montage en surface

La technologie de montage en surface (CMS) place les composants électroniques directement sur la surface plane d'une carte de circuit imprimé (PCB) plutôt que d'insérer les broches des composants à travers des trous percés. Le composant repose sur des plages de cuivre exposées, et la refusion de la soudure le fixe en place. Cela diffère du montage traversant, où les broches passent à travers la carte et sont soudées sur la face arrière.

Les composants montés en surface sont généralement beaucoup plus petits que leurs équivalents traversants. Une résistance 0603, par exemple, mesure 0,06 par 0,03 pouce et pèse moins d'un dixième de gramme. Les condensateurs, les inductances, les circuits intégrés en boîtiers BGA (Ball Grid Array) et même les connecteurs existent tous en versions montées en surface. Les composants eux-mêmes sont conçus avec des terminaisons plates: des plages plates sur les résistances et les condensateurs, des broches en aile de mouette sur les circuits intégrés SOIC (Small Outline Integrated Circuits), ou des billes de soudure sur les BGA.

La fabrication utilise des machines automatisées de placement (pick-and-place) pour positionner des milliers de composants par heure avec une grande précision, généralement à 0,1 millimètre près. Un four de refusion chauffe ensuite l'ensemble de la carte pour faire fondre la pâte à souder (généralement un alliage sans plomb tel que le SAC 305: étain, argent et cuivre) et créer les joints. Ce processus est plus rapide et plus reproductible que le soudage manuel, rendant le montage en surface essentiel pour la production en grand volume.

Compromis et contraintes

Les cartes montées en surface intègrent plus de composants dans un espace réduit et coûtent moins cher à fabriquer à grande échelle. Cependant, elles sont plus difficiles à réparer à la main, nécessitent un équipement de précision et de la pâte à souder, et exigent un contrôle minutieux des profils de température de refusion pour éviter d'endommager les composants ou le substrat de la carte. Le stress thermique peut fissurer les joints de soudure après de nombreux cycles de chauffage, de sorte que les applications sujettes aux vibrations ou les cartes soumises à des variations de température extrêmes nécessitent une conception soignée.

Le terme a gagné en popularité dans les années 1980, alors que les fabricants cherchaient à réduire la taille des cartes et les coûts d'assemblage. Aujourd'hui, le montage en surface domine l'électronique grand public, les télécommunications, l'automobile et le contrôle industriel. Les composants traversants ne persistent que là où la résistance mécanique, la facilité de réparation sur le terrain ou la gestion de courants élevés justifient l'encombrement plus important.