Éléments essentiels de l’assemblage SMT

SMT, forme abrégée de Surface Mount Technology, un type deAssemblage de PCB (Printed Circuit Board)La technologie désigne la technique consistant à souder directement les composants sur la surface du PCB afin de remplacer la THT (Through-Hole Technology), qui nécessite le perçage de trous. Cet article abordera les éléments essentiels de l’assemblage SMT afin que les lecteurs puissent en saisir les grandes lignes.

Introduction du SMT

Lorsque l’assemblage SMT est utilisé dans la fabrication de produits électroniques, les composants à broches courtes ou sans broches (SMC ou SMD) sont placés sur les positions correspondantes du circuit imprimé ou de la carte de base. Ensuite, un brasage par refusion ou par vague est appliqué afin de fixer définitivement les composants sur la carte.

Attributs de la SMT

a. Miniaturisation

Les SMC/SMD se caractérisent par une légèreté, un faible volume et une grande précision de montage, de sorte que le poids et le volume des PCB assemblés passant par la technologie SMT représentent environ un dixième de ceux passant par la technologie THT. Par conséquent, le volume du produit final utilisant la SMT peut être réduit de 40 % à 60 %, tandis que le poids peut être diminué de 60 % à 80 %.

b. Haute performance

La soudure des composants dans l’assemblage SMT présente un faible taux de rejet et une meilleure capacité de résistance aux vibrations.

c. Haute fiabilité

Les produits électroniques utilisant l’assemblage SMT présentent une haute fréquence, avec une réduction des interférences EMI (interférences électromagnétiques) et RF.

d. Haute efficacité

L’assemblage SMT rend la fabrication automatique si accessible qu’il améliore l’efficacité de production.

Comparaison entre SMT et THT

La raison pour laquelle l’assemblage THT est progressivement remplacé par l’assemblage SMT réside dans le fait que le THT ne parvient pas à répondre aux exigences actuelles de miniaturisation dans le domaine de l’électronique. Par conséquent, l’assemblage SMT doit être appliqué afin que les composants soient « collés » à la surface de la carte au lieu de la traverser.

La procédure détaillée de l’assemblage SMT est indiquée ci-dessous :

La procédure d’assemblage SMT peut être simplifiée en quatre étapes suivantes : impression de la pâte à braser, montage des composants, refusion de la brasure et inspection.

Matériaux utilisés dans l’assemblage SMT

Les matériaux utilisés dans l’assemblage SMT comprennent la pâte à braser, l’adhésif, le flux, l’agent de nettoyage, le milieu de transfert de chaleur, etc.

Pâte à braser

Dans la procédure d’assemblage SMT, la pâte à braser joue à la fois le rôle de matériau de soudure et d’adhésif pour fixer les SMC/SMD sur la surface du PCB. Les principaux alliages de la pâte à braser, Sn63/Pb37 et Sn62/Pb36/Ag2, présentent des performances globales équilibrées, tandis que Sn43/Pb43/Bi14 offre de bonnes performances pour une pâte à braser à basse température de fusion. L’IMC Sn-Pb se distingue par sa résistance et sa mouillabilité, de sorte qu’il est considéré comme l’alliage de soudure le plus adapté.

Flux

Dans la procédure d’assemblage SMT, le flux joue un rôle en aidant à ce que la soudure se déroule sans heurts. Le flux est classé en flux acide et flux à base de résine, jouant un rôle dans l’élimination des oxydes et des saletés de la surface métallique et dans le mouillage de cette surface.

Adhésif

L’adhésif joue un rôle dans la fixation des CMS dans l’assemblage SMT afin d’empêcher les CMS d’être déplacés et de tomber.

Agent de nettoyage

L’agent de nettoyage est utilisé pour éliminer les résidus sur la carte laissés par la pâte à braser, etc. L’agent de nettoyage doit présenter de bonnes performances chimiques et une stabilité thermique. De plus, il ne doit pas se décomposer pendant le stockage et l’application, ni réagir chimiquement avec d’autres substances chimiques. En outre, il ne doit pas corroder le matériau de contact, tout en étant non inflammable et faiblement toxique. Le nettoyage doit être effectué en toute sécurité et avec de faibles pertes au cours de la procédure, et il doit être réalisé efficacement dans le temps et à la température définis.

Technologie de montage SMC/SMD

SMC, abréviation de Surface Mount Component (composant monté en surface), comprend principalement les composants à puce rectangulaire, les composants à puce cylindrique, les composants à puce composites et les composants à puce de forme spéciale. SMD, abréviation de Surface Mount Device (dispositif monté en surface), est un type de composant utilisé pour l’assemblage SMT.

Machine de pose de composants

Structure

Le poseur de composants est un équipement automatisé de haute précision utilisé pour l’assemblage SMT, contrôlé par ordinateur et intégrant l’optique, l’électricité et la mécanique.

Efficacité de montage

La précision et la vitesse de montage doivent être soigneusement prises en compte lors du choix d’une machine de pose de composants. Ainsi, la manière d’améliorer et de garantir l’efficacité de montage de la machine de pose de composants constitue la responsabilité principale pour augmenter efficacement la qualité des produits et l’efficacité de fabrication, tout en réduisant les coûts.

Éléments influençant le poseur de composants

Les éléments affectant le déplacement du poseur de composants incluent la structure de l’axe X-Y, l’erreur de déplacement de l’axe X-Y, l’inspection de l’axe X-Y, l’effet du déplacement de l’axe Z de la buse à vide sur l’erreur de montage, etc.

Système visuel

Pour fixer avec précision des composants à pas fin sur la carte, les éléments de pixel et le facteur de grossissement optique de la caméra doivent être définis de manière scientifique.

Système logiciel

Le système logiciel du poseur de composants à haute précision dépend d’un système de contrôle informatique secondaire, utilisant généralement une interface DOS mais parfois une interface Windows ou un système d’exploitation UNIX. Le système se compose d’un logiciel de contrôle central, d’un système de programmation automatique, d’un système de contrôle du poseur et d’un logiciel de traitement visuel.

Décharge électrostatique (ESD)

Électricité statique générée dans les produits électroniques

Le flux immobile d’électricité est appelé électricité statique, générée par l’accumulation de charges positives et de charges négatives. En tant que forme d’énergie électrique, l’électricité statique existe à la surface des objets ; il s’agit d’un phénomène qui se produit lorsqu’un déséquilibre partiel survient entre les charges positives et négatives. L’électricité statique cause des dommages aux produits électroniques, avec des caractéristiques de dissimulation, de potentialité, de caractère aléatoire et de complexité.

Particularité de l’ESD

L’électricité statique présente une certaine part de hasard, de sorte que tous les produits électroniques ne subissent pas nécessairement ses dommages. L’énergie chargée par l’électricité statique est généralement faible et, par conséquent, le produit électronique endommagé par l’électricité statique ne présentera pas immédiatement de mauvais fonctionnement. Les dommages peuvent même ne pas être clairement visibles lorsque les produits quittent l’entrepôt.

Mesures de protection ESD

a. Des mesures de protection contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être mises en place dans l’atelier de fabrication ;

b. Un bracelet antistatique et des gants doivent être portés ;

c. L’ancrage doit être réalisé ;

d. Des inspections statiques doivent être mises en œuvre chaque trimestre.

La technologie de montage en surface (SMT) a transformé l’assemblage des circuits imprimés en permettant de souder les composants directement sur la carte, tout en conservant les avantages évidents de la technologie à trous traversants (THT). Elle aide les produits électroniques à devenir plus petits, plus efficaces et à offrir une meilleure fonctionnalité et de meilleures performances globales.

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