L'encyclopédie ultime de la terminologie PCBA pour 2023 : tout ce que vous devez savoir

Introduction

Vous êtes-vous déjà retrouvé perdu dans la mer d'acronymes et de jargon technique en plongeant dans le monde de l'assemblage de circuits imprimés (PCBA) ? Vous êtes-vous déjà demandé ce que signifient SMT, PTH ou BGA ? Ou peut-être avez-vous été intrigué par des termes tels que « brasage par refusion », « brasage à la vague » ou « brasage sélectif » ? Tu n'es pas seul. Le monde du PCBA regorge de terminologies spécialisées qui peuvent être accablantes aussi bien pour les débutants que pour les professionnels chevronnés.

Dans ce guide complet, nous visons à démystifier le langage complexe du PCBA. Nous aborderons les termes les plus courants, ainsi que certains des termes les plus obscurs, utilisés dans l’industrie. De la conception aux composants, des processus d'assemblage aux techniques de soudage, en passant par la conformité de la qualité et l'analyse des défaillances, nous avons ce qu'il vous faut.

Restez avec nous alors que nous embarquons dans ce voyage éclairant à travers le guide terminologique PCBA le plus détaillé et le plus complet de 2023. Il s'agit de votre ressource unique pour maîtriser le langage du PCBA.

Terminologie de conception PCBA

Termes de conception de base

• Conception schématique: La conception schématique est l'étape de conception initiale où le circuit est représenté de manière simplifiée. Il comprend la représentation des composants et de leurs interconnexions.
• Conception de configuration de PCB: La conception de la configuration du PCB est le processus de placement et de routage de tous les composants sur le PCB. Cela implique de décider où et comment les composants doivent être placés, d'acheminer les connexions électriques entre eux et d'optimiser la disposition pour de meilleures performances.
• Fichiers Gerber: Les fichiers Gerber sont le format de fichier standard utilisé par les fabricants de PCB pour comprendre la conception du PCB. Ils contiennent des informations sur les couches de cuivre, le masque de soudure, la sérigraphie et les données de perçage.
• Nomenclature (BOM): La BOM est une liste de tous les composants qui seront placés sur le PCB. Il comprend des informations telles que le fabricant du composant, le numéro de pièce, la quantité et l'emplacement de placement sur la carte.
• Conception pour la fabrication (DFM): DFM est un ensemble de directives que les concepteurs suivent pour garantir que leur conception de PCB peut être fabriquée de manière simple et fiable.
• Conception pour l'assemblage (DFA): DFA est un ensemble de directives que les concepteurs suivent pour garantir que leur conception de PCB peut être assemblée facilement et efficacement.
• Conception pour test (DFT): DFT est un ensemble de directives que les concepteurs suivent pour garantir que leur conception de PCB peut être testée facilement et efficacement.
• CAO (Conception Assistée par Ordinateur): Le logiciel de CAO est utilisé par les concepteurs pour créer les conceptions schématiques et de configuration du PCB.
• DRC (vérification des règles de conception): DRC est un processus dans lequel un outil logiciel vérifie une disposition de PCB pour s'assurer qu'elle répond aux règles de conception en matière de largeur de trace minimale, d'espacement minimum entre les traces, etc.

Termes de conception avancés

• Conception à grande vitesse: La conception à grande vitesse est un domaine spécialisé de la conception de PCB dans lequel l'intégrité du signal, l'intégrité de la puissance et la compatibilité électromagnétique du PCB sont soigneusement prises en compte en raison des fréquences de fonctionnement élevées.
• Conception RF (radiofréquence): La conception RF est un domaine spécialisé de la conception de PCB dans lequel le PCB est conçu pour fonctionner avec des signaux dans la gamme de fréquences radio (3 kHz à 300 GHz).
• Conception à signaux mixtes: La conception à signaux mixtes est un type de conception de PCB qui implique à la fois des circuits analogiques et numériques.
• Conception flexible et rigide-flexible: La conception flexible et rigide-flexible implique la conception de PCB flexibles ou une combinaison de rigides et flexibles.
• Conception HDI (interconnexion haute densité): La conception HDI implique la conception de PCB qui ont une densité de câblage par unité de surface plus élevée que les PCB conventionnels.
• MCAD (Conception Mécanique Assistée par Ordinateur): Le logiciel MCAD est utilisé conjointement avec un logiciel de CAO électrique pour concevoir des PCB afin de garantir que le PCB s'intègre dans le boîtier du produit final et répond à toutes les contraintes mécaniques.
• ECAD (Conception Électrique Assistée par Ordinateur): Le logiciel ECAD est utilisé pour créer la conception schématique et la conception de la disposition des PCB.
• DFX (Conception pour l'excellence): DFX est un ensemble complet de directives qui incluent DFM, DFA, DFT et d'autres considérations pour garantir que la conception du PCB est optimale sous tous ses aspects.

Terminologie des composants PCBA

Composants de base

• Résistance (R): Une résistance est un composant électrique passif à deux bornes qui implémente une résistance électrique en tant qu'élément de circuit. Les packages courants incluent 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
• Condensateur (C): Un condensateur est un composant électronique passif à deux bornes qui stocke l'énergie électrique dans un champ électrique. Les packages courants incluent 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
• Inducteur (L): Un inducteur, également appelé bobine ou réacteur, est un composant électrique passif à deux bornes qui stocke l'énergie dans un champ magnétique lorsqu'un courant électrique le traverse. Les packages courants incluent 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
• Diode (D): Une diode est un composant électronique à deux bornes qui conduit le courant principalement dans un sens. Les packages courants incluent SOD-123, SOD-323, SOD-523, SOD-723, etc.
• Transistors (Q): Un transistor est un dispositif semi-conducteur utilisé pour amplifier ou commuter des signaux électroniques et de l'énergie électrique. Les packages courants incluent TO-92, TO-220, SOT-23, SOT-223, etc.

Composants avancés

• Circuit intégré (CI): Un circuit intégré ou circuit intégré monolithique est un ensemble de circuits électroniques sur un petit morceau plat de matériau semi-conducteur, généralement du silicium. Les packages courants incluent DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Microcontrôleur (U): Un microcontrôleur est un petit ordinateur sur un seul circuit intégré contenant un cœur de processeur, une mémoire et des périphériques d'entrée/sortie programmables. Les packages courants incluent DIP, QFP, BGA, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Amplificateur opérationnel (Op-Amp, U): Un amplificateur opérationnel est un amplificateur de tension à gain élevé avec une entrée différentielle et, généralement, une sortie asymétrique. Les packages courants incluent DIP, SOIC, MSOP, etc.
• Convertisseur numérique-analogique (DAC, U): Un DAC est un système qui convertit un signal numérique en signal analogique. Les packages courants incluent DIP, SOIC, MSOP, etc.
• Convertisseur analogique-numérique (ADC, U): Un ADC est un système qui convertit un signal analogique, tel qu'un son capté par un microphone ou une lumière entrant dans un appareil photo numérique, en un signal numérique. Les packages courants incluent DIP, SOIC, MSOP, etc.

Composants supplémentaires

• Batterie (BT): Une batterie est un appareil constitué d'une ou plusieurs cellules électrochimiques avec des connexions externes pour alimenter des appareils électriques.
• Haut-parleur (SP): Un haut-parleur est un transducteur électroacoustique qui convertit un signal audio électrique en un son correspondant.
• Micro (M): Un microphone est un appareil qui capture l'audio en convertissant les ondes sonores en signal électrique.
• Moteur (M): Un moteur est une machine qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.
• Affichage (DS): Un écran est un périphérique de sortie permettant de présenter des informations sous forme visuelle ou tactile.
• Thermistance (TH): Une thermistance est un type de résistance dont la résistance dépend de la température.
• Photodiode (PD): Une photodiode est un dispositif semi-conducteur qui convertit la lumière en courant électrique. Les packages courants incluent TO-18, TO-46, TO-5, etc.
• Phototransistor (Q): Un phototransistor est un dispositif semi-conducteur utilisé pour détecter la lumière et la convertir en signal électrique. Les packages courants incluent TO-18, TO-46, TO-5, etc.
• Régulateur de tension (VR): Un régulateur de tension est un système conçu pour maintenir automatiquement un niveau de tension constant. Les packages courants incluent TO-220, TO-252 (DPAK), TO-263 (D2PAK), SOT-223, etc.
• Module RF (RF): Un module RF est un petit appareil électronique utilisé pour transmettre et/ou recevoir des signaux radio entre deux appareils.
• Puce mémoire (U): Une puce mémoire est un support de stockage de données électroniques qui utilise la technologie des circuits intégrés pour stocker des informations. Les packages courants incluent DIP, SOP, SSOP, TSSOP, etc.
• Générateur d'horloge (CLK): Un générateur d'horloge est un circuit qui produit un signal de synchronisation destiné à synchroniser le fonctionnement d'un circuit. Les packages courants incluent DIP, SOP, SSOP, TSSOP, etc.

Terminologie du processus d'assemblage PCBA

• SMT (technologie de montage en surface): SMT est une méthode de production de circuits électroniques dans laquelle les composants sont montés ou placés directement sur la surface des cartes de circuits imprimés (PCB).
• Technologie traversante (THT): THT est une méthode d'installation de composants avec des fils conducteurs dans des trous percés dans le circuit imprimé.
• Processus de sélection et de placement: Il s'agit du processus de placement de composants sur le PCB à l'aide d'une machine pick and place.
• Soudure par refusion: Le brasage par refusion est un procédé dans lequel une pâte à souder (un mélange collant de poudre de soudure et de flux) est utilisée pour fixer temporairement un ou plusieurs composants électriques à leurs plages de contact.
• Soudure à la vague: Le brasage à la vague est un procédé de brasage en masse utilisé dans la fabrication de circuits imprimés.
• Soudure à la main: Le brasage manuel est effectué pour les pièces qui ne peuvent pas être soudées par des machines, comme les composants volumineux et volumineux, ou pour les prototypes.
• Méthodes d'inspection: Cela comprend l'inspection visuelle, l'inspection optique automatisée (AOI) et l'inspection aux rayons X. Ces méthodes sont utilisées pour garantir la qualité des PCB après assemblage.
• Test fonctionnel (FCT): Les tests fonctionnels sont un processus d'assurance qualité et un type de test en boîte noire qui fonde ses cas de test sur les spécifications du composant logiciel testé.
• Revêtement enrobant: Le revêtement conforme est un revêtement chimique protecteur ou un film polymère de 25 à 75 µm d'épaisseur (50 µm typique) qui « se conforme » à la topologie du circuit imprimé.
• Assemblage de construction de boîte: L'assemblage en boîte, également connu sous le nom d'intégration de systèmes, est un travail d'assemblage autre qu'une production de circuits imprimés (PCB). Il s'agit d'un processus d'assemblage électromécanique qui comprend la fabrication du boîtier, l'installation et le routage des câbles ou des faisceaux de câbles, ainsi que l'installation de sous-ensembles et de composants.
• Retravailler/Réparer: Le retravail/réparation implique le processus de rectification des erreurs sur le PCB après l'assemblage.
• Dépannage: Le dépannage est le processus de retrait des PCB individuels du panneau sur lequel ils ont été assemblés.

Terminologie des techniques de soudage PCBA

Techniques de soudure de base

• Soudure à la vague: Il s'agit d'un processus de soudure à grande échelle par lequel des composants électroniques sont soudés à un PCB pour former un assemblage électronique. Le nom est dérivé de l'utilisation de vagues de soudure fondue pour fixer des composants métalliques au PCB. Le processus utilise un réservoir pour contenir une quantité de soudure fondue ; les composants sont insérés ou placés sur le PCB et le PCB chargé passe à travers un bac de soudure fondue. La soudure adhère aux zones métalliques exposées de la carte (celles non protégées par un masque de soudure), créant ainsi une connexion mécanique et électrique fiable.
• Soudure par refusion: Le brasage par refusion est un processus dans lequel une pâte à souder (un mélange collant de poudre de soudure et de flux) est utilisée pour fixer temporairement un ou des milliers de minuscules composants électriques à leurs plages de contact, après quoi l'ensemble de l'assemblage est soumis à une chaleur contrôlée. La pâte à braser reflue à l'état fondu, créant ainsi des joints de soudure permanents. Le chauffage peut être réalisé en faisant passer l'assemblage dans un four à refusion ou sous une lampe infrarouge ou en soudant des joints individuels avec un crayon à air chaud.
• Soudure sélective: Le brasage sélectif est le processus de brasage sélectif de composants sur des cartes de circuits imprimés et des modules moulés qui pourraient être endommagés par la chaleur d'un four de refusion ou par le brasage à la vague dans un processus d'assemblage traditionnel de technologie de montage en surface (SMT). Cela fait généralement suite à un processus de refusion dans un four SMT ; les pièces à souder sélectivement sont généralement entourées de composants SMT, et le processus est soigneusement contrôlé à l'aide de flux et d'autres moyens pour empêcher les composants voisins de refluer à nouveau.
• Soudure à la main: La soudure manuelle se fait avec un fer à souder ou une station à souder. Il s'agit d'un processus manuel généralement utilisé pour la production ou le prototypage à petite échelle.

Techniques de soudure avancées

• Soudure à barre chaude: Le brasage à chaud est un processus de brasage sélectif dans lequel deux pièces pré-fluxées et recouvertes de soudure sont chauffées à une température suffisante pour faire fondre, couler, puis solidifier la soudure, formant ainsi une liaison électromécanique permanente entre les pièces. Le soudage Hot Bar est hautement reproductible, efficace et ne nécessite aucun consommable.
• Soudure infrarouge: Le brasage infrarouge est un procédé qui utilise un rayonnement infrarouge pour chauffer le joint à souder. Le rayonnement est absorbé par le joint puis transformé en chaleur. Cette méthode est souvent utilisée dans les processus automatisés et convient à la fois à la technologie de montage traversant et en surface.
• Soudage en phase vapeur: Le soudage en phase vapeur est un processus qui utilise une machine en phase vapeur qui crée une vapeur à partir d'un liquide avec un point d'ébullition spécifique. Le PCB est chauffé par condensation de la vapeur sur la surface du PCB. Cette méthode permet un chauffage très uniforme et est particulièrement utile pour les cartes complexes.
• Soudure au laser: Le soudage au laser est un processus sans contact qui utilise un laser pour générer la chaleur nécessaire au soudage. Cette méthode est très précise et peut être utilisée pour des pièces petites et délicates.
• Soudage par induction: Le soudage par induction est un processus qui produit de la chaleur en faisant passer un courant électrique à travers une bobine. La chaleur est générée par la résistance au courant dans la bobine. Cette méthode est souvent utilisée pour souder des fils et d’autres petits composants.
• Soudure par résistance: Le soudage par résistance est un processus dans lequel de la chaleur est générée en faisant passer un courant à travers un matériau résistif. Dans ce processus, la chaleur est générée au niveau du joint, réduisant ainsi le risque de dommages thermiques au PCB.
• Soudure par refusion au four: Le soudage par refusion au four est un processus dans lequel une pâte à souder est utilisée. Terminologie des techniques de soudage ## PCBA.

Terminologie des tests et de l’inspection PCBA

Conditions de base en matière de tests et d'inspection

• Inspection visuelle: Il s'agit de la forme la plus élémentaire d'inspection des PCB, où la carte est examinée visuellement à la recherche de défauts évidents tels que des composants manquants ou des traces brisées.
• Inspection optique automatisée (AOI): AOI est une méthode de test sans contact qui utilise une caméra et une lumière à grande vitesse pour capturer des images du PCB. Ces images sont ensuite comparées à une image numérique d’une « bonne » carte pour identifier d’éventuels défauts.
• Inspection aux rayons X: Cette méthode utilise des rayons X pour inspecter les caractéristiques internes du PCB, telles que la qualité des joints de soudure sous un boîtier BGA (Ball Grid Array).
• Test en circuit (TIC): Les TIC sont une méthode de test où des sondes sont utilisées pour vérifier le fonctionnement des composants sur un PCB. Ce test peut détecter des problèmes tels que des courts-circuits, des ouvertures, de la résistance, de la capacité et d'autres grandeurs de base.
• Test fonctionnel (FCT): FCT est un type de test en boîte noire où la fonctionnalité du PCB est testée dans des conditions de fonctionnement simulées.

Conditions avancées de tests et d’inspection

• Balayage des limites (JTAG): Boundary Scan est une méthode pour tester les interconnexions sur des PCB ou des sous-blocs à l'intérieur d'un circuit intégré. Il est également connu sous le nom de JTAG (Joint Test Action Group).
• Test de sonde volante: Il s'agit d'un type d'ICT qui ne nécessite pas de dispositif de test. Il utilise des sondes mobiles pour tester les performances électriques des composants et des connexions solides.
• Inspection automatisée aux rayons X (AXI): AXI est une technologie basée sur les mêmes principes que la simple inspection aux rayons X, mais avec une automatisation pour permettre le test de PCB complexes.
• Imagerie thermique: Cette méthode utilise une caméra thermique pour détecter les points chauds sur un PCB, ce qui peut indiquer des zones de haute résistance ou des composants qui consomment plus d'énergie que prévu.
• Analyse de l'intégrité du signal: Il s'agit d'une mesure de la qualité d'un signal électrique. Dans le contexte des tests de PCB, l'analyse de l'intégrité du signal peut être utilisée pour détecter des problèmes tels que la diaphonie, la réflexion du signal et la perte de signal.
• Analyse de l'intégrité de l'alimentation: Il s'agit d'une mesure de la façon dont un système convertit et fournit l'énergie de la source à la charge sans dégrader l'intégrité du signal. Dans le contexte des tests de PCB, l'analyse de l'intégrité de l'alimentation peut être utilisée pour détecter des problèmes tels que les chutes de tension, le bruit de l'alimentation et les rebonds de masse.

Terminologie de l’analyse des défaillances PCBA

Modes de défaillance courants

• Circuit ouvert: Un circuit ouvert est un type de panne où une rupture du circuit empêche le courant de circuler. Cela peut être dû à une trace cassée, à un joint de soudure défectueux ou à une défaillance d'un composant.
• Court-circuit: Un court-circuit est un type de panne dans lequel une connexion involontaire est établie entre deux points du circuit, provoquant la circulation du courant dans un chemin indésirable. Cela peut être dû à un pont de soudure, à une défaillance d'un composant ou à un endommagement du PCB.
• Défaillance d'un composant: La défaillance d'un composant fait référence à toute situation dans laquelle un composant sur le PCB ne parvient pas à remplir sa fonction prévue. Cela peut être dû à un défaut de fabrication, à une mauvaise manipulation ou à une utilisation du composant en dehors de ses conditions spécifiées.
• Défaillance du joint de soudure: Une défaillance du joint de soudure fait référence à toute situation dans laquelle un joint de soudure sur le PCB ne parvient pas à maintenir une connexion électrique fiable. Cela peut être dû à divers facteurs, notamment une mauvaise technique de soudage, des contraintes mécaniques ou des cycles thermiques.
• Ascenseur de coussin: Le soulèvement de tampons est un type de défaillance dans lequel le tampon de cuivre du PCB se sépare du substrat sous-jacent. Cela peut être dû à des contraintes mécaniques ou à une chaleur excessive lors du soudage.
• Traces de dégâts: Les traces de dommages font référence à toute situation dans laquelle une trace de cuivre sur le PCB est endommagée ou cassée. Cela peut être causé par des dommages physiques au PCB, un courant excessif ou une corrosion.

Techniques d'analyse des échecs

• Inspection visuelle: L'inspection visuelle est le processus d'examen du PCB et de ses composants à l'œil nu ou à l'aide d'un microscope pour identifier tout défaut ou anomalie visible.
• Inspection aux rayons X: L'inspection aux rayons X est une technique de contrôle non destructif qui utilise des rayons X pour visualiser les structures internes du PCB et de ses composants. Cela peut être utile pour identifier les défauts cachés tels que les ponts de soudure ou les vides dans les joints de soudure BGA.
• Microsection: La microsection est une technique de test destructif qui consiste à découper une section transversale du PCB pour un examen détaillé au microscope. Cela peut fournir des informations précieuses sur les structures internes du PCB et de ses composants.
• Tests électriques: Les tests électriques consistent à appliquer des signaux au PCB et à mesurer sa réponse pour vérifier sa fonctionnalité et identifier tout défaut.
• Cyclisme thermique: Le cyclage thermique est une technique de test qui consiste à chauffer et refroidir à plusieurs reprises le PCB pour simuler les contraintes thermiques qu'il peut subir au cours de sa durée de vie. Cela peut aider à identifier les faiblesses ou les défauts susceptibles de conduire à une défaillance au fil du temps.
• Analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDEC): L'AMDEC est un processus systématique permettant d'identifier les modes de défaillance potentiels, de déterminer leurs effets sur le système et de prioriser les actions pour atténuer ces défaillances.

Conclusion

Naviguer dans le monde du PCBA peut être une tâche complexe, avec une multitude de termes et de concepts à comprendre. Cependant, avec ce guide complet de la terminologie PCBA, nous espérons avoir éclairé certains des termes et concepts clés que vous rencontrerez dans ce domaine. Que vous soyez un professionnel chevronné souhaitant rafraîchir vos connaissances ou un nouveau venu dans le domaine, la compréhension de ces termes est cruciale pour votre réussite dans le monde du PCBA.

Chez Rowsum, nous comprenons l'importance d'une communication claire et précise pour fournir des services PCBA de haute qualité. Notre équipe d'experts est toujours prête à vous aider pour toute question ou préoccupation que vous pourriez avoir concernant vos projets PCBA. Nous sommes fiers de notre engagement envers la qualité, la précision et la satisfaction du client. Pour plus d’informations sur nos services ou pour commencer votre voyage avec nous, visitez : www.rowsum.com.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre PCB et PCBA ?

R : PCB signifie Imprimé Circuit Board, qui est la carte elle-même sans aucun composant. PCBA signifie Imprimé Circuit Board Assembly, qui fait référence au PCB avec tous les composants soudés dessus.

Q2 : Qu'est-ce qu'un SMT dans PCBA ?

R : SMT signifie Surface Mount Technology. Il s'agit d'une méthode de production de circuits électroniques dans laquelle les composants sont montés directement sur la surface des PCB.

Q3 : Quel est le rôle de la pâte à souder dans le PCBA ?

R : La pâte à souder est utilisée dans le processus d'assemblage pour souder les composants montés en surface sur le PCB. C'est un mélange de minuscules particules de soudure et de flux.

Q4 : Qu'est-ce qu'une nomenclature dans PCBA ?

R : BOM signifie Bill of Materials. Il s'agit d'une liste de tous les composants utilisés dans une conception de PCB, comprenant des informations telles que les désignations des composants, les numéros de pièces, les quantités et les descriptions.

Q5 : Qu'entend-on par « trace » dans PCBA ?

R : Une trace est un chemin continu de cuivre sur un PCB qui connecte électriquement différents composants.

Q6 : Quel est le but d'un via dans PCBA ?

R : Un via est un petit trou dans un PCB plaqué de métal pour créer une connexion électrique entre les différentes couches de la carte.

Q7 : Quelle est la signification de « autorisation » dans PCBA ?

R : Le dégagement fait référence à la distance minimale requise entre les différents objets électriques sur le PCB pour éviter les courts-circuits et les interférences électriques.

Q8 : Qu'entend-on par « placement de composants » dans PCBA ?

R : Le placement des composants fait référence au positionnement des composants sur la disposition du PCB. Un placement correct des composants peut avoir un impact significatif sur les performances du produit final.

Q9 : Quel est le rôle d'un « masque de soudure » dans le PCBA ?

R : Le masque de soudure est une couche protectrice appliquée sur la carte nue pour empêcher la soudure de ponter entre des plots étroitement espacés et pour protéger le cuivre de la corrosion.

Q10 : Qu'est-ce que la « panélisation » dans PCBA ?

R : La panelisation est une technique utilisée dans la fabrication de PCB où plusieurs cartes sont fabriquées en une seule unité pour améliorer l'efficacité de la fabrication.

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