Face à la demande mondiale de produits électroniques plus résistants à la chaleur et plus légers, tels que les ordinateurs portables et les smartphones, les fabricants, petits et grands, ont continué de recourir à l'assemblage CMS pour produire en série ces produits. Le marché de cette technologie devrait croître de plus de 8.1 % entre 2023 et 2032.
Alors, qu'est-ce que l'assemblage CMS ? En quoi diffère-t-il des méthodes d'assemblage traditionnelles ? Dans cet article, nous expliquerons en détail ce qu'est le CMS, le procédé CMS et les avantages de l'assemblage de circuits imprimés CMS.
Qu'est-ce que le SMT : les bases
SMT (technologie de montage en surface) est une technique d'assemblage de composants électroniques de petite taille.
L'assemblage CMS consiste à assembler des composants CMS, tels que des diodes, des résistances et des condensateurs, sur un substrat laminé (PCB). Cette conception permet un placement compact des composants, optimisant ainsi l'espace du PCB.
L'assemblage CMS joue un rôle crucial dans l'industrie actuelle. Il permet, par exemple, de réduire la taille des composants de plus de 50 %. De plus, il améliore la dissipation thermique et réduit la consommation d'énergie des composants.
Qu'est-ce que le CMS ?
CMS (Composants Montés en Surface) est un acronyme de « Composants Montés en Surface ». Ce sont des composants montés ou fixés sur un circuit imprimé. Leurs bornes courtes les maintiennent fermement au plan du circuit imprimé. Les condensateurs, les LED, les transistors et les résistances en sont des exemples.
Processus d'assemblage SMT clé
L'assemblage CMS de composants comporte six étapes principales :
a. Mise en page et conception
La conception du circuit imprimé consiste à trouver un espace utilisable sur la carte pour l'insertion des CMS. Afin de garantir la bonne adhésion de chaque composant, des calculs sont effectués pour déterminer la taille, la forme et l'épaisseur de la carte. Les techniciens déterminent ensuite les positions et orientations optimales des composants.
b. Fabrication de circuits imprimés
La fabrication commence par la sélection de matériaux à base de silice époxy adaptés, comme le FR4 et le FR5. Ensuite, la couche de circuit imprimé est fabriquée. Ensuite, la couche de feuille de cuivre est créée par gravure et laminage, suivie de la couche de sérigraphie, appliquée par sérigraphie et séchage de l'encre.
Une fois les couches correctement alignées, du cuivre fondu est déposé sur la disposition précédemment conçue sur le PCB, et l'excès de cuivre est retiré le long des chemins de la carte.
c. Conception et fabrication de pochoirs
Le choix des matériaux est intégré à cette procédure, par exemple le choix des matériaux les plus adaptés, comme l'acier inoxydable, pour le rendu. Le pochoir est ensuite réalisé par découpe laser ou gravure chimique.
d. Application de pâte à souder
Cela comprend le préchauffage de la soudure jusqu'à obtenir une pâte avant son application sur le circuit imprimé, à une température comprise entre 220 et 250 °C. La pâte est ensuite estampée sur le circuit imprimé à l'aide d'un pochoir. À la fin du processus, la carte et la pâte sont laissées à température ambiante.
e. Placement des composants
Il se concentre sur l'utilisation de machines de pose pour fixer les modules de circuits imprimés sur la carte. Avant de placer les pièces au bon endroit, elles sont triées sur des bobines ou des plateaux. La machine soulève ensuite chaque pièce et la dépose à l'emplacement souhaité.
Ensuite, l’opérateur effectue un contrôle visuel pour s’assurer que tous les composants sont correctement positionnés.
f. Essais et inspections
Cette opération vise à vérifier l'intégrité des éléments assemblés. Pour ce faire, les opérateurs utilisent des machines d'inspection automatisée par rayons X (AXI) ou d'inspection optique automatisée (AOI) pour vérifier les soudures.
Les concepteurs effectuent ce test pour détecter des défauts tels que des ponts de soudure ou un positionnement incorrect des composants du circuit.
g. Nettoyage
Cette approche permet de détoxifier le PCB en utilisant des techniques de nettoyage de surface telles que le nettoyage par ultrasons ou le nettoyage au solvant. À cette fin, on utilise de l'isopropanol ou de l'eau déionisée pour essuyer les surfaces du circuit imprimé.
Avantages de l'assemblage CMS
Dans l'industrie, les fabricants sont généralement désireux d'appliquer cette technologie à la production de masse de composants en raison des nombreux avantages qu'elle offre. Quelques-uns de ces avantages sont présentés ci-dessous.
a. Il a une bonne efficacité thermique
L'assemblage CMS permet une meilleure gestion thermique car il réduit la taille des CMS fixés au circuit imprimé. Les lignes d'assemblage sont équipées de pastilles thermiques, de vias et d'autres techniques de réduction de la chaleur pour équilibrer la dissipation thermique du système.
b. Rentabilité
La technologie SMT réduit les coûts de main-d’œuvre grâce à des unités de production automatisées qui réduisent les problèmes de qualité des produits causés par des erreurs humaines.
c. Il prend en charge les conceptions de circuits imprimés complexes
Grâce à l'assemblage SMT, il est possible de placer des motifs complexes de dispositifs sur la carte, car les composants peuvent être positionnés dans une zone plus compacte de la carte.
d. Il offre une durabilité et une fiabilité supérieures
En raison de la forte adhérence des dispositifs montés sur la surface du PCB, qui empêche les dommages causés par les chocs, les contraintes thermiques et mécaniques, le processus de fixation SMT permet d'obtenir des PCB très durables.
e. Besoins d'espace réduits
Les techniques de montage en surface sont plus compactes que les technologies classiques à trous traversants. Cela s'explique principalement par la réduction de la taille des composants montés en surface (CMS) qui peuvent être fixés directement sur le circuit imprimé sans aucun trou.
Inconvénients de l'assemblage SMT
Bien qu'utilisée quotidiennement dans l'industrie électronique, la technologie CMS reste associée à des problèmes et difficultés, ce qui la rend peu adaptée aux petits fabricants. Parmi ces défis, on peut citer :
a. Il est difficile et coûteux de réparer
La réparation de la plupart des circuits CMS est difficile en raison de la compacité des composants. La forte densité de montage limite l'espace disponible pour le remplacement des composants défectueux. Les réparations deviennent alors longues et coûteuses.
b. Nécessite un investissement initial élevé
Le coût initial de l'équipement et la formation du personnel sont très élevés lors de la mise en place d'une ligne de production CMS. En raison de cette forte intensité capitalistique, cette technologie est moins attractive pour les petites entreprises disposant de budgets limités.
c. Complexité des tests
Les composants électroniques plus petits utilisés dans la technologie SMT augmentent les défis pour les techniciens effectuant une inspection visuelle, par rapport à la technologie traditionnelle à trous traversants.
d. Il est très sensible à la chaleur
Plusieurs dispositifs SMT sont sensibles aux effets thermiques lors de leur fabrication, ce qui entraîne à son tour une durée de vie plus courte.
e. Cela rend l'application de la pâte à souder difficile
La présence de soudure dans le processus de fabrication CMS engendre divers problèmes, notamment un mouillage insuffisant, l'oxydation et un mauvais alignement des composants. Ces défauts peuvent entraîner des problèmes de connectivité électrique qui dégradent l'intégrité du produit final.
Obtenez les services d'assemblage de circuits imprimés CMS de PCBasic
Vous recherchez des services d'assemblage de circuits imprimés fiables ? Chez PCBasic, nous sommes spécialisés dans l'assemblage de circuits imprimés CMS et proposons des solutions d'assemblage CMS de haute qualité pour divers secteurs. Notre procédé CMS avancé garantit précision, efficacité et rentabilité.
Avec PCBasic, vous obtenez :
✔ Assemblage CMS automatisé à grande vitesse
✔ Approvisionnement fiable en composants CMS
✔ Contrôle qualité rigoureux dans chaque assemblage de circuits imprimés CMS
✔ Services d'assemblage de circuits imprimés abordables avec une chaîne d'approvisionnement mondiale
Conclusion
Les avantages de l'assemblage CMS, tels que le gain de place et les bonnes performances opérationnelles, sont incontournables malgré les problèmes qu'il soulève. En particulier, le coût élevé des réparations rend le système très onéreux pour les petites entreprises. Malgré cela, le CMS reste le choix privilégié pour la fabrication électronique, malgré l'essor de la production de dispositifs économes en énergie.
Pour les étudiants, les ingénieurs ou les fabricants en formation, connaître les avantages et les inconvénients du SMT est essentiel pour utiliser efficacement la technologie.
