En 1960, la technologie de montage en surface (CMS) a commencé à se développer. Son utilisation s'est généralisée dans les années 1980. Dès 1990, elle était utilisée dans de nombreux assemblages de circuits imprimés haut de gamme. Les composants électroniques traditionnels ont été repensés pour être fixés directement sur une feuille métallique ou un capuchon à la surface du circuit imprimé. En résumé, la technologie CMS fait partie intégrante de l'assemblage électronique. La fabrication CMS consiste à fixer les composants électroniques sur la surface du circuit imprimé. Les composants électroniques montés de cette manière sont appelés composants montés en surface (CMS). Cette technologie remplace les pistes conductrices classiques qui devaient passer par des trous percés.
Comparée au montage traversant, la technologie CMS (Composants Montés en Surface) permet d'utiliser des composants électroniques plus petits. Elle autorise ainsi un placement plus fréquent des composants sur les deux faces de la carte. Aujourd'hui, la quasi-totalité des appareils commercialisés utilisent la technologie de montage en surface en raison de ses nombreux avantages dans le processus de fabrication des circuits imprimés. Grâce à ces avantages, la technologie CMS minimise les coûts de production tout en optimisant l'espace disponible sur la carte. Cet article présente les différents avantages de la technologie de montage en surface.
petite taille et poids léger
La technologie de montage en surface (CMS) permet de placer les composants plus près de la carte. Il est ainsi possible de concevoir des circuits imprimés plus petits. Par conséquent, les appareils assemblés peuvent être plus légers et plus compacts.
Dans des conditions normales, les composants CMS sont 60 à 80 % plus petits que leurs homologues traversants. On peut même réduire la taille et le volume de certains composants jusqu'à 90 %. Par conséquent, les composants électroniques CMS sont beaucoup plus petits et plus légers que les composants traversants. Ils occupent donc moins d'espace sur le circuit imprimé, ce qui les rend plus compacts et plus fins.
Les composants CMS (composants montés en surface) ne nécessitent généralement ni insertion ni soudure, ce qui explique leur taille généralement plus réduite que celle des composants traversants (PTH). Les composants CMS n'exigent pas de longues pattes, permettant ainsi aux concepteurs d'intégrer davantage de composants dans un espace plus restreint. Cette fonctionnalité peut ensuite être obtenue sur la carte grâce aux composants traversants. De plus, en raison de leur taille et de leur volume, les composants CMS sont généralement moins chers que les composants traversants. Enfin, ils sont plus facilement disponibles.
À bas prix
La fabrication CMS permet une production en série plus rapide que la fabrication traditionnelle car elle ne nécessite pas de perçage du circuit imprimé pour l'assemblage. De ce fait, le coût initial de fabrication est inférieur. Les circuits imprimés CMS sont plus petits et ne requièrent aucun trou métallisé. De plus, de nombreux composants CMS coûtent moins cher que les composants électroniques traversants, ce qui contribue à réduire le coût de fabrication des circuits imprimés CMS.
Grâce à leur conception plus compacte et plus fine, les composants montés en surface (CMS) voient leurs coûts d'emballage et d'expédition réduits. Auparavant, l'assemblage de cartes électroniques nécessitait l'insertion manuelle des broches des composants traversants dans les trous métallisés. Ce n'est plus le cas avec la fabrication CMS. L'utilisation de machines de placement automatisées permet un positionnement automatique des composants sur la carte, ce qui diminue les coûts de traitement et de production.
La fabrication SMT présente une surface de boucle de rayonnement réduite grâce à son format compact et à la faible inductance de ses broches. Elle offre ainsi une meilleure compatibilité électromagnétique (émissions rayonnées réduites). Les broches des composants n'ont pas besoin d'être pliées, formées ou raccourcies pour la fabrication SMT. Ceci raccourcit le processus global et accroît la productivité. L'expérience montre que le coût de traitement d'un même circuit fonctionnel est inférieur à celui de l'interpolation traversante, ce qui réduit généralement le coût total de production de 30 % à 50 %.
Technologie de montage en surface
Les cartes de circuits imprimés fabriquées par le procédé SMT sont plus compactes et les circuits plus rapides. Face à la demande croissante de vitesse pour les appareils électroniques, le procédé de fabrication SMT est de plus en plus prisé des fabricants. De plus, ses composants haut de gamme permettent le multitâche.
Les composants peuvent être placés des deux côtés de la carte et permettent de connecter d'autres composants. La tension superficielle de la soudure fondue aligne les composants avec les pastilles et corrige automatiquement les petites erreurs de positionnement.
La fabrication SMT garantit une faible résistance et une faible inductance au niveau des connexions. Cela réduit les effets néfastes des signaux RF et offre des performances haute fréquence meilleures et plus prévisibles.
Haut niveau d'automatisation
La plupart des composants CMS peuvent être facilement montés sur la carte grâce à des systèmes de placement automatiques. Les composants passifs, en grande quantité, sont chargés dans la machine de placement à partir d'une bobine, tandis que les autres sont chargés à partir d'un distributeur tubulaire ou d'un plateau. Ceci constitue une différence majeure avec les composants PTH, qui nécessitent généralement un assemblage manuel. Les composants CMS sont généralement moins chers que les composants PTH en raison de leur taille et de leur volume. Ils sont également plus facilement disponibles car la demande est forte. La standardisation, la sérialisation et la constance des conditions de soudage des composants CMS permettent une automatisation poussée. Les défaillances de composants dues au soudage sont ainsi considérablement réduites, ce qui améliore la fiabilité.
Faible niveau de bruit
L'assemblage de circuits imprimés CMS (composants montés en surface) permet une haute densité de composants, notamment pour les circuits imprimés double face et les circuits imprimés multi-composants. Grâce à leur faible latence, ces cartes assurent une transmission de signaux à haut débit. De plus, l'absence de broches ou la présence de broches courtes dans les composants CMS réduit les interférences radiofréquences. Enfin, les circuits imprimés CMS offrent une meilleure immunité aux vibrations et sont moins bruyants. L'absence de broches ou la présence de broches courtes dans les composants permet d'abaisser les paramètres de distribution du circuit et de réduire les interférences radiofréquences.
Pratique et économique
Aujourd'hui, la quasi-totalité des appareils fabriqués industriellement utilisent la technologie de montage en surface (CMS) car elle offre de nombreux avantages lors de la fabrication des circuits imprimés. De plus en plus, les composants pour circuits imprimés sont proposés sous forme de boîtiers CMS. Cela rend la fabrication avec la technologie CMS très pratique et économique.
Les composants assemblés en SMT sont non seulement compacts, mais offrent également une densité de soudure élevée. Lorsque la pâte thermique est déposée sur les deux faces du circuit imprimé, la densité d'assemblage peut atteindre 5.5 à 20 points de soudure par cm². Les circuits imprimés assemblés en SMT permettent une transmission de signal à haute vitesse grâce à la réduction des courts-circuits et des latences. De plus, ils sont plus résistants aux vibrations et aux chocs, ce qui est essentiel pour un fonctionnement ultra-rapide des appareils électroniques.
Procédés impliqués dans la fabrication MT
La fabrication SMT se compose généralement de plusieurs processus de fabrication SMT hautement automatisés qui comprennent les étapes de base suivantes.
Matériel de conseil:
Les pastilles (sans trous) et la pâte à braser sont appliquées par un procédé similaire à la sérigraphie. Le positionnement du circuit imprimé est contrôlé par des pochoirs précis afin de garantir que le matériau est appliqué uniquement là où il est nécessaire. Cela permet de minimiser les coûts.
- Machine automatique de placement de composants. Elle positionne avec précision les composants CMS et autres composants requis sur la carte. Ces composants sont généralement acheminés vers la machine via des bobines ou des bandes. En fabrication CMS, les composants tels que les circuits intégrés sont livrés dans un support antistatique. La carte est ensuite soumise à l'opération de brasage. La fabrication CMS consiste à chauffer les pastilles jusqu'à ce que la pâte à braser appliquée fonde et fixe les composants à la carte.
-
Répétez le processus de placement/soudure pour la face arrière lorsque les deux faces du circuit imprimé sont utilisées pour les composants.
- Tout composant thermique présent sur le circuit imprimé peut être monté après soudure automatique, soit manuellement, soit par un procédé n'endommageant pas les composants.
- La carte est ensuite nettoyée afin d'éliminer l'excès de flux ou les résidus de soudure. Ces résidus peuvent provoquer des courts-circuits au niveau des composants en raison des tolérances de placement très serrées propres à la fabrication CMS.
- Une fois le produit fini, nettoyé et séché, il est prêt pour le contrôle qualité final. Ce contrôle vise à détecter les composants manquants, les problèmes d'alignement et les défauts de soudure susceptibles d'engendrer des problèmes. Des équipements permettent d'automatiser ces contrôles.
- La carte inspectée est ensuite soumise aux tests de circuit et fonctionnels requis.