absence totale de connexion. Les courts-circuits sont également un effet secondaire courant de ce mouvement, car des composants mal placés peuvent parfois connecter des parties du circuit qui ne doivent pas être connectées.

La vérification de ces erreurs et de ces désalignements peut impliquer l’une des méthodes d’inspection suivantes. Les méthodes d’inspection les plus courantes sont les suivantes:

  • Vérifications manuelles
  • Inspection optique automatique (AOI)
  • Inspection automatisée aux rayons X (AXI)

10.Vernis de protection

Certains assemblages de cartes à circuits imprimés terminés ont un revêtement conforme. Cela dépend généralement des exigences du client.

11. Inspection finale et test fonctionnel

Une fois l’étape de brasage et de revêtement conforme du processus d’assemblage du circuit imprimé terminée, un contrôle final testera le fonctionnement du circuit imprimé par notre équipe d’assurance qualité. Cette inspection est appelée "test de fonctionnement". Le logiciel de test et les outils sont généralement fournis par le client. PCBWay peut également réaliser des montages en fonction des besoins du client. Le test met la carte à l'épreuve des essais, simulant les circonstances normales dans lesquelles la carte fonctionnera. Lors de cet essai, des signaux d'alimentation et simulés traversent le circuit imprimé pendant que les testeurs surveillent les caractéristiques électriques du circuit imprimé.

12. Lavage et séchage

Disons simplement que le processus de fabrication peut être très sale. La pâte à souder laisse derrière elle une certaine quantité de flux, tandis que la manipulation humaine peut transférer les huiles et la saleté des doigts et des vêtements sur la surface de la carte. Une fois que tout est dit et fait, les résultats peuvent paraître un peu sombre, ce qui est à la fois une question esthétique et pratique.

13. Emballage et expédition

Toutes les cartes assemblées sont emballées (peuvent demander dans un emballage antistatique) et expédiées par DHL, FedEx, UPS, EMS, etc. Tous les composants non utilisés sont retournés conformément aux instructions du client. De plus, les clients sont avertis par courrier électronique lorsque leurs packages sont expédiés.

  • MANNI Presses à souder automatiques

  • Automatic printing presses DSP-1008

  • HITACHI Machine à coller

  • JUKI

  • JUKI Mounter

  • JUKI High-speed line

  • Ligne de production automatique SMT

  • NS-800II reflow

  • SMT-AOI2

  • SMT-AOI4

  • RADIOGRAPHIE

  • Premier testeur de pièces

  • Retravail de BGA

  • ligne Automatique DIP

  • Conduite d’assemblage auto soudage DIP

  • Soudage en vague

  • Robot à souder

  • Oscilloscope

  • Support de vieillissement automatique

Contact!

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01.PPE - Pre Production Engineering

Customer supplied data (gerber) is used to produce the manufacturing data for the specific PCB (artworks for imaging processes and drill data for drilling programs). Engineers compare demands/specifications against capabilities to ensure compliance and also determine the process steps and associated checks. No changes are allowed without PCBWay Group permission.

02.Preparing the phototools

Artwork Master is PCB production in the key steps, which directly affect the quality of the final product quality,An accurately scaled configuration of electronic data used to produce the artwork master or production master. Artwork Master – The photographic image of the PCB pattern on film used to produce the circuit board, usually on a 1:1 scale.In general, there are three types of Artwork Master:(1) Conductive Pattern  (2) solder mask (3) Silkscreen

03.Print inner layers

Stage 1 is to transfer the image using an artwork film to the board surface, using photosensitive dry-film and UV light, which will polymerise the dry film exposed by the artwork.
This step of the process is performed in a clean room.
Imaging – The process of transferring electronic data to the photo-plotter, which in turn uses light to transfer a negative image circuitry pattern onto the panel or film.

04.Etch inner layers

Stage 2 is to remove the unwanted copper from the panel using etching. Once this copper has been removed, the remaining dry film is then removed leaving behind the copper circuitry that matches the design.
Etching – The chemical, or chemical and electrolytic, removal of unwanted portions of conductive or resistive material.

05.Inner layer Automatic Optical Inspection(AOI)

Inspection of the circuitry against digital “images” to verify that the circuitry matches the design and that it is free from defects. Achieved through scanning of the board and then trained inspectors will verify any anomalies that the scanning process has highlighted. PCBWay Group allows no repair of open circuits.

06.Lay-up and bond (Lamination)

The inner layers have an oxide layer applied and then “stacked” together with pre-preg providing insulation between layers and copper foil is added to the top and bottom of the stack. The lamination process consists of placing the internal layers under extreme temperature (375 degrees Fahrenheit) and pressure (275 to 400 psi) while laminating with a photosensitive dry resist. The PCB is allowed to cure at a high temperature, the pressure is slowly released and then the material is slowly cooled.

07.Drilling the PCB

We now have to drill the holes that will subsequently create electrical connections within the multilayer PCB. This is a mechanical drilling process that must be optimised so that we can achieve registration to all of the the inner layer connections. The panels can be stacked at this process. The drilling can also be done by a laser drill

08.Electroless copper deposition

The first step in the plating process is the chemical deposition of a very thin layer of copper on the hole walls.
PTH provides a very thin deposit of copper that covers the hole wall and the complete panel. A complex chemical process that must be strictly controlled to allow a reliable deposit of copper to be plated even onto the non-metallic hole wall. Whilst not a sufficient amount of copper on its own, we now have electrical continuity between layers and through the holes.Panel plating follows on from PTH to provide a thicker deposit of copper on top of the PTH deposit – typically 5 to 8 um. The combination is used to optimise the amount of copper that is to be plated and etched in order to achieve the track and gap demands.

09.Image the outer layers

Similar to the inner layer process (image transfer using photosensitive dry film, exposure to UV light and etching), but with one main difference – we will remove the dry film where we want to keep the copper/define circuitry – so we can plate additional copper later in the process.
This step of the process is performed in a clean room.

10.Plating

Second electrolytic plating stage, where the additional plating is deposited in areas without dry film (circuitry). Once the copper has been plated, tin is applied to protect the plated copper.

11.Etch outer layer

This is normally a three step process. The first step is to remove the blue dry film. The second step is to etch away the exposed/unwanted copper whilst the tin deposit acts an etch resist protecting the copper we need. The third and final step is to chemically remove the tin deposit leaving the circuitry.

12.Outer layer AOI

Just like with inner layer AOI the imaged and etched panel is scanned to make sure that the circuitry meets design and that it is free from defects. Again no repair of open circuits are allowed under PCBWay demands.

13.Soldermask

Soldermask ink is applied over the whole PCB surface. Using artworks and UV light we expose certain areas to the UV and those areas not exposed are removed during the chemical development process – typically the areas which are to be used as solderable surfaces. The remaining soldermask is then fully cured making it a resilient finish.
This step of the process is performed in a clean room.

14.Surface finish

Various finishes are then applied to the exposed copper areas. This is to enable protection of the surface and good solderability. The various finishes can include Electroless Nickel Immersion Gold, HASL, Immersion Silver etc. Thicknesses and solderability tests are always carried out.

15.Profile

This is the process of cutting the manufac-turing panels into specific sizes and shapes based upon the customer design as defined within the gerber data. There are 3 main options available when providing the array or selling panel – scoring, routing or punching. All dimensions are measured against the customer supplied drawing to ensure the panel is dimensionally correct.

16.Electrical test

Used for checking the integrity of the tracks and the through hole interconnections – checking to ensure there are no open circuits or no short circuits on the finished board. There are two test methods, flying probe for smaller volumes and fixture based for volumes.We electrically test every multilayer PCB against the original board data. Using a flying probe tester we check each net to ensure that it is complete (no open circuits) and does not short to any other net.

17.Final inspection

In the last step of the process a team of sharp-eyed inspectors give each PCB a final careful check-over.Visual checking the PCB against acceptance criteria and using PCBWay “approved” inspectors. Using manual visual inspection and AVI – compares PCB to gerber and has a faster checking speed that human eyes, but still requires human verification. All orders are also subjected to a full inspection including dimensional, solderability, etc.

18.Packaging

Boards are wrapped using materials that comply with the PCBWay Packaging demands (ESD etcetera) and then boxed prior to be being shipped using the requested mode of transport.