Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

6 pièges à éviter lors du passage d'un assemblage manuel à un assemblage machine

Dans le passé, il était généralement assez facile de trouver des puces dans les boîtiers à montage en surface et à montage traversant. Quelque part au cours de la dernière décennie, les fabricants de composants ont cessé d’introduire la version standard de leurs dernières puces en tant que pratique standard. Dans de nombreux cas, de nouveaux composants ne peuvent être trouvés que dans de minuscules packages QFN (quad flatpack, no lead), ou BGA (ball grid array).

La communauté des constructeurs - ne craignant jamais un bon bidouillage - a trouvé des moyens de travailler avec beaucoup de ces pièces tout en construisant à la main. Très peu de composants utilisés dans le monde de la pro-conception sont encore inutilisables par un fabricant de bricolage créatif.

Mais que se passe-t-il lorsqu'un fabricant a un bon design et veut le produire en masse?

Parfois, les techniques qui font que les choses fonctionnent lorsque la soudure à la main brise complètement le processus d’assemblage de la machine. Pour remédier à cette maladie, j’ai compilé cinq pièges courants à éviter lors du passage de la main à l’assemblage robotique.

1. Considérer la sensibilité à l'humidité

Cela peut ne pas sembler logique, mais le plastique absorbe l’humidité et il n’a pas besoin de le laisser tomber dans l’évier pour que cela se produise. Restés assis à l'air, les copeaux de plastique absorbent l'humidité. Dans un four à refusion, ces pièces peuvent finir par agir un peu comme du maïs soufflé.

L’humidité tourne à la vapeur et, si elle ne peut pas dégazer suffisamment rapidement, vos copeaux pourraient se fendre. Souvent, les dégâts ne sont pas visibles à l'œil nu, mais ils apparaissent comme un produit peu fiable sur le terrain. Lorsque nous construisons des tableaux à la main, nous avons tendance à ouvrir les packages de composants, puis à laisser les pièces traîner sans réfléchir au stockage approprié.

Si vous souhaitez que votre projet soit assemblé à la machine, vous pouvez effectuer deux opérations avec des pièces sensibles à l'humidité. Tout d’abord, vous pouvez commander les pièces au besoin, pas avant, et garder les colis scellés. Alternativement, vous pouvez envoyer des pièces qui ont été exposées à l'air; si vous informez votre atelier que les pièces sont sensibles à l’humidité, et demandez à ce qu’elles soient cuites avant l’assemblage. La pré-cuisson éliminera l'humidité en toute sécurité.

2. Ne lésinez pas sur le masque de soudure

Certaines maisons de fabrication de planches offrent des prix réduits si vous commandez vos planches sans masque de protection ni sérigraphie. Ce n’est pas un problème lorsque vous construisez à la main: vous pouvez régler la quantité de brasure par contact visuel.

Le masque de soudure permet d'obtenir des joints de soudure de bien meilleure qualité.

Cependant, lorsqu'un pochoir est utilisé pour appliquer de la pâte à braser et que la carte est passée dans un four à refusion, la soudure se répendra sur les traces de cuivre exposées. Cela peut laisser vos pièces sans suffisamment de soudure sur les broches pour créer une connexion fiable. Le masque de soudure peut ajouter un peu de coût en amont, mais augmentera la fiabilité et réduira les coûts à long terme. Le choix créatif de la couleur du masque de soudure peut également ajouter de la personnalité à vos cartes.

3. La sérigraphie est également importante

L’absence d’écran d’affichage n’est pas un problème de fiabilité, mais elle peut compliquer la précision de l’assemblage. En un mot, les fichiers de CAO indiqueraient aux machines d’assemblage exactement où chaque pièce est supposée aller, ainsi que l’angle et l’orientation nécessaires. Malheureusement, nous ne vivons pas dans un monde parfait - qui le savait?

Il est beaucoup trop courant d’avoir des empreintes de pas contenant des erreurs ou des composants avec un marquage ambigu pour dépendre des fichiers de CAO uniquement. Effacer sérigraphie aidera à garantir que toutes les erreurs dans les données sont détectées visuellement. Si vous ne souhaitez pas encombrer votre carte de circuit imprimé avec des indicatifs de référence et des repères de polarité, vous pouvez insérer les indicatifs et tout autre repère important dans la couche de document de votre logiciel de configuration. Ensuite, demandez à votre société de montage de rechercher des informations sur cette couche.

4. Pas besoin de craindre le montage en surface

L'un des moyens les plus simples de s'assurer qu'une planche peut être construite à la main est de s'en tenir aux pièces traversantes. Mais cela pose de nombreuses limites à un design et exclut de nombreuses nouvelles technologies. De petites cartes opto-isolées - une petite puce à montage en surface prémontée sur une carte PC, avec embases soudables à la main - sont disponibles pour de nombreuses pièces neuves, mais pas toutes. C’est utile, mais ils nécessitent beaucoup d’immobilier supplémentaire et coûtent plus cher que la partie seule.

L'assemblage de la machine a permis à la plus petite des cartes de droite d'effectuer le travail des deux cartes de gauche.

Si vous construisez à la main un prototype ou un petit nombre de cartes pour votre propre usage, utilisez un panneau de discussion. Mais, quand il est temps de vendre un millier de dollars, relayez votre carte PC pour qu’elle utilise la puce sans la carte opto-isolée. Il suffit de ne pas oublier les condensateurs de dérivation ou tout autre composant de support requis. En prime, de nombreuses planches de discussion sont open source, vous pouvez donc utiliser un schéma et une mise en page éprouvés pour cette partie de votre conception.

5. Pas de vias ouverts dans les pads

Les QFN et les BGA ont des épingles / pads sous la pièce, souvent complètement inaccessibles. C’est bien pour un four à refusion, mais si vous le soudiez à la main? Une pratique courante de soudure manuelle consiste à mettre de grandes traversées dans le patin; fixez la pièce sur le plateau avec du ruban adhésif; puis retournez la carte et collez la soudure et un petit fer à souder à travers la via. En faisant cela, vous pouvez souder à la main presque toutes les pièces de montage en surface sans plomb.

Vous pouvez probablement deviner que je vais vous dire que les vias ouverts dans les pads ne fonctionneront pas avec l’assemblage automatisé. La soudure coulera le long de la via et finira à l'arrière de la carte. Vous pouvez vous retrouver avec des shorts à l’arrière et des pièces qui tombent de l’avant ou qui ne se connectent tout simplement pas à l’ensemble de leurs patins. Si vous utilisez la technique de soudure ouverte à la main, vous devrez relayer votre carte de circuit imprimé sans aucun vias ouvert dans les pastilles avant de l’envoyer à la fabrication.

6. Allez-y

Ce n’était pas il ya de nombreuses années lorsque les outils et services nécessaires à la fabrication d’un produit électronique étaient si complexes et coûteux qu’il était pratiquement impossible pour les bricoleurs de transformer un projet de loisir en petite entreprise. Mais les temps ont changé et avec ces changements, le démarrage du matériel est de retour - et à la portée de quiconque.

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