Dans cet article informatif, Schurter se penche sur les dilemmes entre montage traversant et montage en surface. sans souci et l'histoire des solutions. Les composants électriques et électroniques sont disponibles dans différentes tailles et technologies de montage. Le classique est la technologie traversante (THT) ; son homologue moderne est la technologie de montage en surface (SMT). Malheureusement, ces deux technologies, combinées dans presque tous les appareils électroniques, nécessitent des méthodes de soudage différentes. Un dilemme? Oui et non.
Au début du 20ème siècle, aucun PCB n'existait. Tous les composants disponibles à l'époque étaient câblés librement à la main. Ce n'est que vers 1920 que les premiers prototypes voient le jour : des pistes conductrices embouties rivetées sur du papier dur et maintenues ensemble par des ressorts en tôle. En 1943, l'ingénieur viennois Paul Eisler a obtenu un brevet pour un PCB, avec un succès modéré pendant assez longtemps. Le câblage manuel est resté la norme pendant une bonne décennie.
Technologie de trou traversant (THT) C'est au début des années 1950 que le PCB a lentement été accepté. Près de Düsseldorf, la technologie des trous débouchants est née dans la Ruwel-Werke. Les fils de connexion des composants ont été insérés à travers des trous percés dans le PCB, qui étaient munis de pistes conductrices en cuivre sur leur face inférieure. Cette approche a simplifié la production et, en même temps, réduit le taux d'erreur lors du câblage. Aujourd'hui, cela s'appelle THT : Through Hole Technology.
La technologie de montage en surface (SMT) n'est pas beaucoup plus récente, même si elle est utilisée pour presque tous les produits électroniques modernes. Ses débuts se situent dans les années 1960, développés par IBM pour les calculateurs des missions Saturne et Apollo. Les raisons de ce développement à l'époque étaient les conditions d'espace exigu dans les vaisseaux spatiaux et une réduction circuit impédance pour augmenter les fréquences de commutation.
Miniaturisation SMT et THT ont aujourd'hui une place fixe dans la production de chaque entreprise EMS. EMS signifie « Electronics Manufacturing Services », c'est-à-dire la production et l'assemblage d'ensembles complets. La demande croissante des clients pour les appareils électroniques mobiles met de plus en plus l'accent sur la technologie de montage en surface.
Habituellement, les composants SMT sont beaucoup plus petits et permettent donc des appareils finaux plus compacts. Les smartphones en sont le meilleur exemple. Sans SMT, ils seraient impensables dans leur forme actuelle. Contrairement au montage traversant, les composants SMT sont « collés » directement sur la surface cuivrée de la carte, puis soudés dans un four de refusion. Un circuit imprimé CMS permet souvent un assemblage des deux côtés, doublant ainsi la densité d'assemblage entièrement automatisée possible.
Les hybrides en conséquence Cependant, seuls certains composants peuvent être réduits en taille à volonté. Les appareils électroniques fixes ont presque toujours une alimentation électrique intégrée. Traditionnellement, il s'agit d'un transformateur, Condensateurs, des résistances et un redresseur. Cependant, même les alimentations à découpage fréquemment utilisées aujourd'hui ne peuvent pas être "réduites" à des dimensions miniatures, en fonction de la puissance requise. Le pouvoir a besoin d'espace. Si, par exemple, l'alimentation doit également être placée sur la carte de circuit imprimé SMT, cela devient rapidement une pression serrée pour un transformateur. Ou considérons la question de la protection par fusible : Si un fusible saute en cas de surintensité, il serait extrêmement utile que ce fusible puisse être remplacé sans grand effort. Ce besoin a conduit à des hybrides : des cartes de circuits imprimés SMT contenant d'autres trous de perçage pour les composants THT.
Les conséquences d'un hybride L'utilisation de deux technologies a des conséquences sur le processus de brasage. Pour le fournisseur EMS, chaque carte doit subir deux processus de soudure. Un pour les composants montés en surface (méthode de refusion) et un second pour les composants en montage traversant (soudage à la vague). Deux procédés de soudage sont associés à des coûts nettement plus élevés et à un temps de production plus long. De plus, deux systèmes de soudage doivent être disponibles. Mais il y a aussi d'autres inconvénients.
Problème : Vieillissement Si un PCB hybride doit passer par deux processus de soudure, de nombreux composants sont chauffés deux fois à des températures bien supérieures à 200°C. Cela ne leur est pas bénéfique et des températures élevées réduiront la durée de vie de tout composant électronique. Problème : mauvais placement Le processus de double soudure présente un risque supplémentaire de par sa mise en œuvre pratique : il arrive généralement que les composants THT soient insérés après le processus de soudure par refusion pour SMT. En particulier, le placement manuel des composants pour le deuxième cycle de brasage dans le bain à la vague implique un risque massivement accru de mauvais placement.
Approche : pas d'hybrides Pour éviter ces problèmes, il existe plusieurs approches. Le plus simple est de les empêcher complètement de se produire. En d'autres termes, n'utilisez que des composants SMT ou THT. Ensuite, un seul processus de soudure est toujours suffisant. Cependant, cela n'est souvent pas possible dans la pratique en raison des propriétés techniques que le produit final à souder doit avoir.
Alternative : THR L'abréviation THR signifie "Through Hole Reflow". Les THR sont des composants dotés de la technologie à trou traversant. Cependant, ces composants THR sont conçus pour un assemblage automatisé et une contrainte thermique élevée dans le four de refusion. Pendant le processus d'assemblage, une pâte est d'abord imprimée dans les vias pour les broches THT, puis le composant est poussé à travers la pâte à souder. Au fur et à mesure que la pâte fond dans le four de refusion, la soudure liquide se rétracte dans les vias en raison des forces de mouillage et de capillarité, formant un joint de soudure propre. Deux technologies, un procédé de soudage. Très efficace!
Retour à (fusible) protection Dans cet esprit, nous devrions revoir la protection du circuit d'un circuit imprimé entièrement assemblé automatiquement. Il serait très avantageux d'installer un porte-fusible sur la carte SMT, qui peut être soudé immédiatement dans le processus de refusion. De tels porte-fusibles existent. Le porte-fusible ouvert résistant aux fils incandescents Schurter OGN est un classique, et il est conçu pour des fusibles 5×20 de différents courants nominaux et caractéristiques de déclenchement. Il peut également être facilement converti en porte-fusible fermé à l'aide d'un couvercle si vous le souhaitez. Trois versions sont désormais disponibles : THT classique, SMT et THR, entièrement compatible avec la version THT. La bonne solution pour presque toutes les applications. Un processus de soudure suffit.
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