Fabrication de circuits imprimés Guide : 11 Fabrication Conseils

Les produits électroniques s'orientent de plus en plus vers les technologies intégrées, à savoir l'intégration à grande échelle et l'intégration à très grande échelle, communément appelées VLSI et VLSI. Si cette technologie a déjà permis de miniaturiser nos appareils du quotidien, cette évolution vers une intégration toujours plus poussée rend nos appareils de plus en plus petits, et leurs fonctions principales reposent largement sur les circuits imprimés (PCB) et les composants du boîtier. Tous les composants qui assurent le fonctionnement du produit sont soudés sur le circuit imprimé, tandis que le boîtier sert à protéger le produit et à en rehausser l’esthétique. Cet article se concentre sur 11 enseignements clés tirés de l’expérience des ingénieurs et de l’équipe de fabrication de Geyuan Electronics concernant la fabrication de projets de circuits imprimés.

11 Fabrication de circuits imprimés Expériences

Quel que soit le type de Fabrication de circuits imprimés, le processus de fabrication de base reste globalement inchangé. Même si certaines modifications sont apportées, les principes fondamentaux restent les mêmes. En tant que fabricant professionnel de circuits imprimés et de composants, nous réalisons une analyse DFM (Device-Driven Manufacturing) complète pour chaque produit. Par conséquent, l’objectif principal des 11 points suivants, qui résument notre expérience en matière de fabrication de circuits imprimés, est le suivant : comment fluidifier la production de circuits imprimés ? Si vous êtes un ingénieur qui achète fréquemment ou fabrique des circuits imprimés, sachez que la qualité et les résultats de la fabrication des circuits imprimés sont souvent insatisfaisants, en particulier lors de la validation de nouvelles conceptions, où des problèmes épineux surviennent fréquemment. Ce récapitulatif des problèmes les plus courants et des recommandations en matière de fabrication de circuits imprimés a pour objectif de vous aider à optimiser votre production, à réduire les défauts et à améliorer la qualité globale de vos circuits imprimés.

1. Veiller à la cohérence des documents de fabrication et de la documentation

Au cours de la fabrication, la cohérence avec le fabricant est cruciale pour éviter toute divergence entre les versions. Il est également essentiel de s’assurer que les processus requis, tels que les écarts, les dimensions des éléments, l’espacement entre les éléments et la conception physique, sont bien respectés. Le fabricant examinera les documents de fabrication, en particulier les éléments en cuivre et les masques de chaque couche, afin de garantir une fabrication fiable du circuit imprimé. Les spécifications de fabrication sont également essentielles, car elles fournissent toutes les autres informations nécessaires à la fabrication du circuit imprimé nu. Elles comprennent les revêtements conformes, les finitions de surface, les matériaux spécifiques à utiliser (masque de soudure LPI, etc.), les exigences d’impédance, les spécifications des couches et des matériaux, et bien plus encore, le tout défini dans les plans de fabrication du circuit imprimé. Des spécifications de fabrication complètes et claires contribuent à garantir que la conception puisse être mise en œuvre avec succès en production.

2. Gestion de la nomenclature

La gestion des nomenclatures (BOM) est un sujet maintes fois abordé. L’achat de matériaux, la vérification de la disponibilité des composants, des dates de livraison et du statut d’arrêt de production peuvent tous être effectués grâce à l’analyse des fichiers de nomenclature. Par exemple, l'outil d'analyse de nomenclature disponible sur Caixin.com permet d'analyser directement la nomenclature, fournissant ainsi des informations complètes et claires. De plus, lors du processus de conception des circuits imprimés, il est essentiel de choisir, dans la mesure du possible, des composants courants, en particulier ceux pour lesquels il existe des alternatives facilement disponibles. Cela permet de minimiser les risques. L'utilisation de composants courants offre l'avantage d'une disponibilité aisée et d'un approvisionnement suffisant.

3. Réduire au minimum le nombre de composants à trous traversants

Les composants SMT sont faciles à manipuler par les machines de placement, mais de nombreux condensateurs de grande taille sur le circuit imprimé nécessitent un placement et une soudure manuels. Les composants à trous traversants (THT) sont généralement plus chers que les composants SMD, nécessitent une soudure manuelle et prennent plus de temps. Les connecteurs sont les composants THT les plus courants et sont également sujets à des problèmes de fabrication. L'insertion répétée de connecteurs dans les composants auxquels ils s'accouplent peut facilement entraîner des problèmes. Il convient donc de réduire au minimum l'utilisation de composants THT et d'utiliser autant que possible des composants SMT.

4. Assurer la dissipation de la chaleur

La majeure partie du cuivre présent sur un circuit imprimé absorbe la chaleur lors du soudage, ce qui peut entraîner l'apparition de joints de soudure froids, qu'il convient d'éviter. Veillez à assurer une dissipation thermique adéquate pour les connexions THT vers de grandes surfaces de cuivre, telles que les plans de masse ou d'alimentation. Assurez-vous que les conducteurs de liaison sont suffisamment épais pour supporter le courant total circulant de vos composants vers la masse. Assurez la dissipation thermique en laissant de petits espaces autour des pastilles. Les connexions partant des pastilles doivent pouvoir supporter le courant qui y circule.

5. Éviter une mauvaise installation des circuits imprimés

Utilisez des connecteurs à clavette afin qu’ils ne puissent être insérés que dans un seul sens. Notez qu’avec les connecteurs suivants, il est possible d’insérer le circuit imprimé à l’envers. Ce risque est particulièrement élevé s’il s’agit d’un connecteur de câble ruban, car cela peut entraîner un désalignement des trous de fixation, ce qui ne permet de monter la carte que dans une seule position. Assurez-vous que la sérigraphie indique clairement l’orientation de la diode et relie une broche au circuit intégré. Quiconque a déjà travaillé avec des fabricants sait que de nombreux problèmes d’assemblage proviennent de marquages d’orientation manquants ou incorrects.

6. Prévoyez suffisamment d'espace

Il est nécessaire de laisser suffisamment d'espace sur le circuit imprimé. Un entassement excessif des composants sur le circuit imprimé peut entraîner des courts-circuits et d'autres erreurs d'assemblage, ce qui augmente les coûts. Évitez de tracer les pistes jusqu'aux bords du circuit imprimé. Maintenez les pistes à l’intérieur des bords du circuit imprimé et éloignez les composants des bords de celui-ci. Les composants situés près des bords risquent de se casser ou d’être endommagés lors du retrait du panneau. Une autre bonne pratique consiste à placer et à tracer les condensateurs de dérivation immédiatement après avoir placé les composants nécessaires. Veillez à ce que les condensateurs de dérivation soient placés à proximité de leur circuit intégré et que l’alimentation du circuit intégré soit assurée après le condensateur.

7. sérigraphie

Veillez à ce que le motif sérigraphié ne touche pas les pastilles et respectez les recommandations du fabricant concernant la taille minimale des caractères et la largeur minimale des traits.

8. Prévention du « tombstoning » des circuits imprimés

Le phénomène dit de « tombstoneing » se produit lorsqu’un plot de soudure d’un composant CMS se soulève pendant le soudage par refusion. Ce phénomène est dû à un chauffage inégal du plot, résultant d’une piste qui ne s’éloigne pas uniformément de celui-ci. Vous pouvez éviter tout désalignement et tout « tombstoneing » en veillant à ce que les plots soient chauffés de manière homogène.

9. Comprendre les capacités du fabricant

C'est un point crucial. Si votre fabricant ne dispose pas des capacités nécessaires pour ce processus, il serait insensé de lui demander de s'en charger. Bien sûr, même s'il en est capable, vous devez tout de même communiquer avec lui et vous renseigner. Par exemple, il faut savoir si de petits trous et des pistes sont nécessaires, ce qui est plus coûteux, et si c'est le cas, la couche externe est plus facilement endommagée. Une bonne compréhension des capacités de votre fabricant peut vous aider à réduire les coûts. Tout en respectant les exigences, essayez de limiter autant que possible le nombre de composants placés sur le circuit imprimé. Le placement de composants sur les faces supérieure et inférieure du circuit imprimé nécessite des étapes d’assemblage supplémentaires et augmente le risque d’erreurs d’assemblage.

10. Réaliser une analyse DFM

Parmi les problèmes rencontrés lors de la fabrication des circuits imprimés, on peut citer les pièges à acide, les fragments de cuivre, ainsi que l'espacement et l'orientation des marquages sérigraphiés. Il est donc essentiel de réaliser une analyse de conception pour la fabrication (DFM) avant la production. Un bon outil DFM permet d'éviter ces problèmes avant la fabrication des circuits imprimés. Un espacement insuffisant entre les composants et les pastilles peut entraîner des problèmes lors du soudage. Dans le soudage à la vague, les composants de grande taille peuvent masquer les composants plus petits, ce qui se traduit par des joints de soudure de mauvaise qualité sur ces derniers. Cela complique également considérablement la retouche et les tests des circuits imprimés.

11. Conception et fabrication adapté PCB enclos

Veiller à ce que votre circuit imprimé soit doté d'un boîtier adapté permet d'éviter tout dommage. Si vous avez besoin de pièces de boîtier fabriquées sur mesure pour votre circuit imprimé actuel, n'hésitez pas à nous contacter. Nous proposons non seulement des services de fabrication de circuits imprimés et d'assemblages de circuits imprimés, mais aussi des services de fabrication de pièces sur mesure. Quels que soient les matériaux dont vous avez besoin pour vos pièces de boîtier, nous pouvons répondre à vos besoins. Nos procédés de fabrication comprennent l'usinage CNC, moulage par injection, moulage sous pression, usinage de la tôle, et le moulage par injection de métal.

Une analyse de la conception des circuits imprimés axée sur la fabricabilité (DFM) peut permettre d'éviter les problèmes courants.

La maîtrise des principes fondamentaux de la conception des circuits imprimés axée sur la fabricabilité (DFM) permet de réduire considérablement 90% des défauts de qualité courants et des retards lors du passage de la conception à la production. Vous trouverez ci-dessous un résumé des bonnes pratiques de fabrication des circuits imprimés éprouvées dans le secteur :

Contrôle de la mise en page et de l'espacement	Respectez les marges de sécurité : maintenez les pistes et les conducteurs en cuivre à une distance d'au moins 0,3 mm à 0,5 mm du bord du circuit imprimé afin d'éviter toute exposition du cuivre ou tout court-circuit lors du nettoyage du circuit imprimé.
	Définissez un espacement approprié : l'espacement entre les lignes, ainsi qu'entre celles-ci et les pastilles, ne doit pas être inférieur à 4 mil-6 mil afin d'éviter la formation de ponts lors de la production.
	Densité des composants : veillez à laisser un espace suffisant entre les composants montés en surface afin d'éviter tout effet d'ombre ou la formation de ponts de soudure lors du soudage.
Conception des trous et des pastilles	Limite de diamètre du trou : le diamètre final du trou obtenu par perçage mécanique ne doit pas être inférieur à 0,2 mm-0,3 mm. Un diamètre trop petit entraînerait la rupture du foret et augmenterait les coûts.
	Largeur suffisante de la pastille : l'anneau en cuivre autour du trou doit mesurer au moins 3 mil à 4 mil de chaque côté afin d'éviter tout désalignement du trou et toute rupture.
	Éviter les pastilles au niveau des trous : évitez de percer à l'aveuglette sous des BGA ou des broches très rapprochées. Si le perçage s'avère nécessaire, bouchez les trous (obturation à la résine).
Optimisation des pistes et du cuivre	Évitez les angles vifs dans le câblage : utilisez des transitions à 45° ou arrondies pour le câblage, et évitez les angles droits (90°) ou les angles vifs afin d'empêcher l'accumulation d'acide et une corrosion excessive.
	Éviter la présence de cuivre isolé : retirez le cuivre inactif ou isolé, sans connexion électrique, afin d'éviter toute adsorption électrostatique ou interférence micro-ondes pendant la production.
	Revêtement en cuivre de grande surface avec motif en grille : le revêtement en cuivre de grande surface doit, dans la mesure du possible, présenter un motif en grille (hachures) afin d'éviter une répartition inégale de la chaleur lors du soudage, ce qui pourrait entraîner une déformation ou la formation de cloques sur le circuit imprimé.
Documents relatifs à l'étiquetage et aux procédés	Évitez la sérigraphie sur les pastilles de soudure : ne posez pas les caractères sérigraphiés sur les pastilles de soudure ou la tôle d’acier, car cela compromettrait la résistance de la soudure.
	Vérification des documents de production : avant de générer les fichiers Gerber, vérifiez soigneusement le masque de soudure et les ouvertures du pochoir afin de vous assurer que la polarité, le sens de la sérigraphie et les repères du panneau (points de repère) sont corrects.

Choisir de collaborer avec Geyuan Electronics dans le cadre d'un projet de fabrication sur mesure de circuits imprimés et de boîtiers

La fabrication sur mesure de circuits imprimés et de boîtiers est un processus extrêmement complexe, qui exige une attention méticuleuse aux détails à chaque étape, de la conception initiale aux tests finaux. Comprendre chacune des étapes du processus de fabrication des circuits imprimés et des boîtiers vous permet de prendre des décisions éclairées, d’optimiser les conceptions pour une meilleure fabricabilité et de sélectionner des fabricants qui correspondent aux objectifs de votre projet. Collaborer avec un fabricant sur mesure expérimenté et de confiance peut considérablement améliorer la qualité, les performances et le succès commercial de vos produits électroniques. Geyuan Electronics propose une gamme complète de services, allant du prototypage rapide et de la production en petites séries à la fabrication à grande échelle et à l’assemblage complet de produits, et s’engage à être votre partenaire de confiance dans la création de produits électroniques innovants. Nous nous engageons à viser l’excellence, à offrir une réactivité rapide et à garantir un bon rapport qualité-prix, afin que vous puissiez vous concentrer sur l’essentiel : développer votre activité et répondre aux besoins de vos clients. Contactez-nous dès aujourd’hui pour discuter de la manière dont nos solutions complètes de fabrication de circuits imprimés peuvent répondre à vos besoins en matière de développement de produits et vous aider à acquérir un avantage concurrentiel sur le marché. Laissez-nous vous aider à transformer, en toute confiance et efficacement, vos conceptions en produits de haute qualité, prêts à être commercialisés.

Résumer

Le contenu ci-dessus présente principalement 11 résumés d'expériences de l'équipe de Geyuan Electronics concernant la fabrication de circuits imprimés. Il est important de noter qu'il s'agit uniquement de problèmes courants pouvant survenir dans le cadre d'un processus standard de fabrication de circuits imprimés. Bien que le processus général de fabrication de circuits imprimés soit homogène, des différences significatives peuvent exister pour certains produits spécialisés. Toutefois, éviter les problèmes courants lors de la fabrication de circuits imprimés peut apporter des avantages économiques substantiels à l'entreprise. Si votre entreprise se lance dans un nouveau projet de circuits imprimés ou de composants sur mesure, n'hésitez pas à nous contacter pour obtenir de l'aide.