Assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA) : guide étape par étape

L’assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA) consiste à monter des composants électroniques sur un PCB fabriqué via le dépôt de pâte à braser, le placement SMT, le brasage par refusion, l’inspection et les tests finaux. Un flux de travail PCBA bien contrôlé est essentiel pour les performances électriques, la fiabilité et le rendement global de fabrication.

Ce guide fournit un aperçu clair et étape par étape du processus complet d’assemblage de cartes de circuits imprimés.

Chez JLCPCB, la fabrication et l’assemblage de PCB sont intégrés dans un seul écosystème : les composants sont approvisionnés, la pâte à braser est appliquée avec des pochoirs de précision, les machines SMT placent les pièces avec exactitude, et des profils de refusion optimisés garantissent des soudures uniformes. Ce flux de travail rationalisé permet aux ingénieurs de passer plus efficacement de la conception au matériel fini.

Assemblage de PCB chez JLCPCB

Le service d’assemblage de PCB JLCPCB est une solution fiable et efficace pour répondre aux besoins en fabrication électronique des clients. En offrant un assemblage de haute qualité à un prix accessible, JLCPCB est devenu un choix privilégié pour les ingénieurs recherchant une fabrication PCBA fiable.

Une qualité d’assemblage constante contribue directement à de meilleures performances des circuits et à une fiabilité à long terme. C’est pourquoi JLCPCB accorde une grande importance au contrôle des processus à chaque étape de fabrication. Chaque opération est réalisée par des techniciens qualifiés et expérimentés afin de garantir des résultats optimaux.

1) Notre équipe vérifie les fichiers nécessaires et les détails de la commande.

2) Fabrication du pochoir SMT (si nécessaire).

3) Programmation de nos machines à partir de la nomenclature (BOM) et du fichier Centroid avant l’arrivée des composants. Toute incohérence détectée dans les fichiers sera traitée.

4) Une fois tous les matériaux reçus, notre équipe effectue un audit du kit de composants. Les écarts ou questions supplémentaires sont traités. Toutes les questions doivent être résolues avant le début du délai d’assemblage.

5) Si tous les matériaux sont reçus avant 12h (PST), le délai d’assemblage commence le jour ouvrable suivant. Les matériaux reçus après 12h (PST) seront considérés comme reçus le jour ouvrable suivant, afin de laisser le temps nécessaire au processus d’audit du kit.

6) Les composants SMT sont assemblés en premier à l’aide de nos équipements automatisés. La première carte subit un contrôle qualité approfondi pour vérifier le placement et la polarité des composants. Les cartes sont ensuite inspectées (visuellement et à l’aide d’une machine AOI) à la sortie du four de refusion.

7) Les composants BGA sont inspectés par rayons X afin de vérifier la précision du placement et de détecter d’éventuels ponts de soudure.

8) Après l’assemblage SMT, les cartes sont lavées lorsque cela est applicable.

9) Les composants traversants (thru-hole) sont insérés et soudés à la main ou à l’aide d’une machine de soudage sélectif, selon la quantité et la conception de la carte.

10) Après l’assemblage traversant, les cartes sont à nouveau lavées lorsque cela est applicable.

11) Une inspection qualité finale est réalisée.

12) Les cartes assemblées finies et tous les matériaux excédentaires sont préparés pour l’emballage.

Quels fichiers sont requis pour une commande d’assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA) ?

1. Fichiers Gerber : définissent toutes les couches de fabrication du PCB et sont utilisés uniquement pour la fabrication de la carte.

2. BOM (Bill of Materials / nomenclature) : liste tous les composants, les références, les empreintes (footprints) et les quantités nécessaires à l’assemblage.

👉 Voir et télécharger un exemple de BOM

3. Fichier CPL (Component Placement List / fichier Pick & Place – PNP) : fournit les coordonnées XY, la rotation et l’information de face (dessus/dessous) pour les machines de placement SMT.

👉 Voir et télécharger un exemple de CPL

Voici la traduction en français :

Quelles informations contiennent ces fichiers d’assemblage de PCB ?

Fichiers Gerber : fichiers de conception du PCB incluant toutes les couches (cuivre, masque de soudure, sérigraphie, pâte à braser, etc.).

Fichier de placement des composants (fichier CPL / Pick & Place) : contient les emplacements des composants, leurs rotations et les désignations de référence.

Nomenclature (BOM – Bill of Materials) : au format Excel. Votre BOM doit inclure :

• Désignations de référence
• Quantité de chaque composant
• Référence fabricant
• Description du composant
• Type (SMT, traversant, pas fin, BGA, etc.)
• Description du boîtier (QFN32, SOIC, 0805, etc. — utile mais non obligatoire)

Si les fichiers sont conçus avec EasyEDA, le logiciel génère automatiquement des fichiers compatibles avec le service d’assemblage JLCPCB.

Processus d’assemblage PCB étape par étape

Étape 1 – Préparation des composants
Étape 2 – Application de la pâte à braser
Étape 3 – Inspection de la pâte à braser (SPI)
Étape 4 – Placement des composants (Pick & Place)
Étape 5 – Brasage par refusion
Étape 6 – Inspection de l’assemblage
Étape 7 – Tests finaux et validation
Étape 8 – Assemblage final et emballage

1 – Préparation des composants

Dès que le client téléverse les fichiers de conception du PCB, les ingénieurs de JLCPCB préparent les « données pour la fabrication » et lancent l’approvisionnement des composants électroniques nécessaires à l’assemblage.

Les composants sont ensuite préparés pour être chargés dans les chargeurs (feeders) des machines Pick & Place. L’assemblage inclut tous les composants disponibles dans la bibliothèque JLCPCB, couvrant aussi bien les composants CMS (SMD) que traversants (THT).

Les clients peuvent sélectionner leurs composants directement depuis la bibliothèque JLCPCB, qui propose plus de 350 000 références classées par catégories. Les composants sont automatiquement reconnus par le système d’assemblage à partir du fichier BOM fourni par le client. Toutes les informations nécessaires (préfixe, quantité, etc.) sont préparées en amont et mises en attente de l’étape de fabrication du PCB.

2 – Application de la pâte à braser

Afin de réduire les délais, la préparation du pochoir (stencil) est réalisée en parallèle de la fabrication du PCB et de la préparation des composants. Le pochoir est essentiel pour déposer la quantité exacte de pâte à braser sur chaque pastille.

La pâte à braser est appliquée uniquement sur les zones exposées des pastilles après raclage à travers le pochoir. JLCPCB utilise un processus entièrement automatisé pour le dépôt et l’inspection de la pâte à braser. Dès que le PCB sort de la fabrication, il est directement transféré vers l’étape d’application de la pâte.

3 – Inspection de la pâte à braser (SPI)

L’application de la pâte à braser est vérifiée via le processus SPI (Solder Paste Inspection). Cette inspection évalue la quantité et la géométrie de la pâte déposée afin de garantir que chaque pastille reçoit la quantité nécessaire pour une connexion fiable.

JLCPCB utilise des machines automatisées combinant inspection optique automatisée (AOI) et caméras X-Ray haute définition. Le système compare les images en temps réel avec un modèle de référence pour déterminer si le dépôt est conforme. Cette étape réduit considérablement les défauts d’assemblage et améliore la fiabilité du produit final.

4 – Placement des composants (Pick & Place)

Une fois la pâte à braser appliquée, les composants sont placés à l’aide de machines Pick & Place de haute précision. Ces machines sont équipées de multiples feeders capables de recevoir des composants en bobines, tubes ou plateaux.

Les bras de la machine saisissent les composants et les positionnent avec précision sur le PCB. Les coordonnées X et Y ainsi que la rotation sont définies par un programme créé par les ingénieurs JLCPCB à partir du fichier Pick & Place (CPL) fourni par le client.

5 – Brasage par refusion

Le brasage par refusion est la méthode la plus couramment utilisée pour fixer les composants CMS sur les PCB. JLCPCB utilise des fours de refusion adaptés à différentes tailles de cartes et à des vitesses de ligne optimisées.

La qualité de l’assemblage dépend fortement du profil de refusion. Les composants, le PCB et la pâte à braser sont préchauffés, puis la soudure est fondue selon un profil thermique précis afin d’éviter tout dommage dû à une surchauffe et d’assurer des joints de soudure fiables.

6 – Inspection de l’assemblage

Il s’agit d’un niveau supplémentaire d’assurance qualité dans le processus d’assemblage. Une fois les composants soudés sur le PCB, il est essentiel de vérifier que toutes les pièces sont correctement fixées et exemptes de défauts tels que des désalignements, des soudures froides ou des courts-circuits entre pastilles. Une caméra optique est utilisée pour cette inspection afin de distinguer les composants conformes des composants défectueux. L’état de l’assemblage est évalué en comparant les éléments inspectés à une image de référence idéale fournie par les ingénieurs de JLCPCB.

Dans certains cas spécifiques où la caméra ne permet pas de visualiser les pastilles, une machine d’inspection par rayons X est utilisée pour contrôler l’assemblage, en particulier pour les composants dont les pastilles sont cachées sous le boîtier (comme les boîtiers BGA).

Les techniques d’inspection courantes comprennent :

• Inspection optique automatisée (AOI) : les machines AOI utilisent des caméras pour scanner le PCB et détecter des défauts tels que des composants manquants, des désalignements ou des problèmes de soudure.
• Inspection par rayons X : pour les cartes comportant des composants complexes ou très denses, l’inspection par rayons X permet de révéler des défauts invisibles, comme des vides ou une quantité insuffisante de soudure dans les boîtiers BGA (Ball Grid Array).
• Inspection manuelle : des techniciens qualifiés inspectent visuellement le PCB sous grossissement afin de détecter les défauts non repérés par les systèmes automatisés.

Tout défaut identifié lors de l’inspection est corrigé par des opérations de retouche (rework), telles que la ressoudure de composants ou le remplacement des pièces défectueuses, lorsque cela est nécessaire.

7 – Tests finaux et validation

Une fois l’assemblage du PCB terminé, la carte subit une série de tests afin de vérifier sa fonctionnalité et ses performances. Les tests couramment réalisés comprennent :

1. Test en circuit (ICT – In-Circuit Testing) : l’ICT vérifie les connexions électriques, les valeurs des composants et la continuité des circuits sur le PCB assemblé.

2. Test fonctionnel : ce test simule le fonctionnement du PCB dans son application finale afin de s’assurer qu’il se comporte comme prévu dans des conditions réelles d’utilisation.

3. Test de vieillissement accéléré (Burn-In) : pour les applications à haute fiabilité, le test de burn-in soumet le PCB à des périodes prolongées de fonctionnement à des températures élevées afin d’identifier les défaillances précoces.

La réussite de ces tests est essentielle pour garantir que le PCB respecte toutes les spécifications et fonctionne de manière fiable dans le produit final.

8 – Assemblage final et emballage

Après la réussite des tests, le PCB est prêt pour l’assemblage final et l’emballage. Cette étape peut inclure l’intégration du PCB dans son boîtier, sa connexion à d’autres sous-ensembles ou son incorporation dans un système plus large. Le produit final est ensuite emballé, étiqueté et préparé pour l’expédition.

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Nous disposons d’une ligne d’assemblage PCB spécialisée et entièrement automatisée, capable de gérer aussi bien de petits volumes (à partir de 2 pièces) que des séries allant jusqu’à 80 000 pièces. Grâce à nos plateformes interconnectées EasyEDA et LCSC, nous proposons une solution tout-en-un couvrant la conception, la fabrication et l’assemblage de PCB.

Suivez les étapes ci-dessous pour commander votre premier PCBA :

1. Télécharger : téléversez vos fichiers Gerber, BOM et CPL afin d’obtenir un devis instantané pour votre PCB.

2. Sélectionner : choisissez les composants à assembler. Les tarifs d’assemblage débutent à 8,00 $ de frais de mise en place, avec un coût minimal de 0,0017 $ par point de soudure.

3. Recevoir : un processus rationalisé couvrant la commande, l’approvisionnement des composants et le prototypage PCB, vous permettant d’itérer, d’améliorer vos conceptions et de livrer dans les délais.

Pour aller plus loin : Processus d’assemblage SMT expliqué et équipements utilisés

Conclusion

L’assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA) est un processus complexe et structuré en plusieurs étapes, nécessitant précision, contrôle qualité et expertise. De la conception au placement des composants, en passant par le brasage et les tests, chaque phase joue un rôle essentiel pour garantir la fiabilité et la fonctionnalité du produit final.

Que vous soyez un amateur réalisant un petit projet ou un fabricant produisant des volumes importants d’appareils électroniques, comprendre le processus PCBA est indispensable pour obtenir des résultats réussis. Avec les bons outils, les techniques adaptées et une attention rigoureuse aux détails, il est possible de réaliser des assemblages PCB de haute qualité répondant aux exigences de l’électronique moderne.

Après l’assemblage complet des cartes, ainsi que leur inspection et leurs tests approfondis, les circuits imprimés produits sont nettoyés puis livrés aux clients de JLCPCB. À première vue, le processus d’assemblage peut sembler simple, mais il comprend de nombreuses étapes complexes qui doivent être exécutées avec soin afin de produire une carte fiable et fonctionnelle à un prix compétitif.

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