Qu'est-ce que le CMS (dispositif à montage en surface) ?
Le SMD (Surface Mount Device) est un dispositif électronique qui place des composants directement sur la surface d'un PCB. Il a été développé à l'origine par IBM aux États-Unis. Après 20 ans de développement, il est progressivement devenu populaire sur le marché et a progressivement remplacé TREMPER (boîtier traversant double en ligne) est devenue la méthode d'emballage la plus courante pour les modules LED.
Qu'est-ce que la technologie SMT (Surface Mount Technology) ?
Outre SMD, il existe un autre terme similaire, souvent source de confusion : SMT (Surface Mount Technology).
SMT fait référence aux produits qui utiliser la technologie d'emballage CMS. Cela diffère considérablement de la technologie DIPT (technologie de boîtier double en ligne à trous traversants) que nous avons mentionnée précédemment.
Le SMT convient à une utilisation sur des objets plus précis, tandis que le DIPT convient à une utilisation sur des objets plus grands, tels que grands transformateurs, les modules LED à pas de pixel élevé (c'est-à-dire les modules LED avec un pas de pixel supérieur à 10 mm) et la puissance de dissipation thermique des semi-conducteurs.
Les composants CMS sont généralement beaucoup plus petits que les composants traversants et sont disponibles dans une variété de types différents selon le type d'application, tels que des broches courtes, des fils, des contacts plats, des matrices à billes de soudure (BGA) ou des bornes de corps de composant.
Les composants traversants, en revanche, ont généralement des conducteurs plus longs et sont donc très faciles à distinguer visuellement.
Processus de production CMS
Tout d’abord, nous devons aligner le gabarit du PCB avec la surface du circuit imprimé, puis utiliser une raclette pour appliquer uniformément la pâte à souder afin de garantir que les pastilles sont uniformément réparties et contiennent une quantité contrôlée de pâte à souder appropriée.
Deuxièmement, les composants sont installés avec précision dans leurs emplacements respectifs sur la carte à l'aide d'une machine de placement ou d'un placement manuel. Notez que lorsque vous travaillez manuellement, assurez-vous de saisir la position de contrôle précise. Si vous constatez qu'il n'est pas complètement aligné, vous pouvez déplacer doucement le circuit imprimé pour éviter tout désalignement. En effet, un circuit imprimé mal aligné finira par endommager le circuit imprimé.
Troisièmement, le circuit imprimé passe dans un four de refusion, qui expose le circuit imprimé au rayonnement infrarouge, augmentant ainsi la température de la pâte à souder. Lorsque la pâte à souder atteint le point de fusion, des joints de soudure se forment et adhèrent fermement au circuit imprimé.
Ensuite, une machine AOI ou une machine d'inspection optique automatique est utilisée pour effectuer plusieurs contrôles de qualité sur le circuit imprimé. L'inspection actuelle est complétée par une inspection visuelle de la carte, comme l'alignement des composants et la vérification des ponts de soudure.
Quatrièmement, utilisez une basse tension pour effectuer un test de mise sous tension sur le circuit imprimé afin de vérifier si les lignes et les joints de soudure à l'intérieur du circuit imprimé peuvent passer le courant pour garantir que le circuit imprimé peut être utilisé normalement.
Introduction aux avantages du SMT
Fabriquer des circuits imprimés plus précis
Étant donné que les composants CMS ont des broches plus courtes, voire inexistantes, des mesures plus précises Cartes PCB peuvent être fabriqués par CMS. Prenons l'exemple des modules LED : il est très difficile d'utiliser la technologie d'insertion traversante pour produire des modules LED avec un pas de pixel inférieur à 10 mm, et encore moins des modules LED avec un pas de pixel plus petit, comme P2 et P1.
Assemblage efficace
Le processus d'assemblage SMT est entièrement automatisé et le taux d'erreur est inférieur à 1 sur 100 000. Pendant le processus d'assemblage automatique de PCB, il est sûr et rapide, maximisant l'efficacité de l'assemblage.
Utiliser des connexions de soudure stables
Les composants CMS assurent un maintien sûr sur le circuit imprimé. Chaque pôle est doté de deux pastilles utilisées par le fabricant. Même les plus petits composants électroniques peuvent y être intégrés. De plus, la machine assure une meilleure stabilité du circuit imprimé et le protège mieux des interférences externes.
Traitement fiable
Pour fabriquer des composants montés en surface, certains fabricants utilisent du LCP, un plastique haute performance. Il garantit une stabilité dimensionnelle optimale et un alignement précis de la grille. La substance est très résistante à la chaleur pour la soudure, ce qui garantit une méthode de connexion CMS fluide, cohérente et fiable.
De plus, afin d'assurer le bon déroulement des services PCB et de réduire les coûts de reprise, une inspection AOI sera effectuée une fois l'installation du montage en surface terminée. Cet équipement d'inspection est placé à la sortie de la soudure par refusion.
Tolérance à long terme
La machine subit des tests d'endurance rigoureux avant de quitter l'usine, ce qui lui permet de fonctionner à haute fréquence pendant une longue période.
Composants nécessaires lors du packaging CMS
Résistances CMS
Il existe deux variantes de base de résistances à montage en surface :
Couche épaisse :
Contrairement aux résistances axiales où un film résistif est déposé sur un noyau circulaire, les résistances à montage en surface à couche épaisse sont fabriquées en masquant le film résistif sur la surface d'un substrat plat en oxyde d'aluminium de haute pureté. La valeur de résistance a été calculée en modifiant la composition de la suspension résistive avant le criblage et en coupant le film au laser après le criblage.
Couche mince :
Les résistances à couche d'étain ont des bornes soudables sur les côtés et une couche protectrice sur le dessus. Elles ont un élément résistif sur un substrat en céramique. Sur les substrats en céramique, le bloc a une couche adhésive, une sous-couche de barrière en nickel et une couche de soudure imprégnée ou électrolytique. La barrière en nickel est essentielle pour maintenir la soudabilité des bornes.
Résistance du réseau (RA/RN)
Une résistance réseau est composée de plusieurs résistances intégrées entre elles, c'est pourquoi on l'appelle aussi résistance. Lorsqu'elle est intégrée dans un circuit intégré, on peut également l'appeler résistance intégrée.
Dans la puce céramique avancée du réseau de résistances, des électrodes métalliques sont présentes à chaque extrémité pour connecter les éléments résistifs à couche épaisse. Généralement, la puce contient plusieurs résistances de valeur similaire, ce qui la rend idéale pour les circuits de mémoire numérique.
Condensateur à puce
Les condensateurs à puce sont également appelés condensateurs céramiques multicouches (MLCC) ou condensateurs monolithiques, qui se présentent sous la forme de blocs rectangulaires. Il s'agit d'une puce en céramique formée en empilant des diaphragmes diélectriques en céramique avec des électrodes imprimées (électrodes internes) de manière décalée, puis en les frittant à haute température en une seule fois.
Ensuite, une couche métallique (électrode externe) est scellée aux deux extrémités de la puce pour former une structure de type monolithique, d'où le nom de condensateur monolithique. Il s'agit d'un dispositif de stockage d'énergie, et l'unité de capacité est le Farad (F).
Inducteur à puce
Les inductances à puce, comme les condensateurs à puce, ont de nombreux noms, tels qu'inductances de puissance, inductances à courant élevé, inductances à haute puissance à montage en surface, etc.
Sa fonction principale est de convertir l'énergie électrique en énergie magnétique et de la stocker sous forme de composant de base monté en surface. L'unité d'inductance est H. Il existe deux types d'inductances à puce : avec couvercle magnétique et sans magnétique couverture. Ils sont principalement composés d'isolant et de fil émaillé.
Transformateur CMS
Un transformateur est un type de transformateur de tension alternative fabriqué selon la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique.
Bien que les transformateurs CMS soient différents des transformateurs conventionnels en termes de tension, de courant, de capacité d'enroulement, etc., puisque la structure et le principe globaux sont les mêmes, nous ne ferons pas de distinctions plus détaillées.
Diodes et transistors
Les diodes sont composées de deux matériaux semi-conducteurs, présentent une conductivité unidirectionnelle et sont des composants polaires. Par conséquent, le courant entrant par l'électrode positive rencontre une résistance négligeable. En revanche, si le courant entre par l'électrode négative, la résistance est élevée.
La triode est un composant plus complexe avec trois électrodes : émetteur, base et collecteur. Sa fonction principale est d'amplifier les signaux électriques faibles et en même temps de maintenir stable la tension de sortie du circuit en CMS.
Circuit intégré à puce
Les circuits intégrés CMS combinent des composants tels que des diodes, des condensateurs, des inducteurs et des résistances sur de petits semi-conducteurs appelés circuits intégrés (CI).
Oscillateur à cristal
Un oscillateur à cristal est un dispositif à quartz à deux bornes recouvert d'argent. Son rôle est de générer la fréquence d'oscillation et donc le signal d'horloge du dispositif.
