Dans le monde en constante évolution de la fabrication électronique d’aujourd’hui, la technologie de montage en surface (SMT) est une technologie innovante qui a transformé la façon de monter les composants électroniques sur les circuits imprimés (PCB). La SMT est au cœur de presque tous les appareils électroniques modernes, permettant aux fabricants de produire des dispositifs électroniques toujours plus petits et plus efficaces, allant des téléphones mobiles aux machines industrielles. Pour ceux qui travaillent dans des secteurs reposant sur des systèmes électroniques précis et sophistiqués, il est important de posséder des connaissances en SMT.
Comprendre la technologie de montage en surface
La technologie de montage en surface (SMT) est une méthode de réalisation de circuits électroniques dans laquelle les composants sont fixés à la surface des circuits imprimés (PCB). Cette méthode est utilisée à la place de la technologie traditionnelle à trous traversants, dans laquelle les broches des composants étaient insérées dans des trous percés sur le PCB. La justification du passage à la SMT réside dans le besoin d’une précision accrue, de dimensions réduites et de coûts abordables dans la fabrication électronique.
Les dispositifs montés en surface (SMD) sont des composants spécialement conçus pour ce type d’assemblage. Les composants n’ont pas besoin de broches traversant la carte, ce qui simplifie grandement la fabrication et en réduit la main-d’œuvre. À la place, ils sont assemblés sur les pastilles de surface du PCB, généralement au moyen d’un procédé appelé brasage par refusion.
Contexte de la SMT
La technologie de la SMT trouve ses racines dans les années 1960, lorsque IBM fut l’un des premiers utilisateurs à adopter une méthode alors connue sous le nom de montage planaire. Ce n’est toutefois qu’au cours des années 1980 que la SMT a obtenu une acceptation universelle à travers le monde, stimulée par la miniaturisation des composants électroniques et la demande de produits électroniques plus robustes et multifonctionnels.
Au milieu des années 1980, la technologie de montage en surface dépassait déjà les méthodes conventionnelles ; les composants montés en surface ne détenaient encore que 10 % du marché dès 1986, mais leur part de marché augmenta rapidement. En 1990, la majorité des assemblages de circuits imprimés utilisaient la technologie SMT en raison de sa nette supériorité en termes de vitesse, d’efficacité et de capacités de disposition à haute densité. D’autres expressions sont également normalement associées à la technologie de montage en surface (SMT). Elles sont :
SMD – Composants montés en surface
SMA – Assemblage en montage en surface
SMC – Composants montés en surface
SMP–Boîtier à montage en surface
SME – Équipement de montage en surface
Avantages du SMT
Miniaturisation :L’un des avantages les plus significatifs de la technologie SMT est la capacité de produire des composants beaucoup plus petits. Cette miniaturisation permet de fabriquer facilement des appareils compacts et légers destinés aux dispositifs portatifs, un facteur crucial dans le secteur actuel de l’électronique grand public à évolution rapide.
Densité et capacités accrues :La technologie SMT permet également de monter des composants sur la face arrière d’un circuit imprimé. Cette fonctionnalité augmente considérablement la densité des circuits, les concepteurs pouvant intégrer davantage de capacités dans des espaces plus réduits, ce qui permet aux appareils d’être plus riches en fonctionnalités sans être plus volumineux.
Réduction des coûts et automatisation :La procédure SMT est hautement automatisée, ce qui réduit la main-d’œuvre et accélère la production. Cela automatise la fabrication pour la rendre plus fiable et moins coûteuse en termes de coût de main-d’œuvre. De plus, la réduction de la quantité de plomb utilisée entraîne une diminution du coût des composants.
Amélioration des performances et fiabilité :Les composants sont soudés avec une faible longueur de broches en technologie SMT. Cette longueur réduite signifie moins de capacités et d’inductances parasites, ce qui contribue à améliorer les performances en haute fréquence et la fiabilité.
Souplesse de conceptionLa technologie SMT offre une plus grande flexibilité de conception et peut accueillir, si nécessaire, un mélange de composants SMT et de composants traditionnels à insertion traversante, ce qui est parfois utilisé dans des schémas hybrides ou complexes.
Aperçu du processus de fabrication SMT
Le processus de production SMT peut être divisé en plusieurs étapes, toutes importantes pour fournir un produit final efficace :
Préparation SMC et PCB :Les CMS et le circuit imprimé sont préparés pour l’assemblage. La carte contient des pastilles de soudure – plates et généralement plaquées étain-plomb. Des pastilles plus petites, généralement plaquées argent ou or, existent également. Ces pastilles facilitent le montage des composants. La pâte à braser est appliquée sur le circuit imprimé à l’aide d’un pochoir correspondant à ces pastilles.
Impression de pâte à braser:La pâte à braser est un mélange de métal de soudure en poudre et de flux, déposé à l’aide du pochoir. La pâte maintient temporairement les composants en place et facilite la soudure en nettoyant les surfaces et en empêchant l’oxydation.
Placement des composantsDes machines de placement extrêmement avancées déposent les CMS sur le PCB avec une très grande précision à l’aide de buses à vide ou de préhension. Il s’agit d’une étape critique, car tout composant mal positionné peut entraîner des défauts longs et coûteux à corriger.
Brasage par refusion:Après le montage des composants, le PCB est soudé par refusion. La carte est passée dans un four de refusion, où elle est chauffée progressivement, ce qui permet à la pâte à braser de fondre et de former des connexions solides entre la carte et les composants.
Nettoyage et inspection :Le circuit imprimé est nettoyé pour éliminer tout résidu de flux après la soudure. Il est ensuite soumis à des processus d’inspection rigoureux, notammentInspection optique automatisée (AOI),Inspection par rayons Xet d'autres procédures pour détecter toute faille ou tout défaut.
Défis et considérations
Bien que la technologie SMT présente de nombreux avantages, elle fait face à certains défis. La petite taille des composants peut entraîner des problèmes d’assemblage et d’installation. De plus, le coût de l’investissement initial dans les outils d’automatisation, ainsi que l’expertise technique requise, peut être très élevé.
La fixation des cartes SMT est également plus complexe que celle de leurs homologues à trous traversants, en raison de la difficulté supplémentaire liée à la gestion de composants de petite taille et étroitement regroupés. Des équipements de haute précision sont nécessaires pour les tests et l’inspection, ce qui exige des investissements importants en formation et en ressources financières.
La technologie de montage en surface (SMT) est une technologie de pointe qui a complètement transformé la façon de monter les composants électroniques sur les circuits imprimés. En montant directement les composants à la surface des PCB, la SMT facilite la conception d’appareils électroniques plus petits, plus efficaces et moins coûteux. Grâce à ses agencements à haute densité et à son degré plus élevé d’automatisation, cette méthode d’assemblage est à l’origine de presque tous les appareils électroniques modernes et permet de franchir un immense pas en avant en termes de complexité et de fonctionnalité des circuits. Alors que les entreprises exigent de plus en plus des technologies plus petites et plus complexes, la SMT ne sera jamais à la traîne pour soutenir ces avancées. Pour suivre le rythme rapide du progrès technologique, connaître et appliquer la SMT est important pour toutes les personnes impliquées dans la production d’appareils électroniques.
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Ressources utiles
•Les faits les plus essentiels sur la technologie de montage en surface (SMT)
•Assemblage en technologie de montage en surface (SMT)
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•Éléments essentiels de l’assemblage SMT
•Application de la technologie de montage en surface (SMT) sur les boîtiers à matrice de billes (BGA)
•Mesures de contrôle des procédés pour éliminer les défauts dans l’assemblage SMT
