La qualité des produits électroniques dépend largement des technologies d’assemblage. L’assemblage de boîtiers (« box build assembly ») désigne un processus au cours duquel, conformément aux fichiers de conception, aux procédures de travail et aux technologies, plusieurs composants et accessoires sont assemblés et fixés à des emplacements précis sur des circuits imprimés ou dans des boîtiers, de manière à former un système intégré. Ensuite, après les tests et les inspections, ces systèmes deviennent des produits finis et, après emballage, ils peuvent être distribués aux bureaux de vente du monde entier.
Parmi les modules de produits électroniques fabriqués en série, les dossiers technologiques sont en réalité constitués de fichiers indiquant les caractéristiques technologiques de chaque étape de l’ensemble de la procédure de fabrication. Les étapes peuvent être résumées en préparation de l’assemblage, sous-assemblage etassemblage de boîtiers.
a. Préparation de l’assemblage- fait référence à une série de préparations pour les sous-ensembles et les ensembles en boîtier en termes de matériaux, de technologie et d’organisation de la fabrication.
b. Préparation de l’organisation de fabrication- sur la base des dossiers techniques, les méthodes de flux de travail et d’assemblage seront déterminées, avec la répartition du personnel des opérations de flux de travail et de l’ingénierie.
c. Préparation des outils et équipements d’assemblage- Les outils manuels couramment utilisés dans le processus d’assemblage de produits électroniques jouent un rôle important dans l’ensemble de la procédure d’assemblage.
Principaux attributs de l’assemblage de boîtiers
a.L’attribut électrique de l’assemblage de boîtier réside dans le brasage des circuits des composants assemblés sur des cartes de circuits imprimés (PCB) servant de fond de panier. L’attribut structurel de l’assemblage de boîtier réside dans l’intégration mécanique et l’assemblage du boîtier, dans lesquels l’assemblage est réalisé de l’intérieur vers l’extérieur selon une séquence basée sur la fixation des composants.
b.La technologie d’assemblage de boîtiers est composée de multiples technologies telles que les technologies d’inspection de la qualité des composants et de formage des broches, les technologies de traitement des fils de connexion et des faisceaux, les technologies de soudure, les technologies d’assemblage, etc.
c.La qualité de l’assemblage est contrôlée par inspection visuelle et par ressenti tactile plutôt que par une analyse quantitative. Par exemple, la qualité de la soudure est généralement évaluée par inspection visuelle, tandis que la qualité de l’assemblage du bouton rotatif et du cadran est vérifiée au toucher.
Approches d’assemblage de boîtiers
Du point de vue des principes d’assemblage, l’assemblage de boîtiers présente trois approches :
a. Approche fonctionnelle- désigne le processus par lequel les produits électroniques sont divisés en plusieurs sections selon des modules fonctionnels, et chaque composant, également appelé composant fonctionnel, est relativement complet sur les plans fonctionnel et structurel, pouvant être assemblé et contrôlé de manière indépendante. Les différents composants fonctionnels présentent des performances très différentes en termes de structure, de volume, de spécifications de connexion et de spécifications d’assemblage, ce qui rend difficile l’élaboration de réglementations uniformes. L’avantage principal de cette approche est qu’elle permet de réduire la densité d’assemblage de l’ensemble du système. Elle est donc généralement appliquée aux produits dont les fonctions dépendent de composants discrets ou de dispositifs utilisant des tubes électroniques à vide.
b. Approche par composants- fait référence à la fabrication de plusieurs composants dont les spécifications dimensionnelles et les spécifications d’assemblage présentent une uniformité. Son avantage réside dans l’unité de l’assemblage électrique et l’amélioration de la standardisation de l’assemblage, et il est généralement appliqué pour obtenir des dispositifs assemblés tels que des intégrateurs.
c. Approche par composant fonctionnel- combine les avantages de l’approche fonctionnelle et de l’approche par composants ; elle est capable de fabriquer des composants avec des fonctions intégrées et une taille de structure standardisée. Cette approche fonctionne particulièrement bien pour les microcircuits.
Disposition et traçage de l’assemblage de boîtier
• Mise en page
Le principe de disposition de l’assemblage de boîtier indique que l’indice technique des produits doit être garanti conformément aux règles détaillées suivantes ; les exigences structurelles doivent être satisfaites ; la disposition doit être pratique ; la disposition doit favoriser la dissipation thermique, l’inspection et la retouche. Les règles détaillées de disposition de l’assemblage de boîtier sont énumérées comme suit :
a. Puissance. L’alimentation doit être placée au bas des appareils. L’alimentation fournissant l’énergie de fonctionnement à l’ensemble du système est généralement composée d’un transformateur de puissance, d’un tube redresseur, d’un condensateur électrolytique et d’un élément de passage, tous présentant un volume et un poids relativement importants et générant beaucoup de chaleur. Par conséquent, l’alimentation doit être placée au bas des appareils. En outre, une certaine distance doit être maintenue entre la section haute tension et la section basse tension ; la borne haute tension et le fil haute tension doivent être isolés du boîtier ou du châssis et éloignés des autres fils et des fils de terre ; les interrupteurs doivent être montés sur les alimentations ayant une haute tension d’au moins 1 kV. De plus, le mécanisme de commande de l’alimentation doit être relié au boîtier, lequel doit être correctement relié à la terre.
b. Mécanisme de commande et instrument indicateurLe mécanisme de commande et l’instrument indicateur doivent être assemblés à bord pour faciliter les opérations, la surveillance et les retouches.
c. ComposantsLes composants mentionnés ici sont ceux qui ont tendance à subir des pannes ou des dysfonctionnements et qui doivent être disposés à des endroits où ils sont faciles à entretenir ou à remplacer, comme les disjoncteurs ou les condensateurs électrolytiques. Le tube à vide doit pouvoir être inséré ou retiré avec peu d’efforts. Les points de test nécessitant des inspections fréquentes doivent être disposés de manière raisonnable afin d’être facilement accessibles.
d. Composants haute puissanceLes composants de forte puissance ont tendance à générer beaucoup de chaleur lorsqu’ils fonctionnent, ils doivent donc être disposés à des endroits où la chaleur peut être facilement dissipée dans l’ensemble du mécanisme. Par exemple, les transistors de forte puissance sont généralement montés sur la face externe de la plaque arrière avec un radiateur. Des ventilateurs ou des dispositifs thermostatiques doivent être ajoutés si nécessaire.
e. Circuit haute fréquence. En dehors des règles générales de disposition des composants,circuits haute fréquencedoivent être conformes à l’exigence suivante :
1). Des mesures d’isolation doivent être mises en œuvre entre les circuits haute fréquence et les circuits basse fréquence lorsqu’ils partagent la même base ou sont situés sur le même circuit imprimé. Le circuit unitaire doit être utilisé comme structure de blindage offrant de hautes performances de blindage et une capacité de réglage. Le blindage du tube à vide doit être réalisé indépendamment.
2). Les composants métalliques ne doivent pas être installés à proximité de fils de blindage inconnus, car ils peuvent réduire la valeur d’inductance du film et le facteur de qualité. Une distance suffisante doit être maintenue lorsqu’ils doivent être installés.
3). Les composants à haute fréquence et à fort potentiel ainsi que les fils de connexion concernés doivent être disposés à des endroits éloignés du boîtier ou de la paroi de blindage afin de réduire la capacité répartie. Des fils de cuivre nu écroui argentés doivent être utilisés lorsque les fils de connexion ne sont pas trop longs, de sorte que la position tende à rester inchangée, que les paramètres répartis soient stables et que les pertes diélectriques restent relativement faibles.
4). Pour éviter un couplage parasite supplémentaire, les composants des circuits haute fréquence doivent être fixés par leur propre structure plutôt que par des pièces de fixation externes.
• Traçage
a. Sol. Une fois la base métallique appliquée, il est optimal de placer des fils de cuivre épais comme fils de masse au bas de la base. Les fils de masse du PCB dépendent généralement d’une disposition sur une grande surface, disposés au bord de la carte, avec les composants reliés à la masse à proximité, ou avec tous les points de masse reliés à la masse en un seul point. Les fils de masse haute fréquence reposent généralement sur des fils de cuivre plats afin de réduire l’impédance de contrôle des fils de masse.
b. HarnaisLes faisceaux doivent être fixés près de la base de l’appareil ou sur le châssis. Les conducteurs dans les circuits haute fréquence doivent être intégrés aux faisceaux avant le blindage. Les fils haute fréquence provenant de différents chemins de retour ne doivent pas être placés dans le même faisceau ni disposés en parallèle. Ils peuvent plutôt être croisés verticalement.
c. Fils de connexion et conducteurs. Les conducteurs des composants ou les fils de connexion doivent être aussi courts et rectilignes que possible. Cependant, ils ne doivent pas être trop tendus, car il faut conserver une flexibilité suffisante pour le débogage et la maintenance.
Dans les circuits haute fréquence, les fils de connexion doivent avoir un diamètre et une longueur aussi réduits que possible. Les matériaux isolants ne doivent pas présenter une constante diélectrique ou des pertes diélectriques élevées. Si des conducteurs doivent être disposés en parallèle, la distance entre eux doit être augmentée autant que possible.
