Cos'è il processo di assemblaggio di schede (PCBA)?

PCB

PCB, acronimo di "Printed Circuit Board", è il circuito stampato "nudo" della scheda elettronica. È il supporto isolante sulla cui superficie sono incise piste conduttrici che collegano elettricamente i componenti tra di loro.

PCBA

PCBA è il processo di assemblaggio della scheda elettronica ottenuta dopo le diverse operazioni di montaggio dei componenti sul circuito stampato. PCBA è l’acronimo di "Printed Circuit Board Assembly" e identifica la scheda elettronica dotata di tutti i suoi componenti.

Il processo di fabbricazione di un PCB

L'ufficio progettazione concepisce il circuito tramite CAD, fino a creare un'immagine digitale del circuito stampato, che viene utilizzata per fornire la posizione dei componenti alle macchine durante tutte le fasi del processo di assemblaggio. Per fabbricare un circuito stampato si utilizza strati sovrapposti di lastre (epossidiche + telai di vetro + fogli di rame incisi). Ciascuna delle facce delle lastre subisce una serie di operazioni destinate a creare le piste che assicurano i collegamenti elettrici:

• Mascheratura + isolamento con una protezione fotosensibile,
• Incisione del rame mediante bagni chimici,
• Foratura e metallizzazione mediante bagno elettrolitico dei fori (per componenti passanti e fori passanti),
• Finiture protettive, mediante bagni elettrolitici (stagno, nichel oro, argento o passivazione),
• Ispezione ottica e test per il controllo qualità.

Processo di assemblaggio di un PCB

Per effettuare la saldatura dei terminali dei componenti sulle piazzole di connessione delle piste del circuito stampato, esistono diversi metodi di assemblaggio che utilizzano leghe metalliche a base di stagno, argento e rame:

• La tecnologia della saldatura a onda:La technologie du brasage à la vague:
  Questo procedimento utilizza una (o due) onde di lega metallica fusa per eseguire contemporaneamente tutte le saldature sul lato inferiore di una scheda. Questo metodo, il più antico, è adatto a componenti elettronici di grande volume, o di elevata potenza (grandi resistenze, bobine, condensatori, trasformatori, ecc.),
• La tecnologia per rifusione SMD (componenti montati in superficie): La Technologie de refusion CMS (montage en surface):
  Questa tecnologia consente ai componenti elettronici SMD di piccole dimensioni di essere assemblati sulla superficie del PCB, con un tasso di produzione molto alto.

Questo processo di produzione include passaggi diversi:

1. La serigrafia della pasta di brasatura
   Questa fase consiste nell'applicare selettivamente la pasta di brasatura (polvere di lega + flussante) sulla scheda mediante il processo di serigrafia.
2. Il posizionamento dei componenti SMD
   Questa operazione viene eseguita da una macchina automatizzata chiamata "pick and place", che garantisce il posizionamento dei componenti SMD sui circuiti.
3. La saldatura per rifusione
   Questo metodo richiede un forno di rifusione per realizzare un trattamento termico con un preciso profilo di temperatura. Lo scopo è fondere la pasta di brasatura per realizzare la saldatura dei componenti sulle loro piazzole di connessione.
4. Ispezione dei circuiti
   Questa fase importante consente di rilevare i guasti (collegamenti difettosi, cortocircuiti, ecc.) e permette di scartare i circuiti dove i giunti sono da ritoccare.. Esistono diversi metodi per svolgere questa funzione: ispezione visiva, a raggi X o ispezione ottica (AOI).
5. Inserimento di componenti a foro passante
   Alcuni dispositivi elettronici, o componenti a foro passante (connettori, grandi capacità, trasformatore, ecc.) possono essere assemblati sul circuito stampato mediante saldatura a onda selettiva, oppure mediante saldatura manuale con un saldatore.
6. Test funzionale
   Una volta terminata la scheda, questo test finale rende possibile verificare la funzionalità del circuito elettronico assemblato (PCBA) e convalidare la sua conformità con le prestazioni previste.