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<font dir="auto" style="vertical-align: inherit;"><font dir="auto" style="vertical-align: inherit;">Pourquoi l'assemblage CMS est le choix privilégié pour la fabrication de PCBA : coût, rapidité et précision
2024-10-24Journaliste: SprintPCB
Qu'est-ce que l'assemblage SMT ?
La technologie de montage en surface (CMS) est une méthode d'assemblage électronique qui consiste à monter les composants électroniques directement sur la surface d'un circuit imprimé (PCB), sans recourir aux techniques traditionnelles de perçage traversant. Comparé à la technologie de perçage traversant, le CMS simplifie le processus de production, réduit le besoin de perçage et l'utilisation de broches complexes, et permet la fabrication de composants électroniques plus petits et plus compacts.
Processus d'assemblage SMT
L'assemblage CMS se caractérise par un haut niveau d'automatisation, permettant un placement rapide et précis des composants sur les circuits imprimés. Ce processus comprend plusieurs étapes clés :
Application de la pâte à souder :
Les pastilles de soudure sont préparées avec de la pâte à braser, généralement appliquée au pochoir, similaire à la sérigraphie. Ce pochoir assure une application précise de la soudure aux endroits où seront placés les composants montés en surface (CMS). La pâte à braser agit à la fois comme adhésif et conducteur, permettant aux composants de se fixer solidement à la carte.
Placement automatisé des composants :
Une fois la pâte à braser appliquée, des machines hautement spécialisées prélèvent et placent les composants sur la carte avec une précision extrême. Les composants sont alimentés par bobines ou par plateaux, puis la machine aligne et positionne chaque composant sur les pastilles de soudure correspondantes. Ce niveau d'automatisation élimine le placement manuel, réduisant ainsi les erreurs humaines et augmentant la vitesse de production.
Soudure par refusion :
L'étape suivante est la soudure par refusion, qui consiste à chauffer l'ensemble de la carte pour faire fondre la pâte à braser et créer une liaison permanente entre les composants et le circuit imprimé. Des fours de refusion sont utilisés pour ce faire, et plusieurs méthodes peuvent être employées, notamment : - La refusion infrarouge : cette méthode utilise le rayonnement infrarouge pour chauffer la soudure ; - La refusion par convection : l'air chaud circule dans le four pour répartir la chaleur uniformément ; - La refusion en phase vapeur : un liquide vaporisé transfère la chaleur à la soudure, permettant un contrôle précis de la température. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients, notamment en matière de protection de l'environnement, comme la soudure sans plomb, qui nécessite des températures plus élevées.
Assemblage double face :
Si la conception du circuit imprimé nécessite des composants sur les deux faces, le processus est répété pour la face opposée. Il faut veiller à ce que les composants de la première face ne soient pas endommagés lors du second cycle de chauffage. Des composants thermosensibles peuvent être ajoutés ultérieurement pour éviter toute exposition au processus de refusion.
Nettoyage et élimination des résidus :
Après soudure, les circuits imprimés contiennent souvent des résidus de flux ou de soudure qui peuvent provoquer des courts-circuits s'ils ne sont pas éliminés. Des procédés de nettoyage permettent d'éliminer l'excès de matériau et de préserver les circuits imprimés de toute contamination.
Inspection et essais :
L'assemblage CMS implique des inspections et des tests rigoureux pour garantir la qualité. Les systèmes d'inspection optique automatisée (AOI) comparent le produit final à une image de référence pour détecter des problèmes tels que des composants mal alignés, une soudure insuffisante ou des pièces manquantes. De plus, des tests fonctionnels vérifient que le circuit fonctionne comme prévu avant l'expédition.
Avantages de l'assemblage CMS dans la fabrication de PCBA
La technologie de montage en surface (CMS) offre plusieurs avantages notables pour la fabrication de circuits imprimés , notamment en termes d'efficacité, de réduction des coûts et de flexibilité de conception en production de masse. Voici un aperçu de ces avantages :
Réduction des coûts
La technologie CMS réduit considérablement les coûts de production en simplifiant le processus de fabrication. La technologie traditionnelle de perçage traversant nécessite le perçage et l'insertion de broches de composants, ce qui est chronophage et augmente les coûts de fabrication. La technologie CMS élimine la plupart des besoins de perçage, améliorant ainsi l'efficacité du processus. De plus, les composants CMS sont plus petits et plus légers, ce qui réduit la consommation de matières premières et engendre des économies supplémentaires.
Des appareils plus petits et plus légers
La technologie CMS permet de monter les composants des deux côtés du circuit imprimé, augmentant ainsi considérablement la densité des composants et la flexibilité de conception. La petite taille des composants CMS permet des conceptions de circuits imprimés plus compactes, un atout crucial pour des secteurs tels que les smartphones, les tablettes, les objets connectés et l'aérospatiale, où la miniaturisation et une efficacité élevée sont essentielles.
Automatisation et cohérence
Le processus d'assemblage CMS est hautement automatisé, grâce à l'utilisation de machines pour positionner et souder les composants avec précision. Les équipements CMS modernes permettent de positionner des dizaines de milliers de composants par heure avec une grande précision, accélérant ainsi la production et réduisant les erreurs et les défauts. Cette automatisation améliore la régularité de la production, garantissant qualité et stabilité pour la production à grande échelle.
Performances électriques améliorées
Les composants CMS sont généralement plus petits et leurs broches sont plus courtes, ce qui réduit la résistance et l'inductance du circuit, améliorant ainsi la transmission du signal et les performances électriques globales. Cet avantage est particulièrement important pour les applications haute fréquence, telles que les communications 5G, les centres de données et les appareils de calcul haute performance.
Flexibilité de conception améliorée
La technologie CMS élimine le besoin de trous traversants, permettant aux concepteurs de monter des composants des deux côtés du circuit imprimé. Cela offre une plus grande liberté de conception, rendant les circuits plus compacts et plus performants, et permettant l'intégration de fonctionnalités plus avancées, notamment dans les dispositifs à espace restreint. De plus, les composants CMS peuvent coexister avec les composants traversants, s'adaptant ainsi aux conceptions nécessitant une résistance mécanique ou une gestion thermique plus élevées.
Évolutivité pour la production de masse
Le haut niveau d'automatisation du SMT le rend hautement évolutif, permettant aux fabricants de circuits imprimés d'augmenter leur production sans compromettre la qualité. Cette évolutivité est cruciale pour des secteurs comme l'électronique grand public et l'automobile, où des millions d'unités peuvent être produites chaque année. Le SMT offre une solution efficace pour les opérations à grande échelle avec un taux de défaut minimal.
Vitesse d'assemblage et intervention manuelle réduite
La technologie CMS réduit le recours à l'intervention manuelle par rapport à la technologie traditionnelle à trous traversants. Ces techniques nécessitent l'alignement manuel des broches des composants et leur insertion dans les trous percés, tandis que la technologie CMS s'appuie sur des machines automatisées pour le placement des composants, ce qui augmente considérablement la vitesse de production et réduit les erreurs humaines. Les équipements automatisés peuvent placer plus de 25 000 composants par heure, améliorant ainsi encore l'efficacité.
Densité des composants et assemblage double face en CMS
Le CMS permet d'intégrer davantage de composants dans un même espace, augmentant ainsi la densité des composants et permettant aux appareils électroniques modernes d'être plus fonctionnels tout en conservant un encombrement réduit. L'assemblage double face est un autre avantage clé du CMS : il permet de monter les composants des deux côtés du circuit imprimé, optimisant ainsi l'utilisation de l'espace et autorisant des conceptions plus complexes. Cette flexibilité est particulièrement avantageuse pour les appareils sensibles à la taille, tels que les smartphones et les technologies portables.
Coexistence avec des composants traversants
Bien que la technologie CMS soit devenue la norme pour la plupart des assemblages de circuits imprimés, certaines applications nécessitent encore des composants traversants, notamment pour les connecteurs d'alimentation et les dissipateurs thermiques nécessitant une résistance mécanique accrue. Composants CMS et traversants peuvent cohabiter sur une même carte, offrant ainsi aux concepteurs davantage d'options et conciliant fiabilité et flexibilité.
Le rôle clé du SMT dans l'électronique moderne
L'assemblage CMS a révolutionné le processus de fabrication de circuits imprimés, offrant des avantages allant au-delà des économies de coûts et de l'automatisation. En éliminant le perçage, en réduisant les interventions manuelles et en augmentant la vitesse et la flexibilité de production, le CMS est devenu l'épine dorsale de la fabrication électronique moderne. La capacité à produire des circuits imprimés plus petits, plus légers et plus complexes a fait du CMS une technologie indispensable pour l'avenir de l'électronique. Grâce à des avantages tels qu'une fiabilité et des performances accrues et une évolutivité accrues pour la production de masse, le CMS est devenu la méthode privilégiée par les fabricants du monde entier. Face à la demande croissante d'appareils électroniques compacts et performants, le CMS restera un moteur de progrès dans les secteurs de l'électronique grand public, de l'aérospatiale, de l'automobile et des télécommunications.
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