Un ingénieur autrichien a créé le premier circuit imprimé en 1943. Depuis, de nombreuses technologies ont vu le jour dans l'industrie électronique. Parmi elles, la technologie CMS (composants montés en surface) est essentielle. Aujourd'hui, beaucoup souhaitent en savoir plus sur la signification et les applications de la technologie CMS.
Les appareils électroniques sont de plus en plus petits. Par conséquent, le besoin de circuits imprimés plus petits s'est accru. Sans cela, les appareils modernes comme votre téléphone ou votre ordinateur ne pourraient pas être aussi compacts. La technologie CMS , qui utilise la technologie SMD, a rendu cela possible.
Contrairement aux circuits THT traditionnels, les composants CMS se montent directement sur le circuit imprimé. Aucun perçage n'est nécessaire ; de minuscules pastilles relient les différentes bornes du composant. Cette approche permet d'intégrer davantage de composants sur une surface réduite.
Que signifie SMD ? Que signifie SMD ?
L'acronyme SMD signifie « composant monté en surface ». Les composants SMD se déclinent en différents types, notamment des résistances, des condensateurs, des inductances, etc. Ce sont de petits composants électroniques utilisés sur les circuits imprimés. Des pistes les relient, leur permettant de communiquer et de réaliser différentes fonctions.
Les ingénieurs les placent directement sur la carte et les soudent sur des pastilles métalliques plates. Contrairement aux méthodes traditionnelles, elles ne nécessitent pas de perçage. Cette méthode est connue sous le nom de CMS (Composants Montés en Surface). Elle remplace les anciennes méthodes comme le montage traversant (THT) dans la fabrication moderne des circuits imprimés.
Ainsi, SMD signifie composant monté en surface, tandis que SMT signifie technologie de montage en surface. Le processus d'assemblage des composants SMD est appelé SMT.
Définition et signification fondamentale du SMD
La définition CMS (Composants Montés en Surface) va au-delà d'un simple type de composant pour circuit imprimé. Les composants CMS sont de petits composants dotés de pastilles de soudure au lieu de broches. Cela permet d'intégrer davantage de composants sur une surface réduite, contribuant ainsi à la compacité du circuit imprimé tout en garantissant des performances électriques optimales.
SMD désigne un type de composant basé sur sa conception et son assemblage. SMD ne désigne pas un seul composant, mais plusieurs composants électroniques possédant différentes caractéristiques et fonctions électriques.
Ainsi, l'appellation SMD peut désigner plusieurs choses. Il peut s'agir d'un composant passif simple ou d'un boîtier semi-conducteur sophistiqué. Le type détermine la taille, la forme et le nombre de bornes. Même des composants de qualité identique peuvent varier en taille ou en caractéristiques. La qualité d'un composant peut être améliorée en agissant sur son facteur de qualité (Q). Les composants à facteur Q élevé offrent généralement de meilleurs signaux.
Comprendre les dimensions des boîtiers CMS
La taille du boîtier CMS fait généralement référence à la taille physique du composant. Elle indique l'espace qu'il occupe sur le circuit imprimé. Deux systèmes de mesure sont couramment utilisés : le système impérial et le système métrique.
- Système impérial : Les codes impériaux sont utilisés en électronique standard et indiquent la longueur et la largeur. Il s'agit d'un code à quatre chiffres. Les deux premiers chiffres indiquent la longueur du circuit imprimé et les deux derniers, sa largeur. Par exemple, un boîtier 0603 correspond à un circuit imprimé de 0.06 pouce sur 0.03 pouce. Les formats courants incluent 0402, 0603, 0805 et 1206. Ils sont très répandus aux États-Unis.
- Système métrique : Les codes métriques sont similaires aux codes impériaux. Ce sont également des codes à quatre chiffres, mais ils diffèrent selon l’unité. Ils sont exprimés en millimètres. Les deux premiers chiffres indiquent la longueur et les deux derniers la largeur. Par exemple, le code métrique 1608 correspond à 1.6 mm x 0.8 mm. Généralement, l’Europe et l’Asie utilisent ce système de codage. Il est donc toujours conseillé de vérifier avant de commander.
Tailles et dimensions courantes des boîtiers CMS
Les boîtiers CMS sont généralement identifiés par leur taille impériale ou GB. Ces deux systèmes de mesure désignent généralement le même boîtier physique, mais utilisent des méthodes de numérotation différentes. Le code impérial est généralement basé sur les pouces, tandis que le code métrique est basé sur les millimètres.
| Imperial | Métrique | Dimensions (mm) | Puissance (R) |
| 01005 | 0402M | 04. x 0.2 XNUMX | 0.031W |
| 0201 | 0603M | 0.6 × 0.3 | 0.05W |
| 0402 | 1005M | 1.0 x 0.5 | 0.63W |
| 0603 | 1608M | 1.6 x 0.8 | 0.1W |
| 0805 | 2012M | 2.0 x 1.25 | 0.125W |
| 1206 | 3216M | 3.2 x 1.6 | 0.25W |
Quel format d'emballage choisir ?
Vous vous demandez peut-être comment choisir la taille de boîtier CMS adaptée à votre projet. Cela dépend généralement de l'espace disponible sur votre carte, de la méthode d'assemblage et des besoins du projet. Les petits boîtiers sont parfaits pour les petites cartes. Les boîtiers plus grands, quant à eux, sont plus faciles à souder et à contrôler.
- Le boîtier 0402 est idéal pour les circuits imprimés haute densité. Cependant, il n'est pas adapté au prototypage en raison de sa taille extrêmement réduite.
- Le format 0603 est un bon choix pour une conception compacte. Ce boîtier CMS peut convenir au prototypage.
- Le modèle 0805 offre généralement un bon compromis entre compacité et facilité de manipulation. C'est un choix judicieux pour l'assemblage automatisé.
- Le boîtier 1206, quant à lui, est comparativement plus grand. De ce fait, il est plus facile à visualiser et à manipuler. Il est particulièrement adapté aux prototypes, aux cartes de développement et aux circuits imprimés.
Différents boîtiers CMS et leurs dimensions
Comme indiqué, différents composants CMS sont disponibles dans de nombreux formats et formes de boîtier. La taille du boîtier peut dépendre du nombre de broches, de l'espace disponible sur la carte ou de la taille globale du composant. Le tableau ci-dessous présente généralement quelques boîtiers CMS courants et leurs dimensions.
| Forfait | Épingles | Taille du corps (mm) | Pakage | Épingles | Taille du corps (mm) |
| AUJOURD'HUI-23 | 3 | 2.9 x 1.3 x 1.0 | AUJOURD'HUI-23-5 | 5 | 2.9 x 1.6 x 1.0 |
| AUJOURD'HUI-89 | 3 | 4.5 x 2.5 x 1.5 | AUJOURD'HUI-223 | 4 | 6.7 x 3.6 x 1.8 |
| SOT-252(DPAK) | 3 | 9.9 x 6.5 x 2.3 | SOT-263(D2PAK) | 7 | 10.3 x 8.1 x 2.3 |
| SOD-123 | 2 | 2.8 x 1.8 x 1.0 | SOD-323 | 2 | 1.7 x 1.25 x 0.95 |
| SMA (DO-214AC) | 2 | 4.4 x 2.7 x 2.1 | PME (DO-214AA) | 2 | 5.0 x 3.6 x 2.2 |
| CMS (DO-214AB) | 2 | 7.9 x 5.9 x 2.4 | SEC-8 | 8 | 3.9 (largeur du corps) |
| SOIC-14/16 | 14-16 | 3.9 (largeur du corps) | POSST-8 | 8 | 3.0 (largeur du corps) |
| SSOP-16 | 16 | 5.3 (largeur du corps) | MSOP-8 | 8 | 3.0 (largeur du corps) |
| LQFP-32 | 32 | 7 x 7 | LQFP-48 | 48 | 7 x 7 |
| LQFP-64 | 64 | 10 x 10 | LQFP-100 | 100 | 14 x 14 |
| LQFP-144 | 144 | 20 x 20 | QFN-8 | 8 | 2 x 2 |
| QFN-16 | 16 | 3 x 3 | QFN-32 | 32 | 5 x 5 |
| QFN-48 | 48 | 6 x 6 | QFN-64 | 64 | 8 x 8 |
Types courants de composants CMS
Les composants CMS se déclinent en de nombreux types, tailles et propriétés. Chacun remplit une fonction différente au sein d'un même circuit électronique. Certains CMS contrôlent le courant, tandis que d'autres stockent de l'énergie ou commutent des signaux. Certains (puces) traitent des informations. Pour comprendre les CMS, il est essentiel de comprendre leur fonctionnement respectif.
| Nom du composant | Application typique | Types |
| Résistances CMS | Limitation du courant, division de tension et contrôle du signal | Couches épaisses, couches minces, couches métalliques et bobinages |
| Condensateurs CMS | Filtrage, stockage d'énergie et suppression du bruit | Céramique, tantale, électrolytique d'aluminium et film |
| Inducteurs CMS | Circuits de filtrage, de stockage d'énergie et de radiofréquence | Inductances bobinées, multicouches, en ferrite et de puissance |
| Diodes CMS | Redressement, protection contre les surtensions et commutation des signaux | Schottky, Zener, TVS, diodes électroluminescentes à commutation et LED |
| Transistors CMS | Commutation, amplification et contrôle du signal | BJT, MOSFET, JFET et IGBT |
| circuits intégrés CMS | Gestion du traitement, du contrôle, de la mémoire et du signal | Microcontrôleurs, processeurs, circuits intégrés de mémoire, amplificateurs et circuits intégrés logiques |
| Autres composants CMS | Protection des circuits, temporisation, détection et connexion | Fusibles, cristaux, LED, capteurs, thermistances et connecteurs |
Comment les composants CMS sont-ils montés sur un circuit imprimé ?
Comprendre la signification des composants CMS (composants montés en surface) implique également de comprendre comment ils sont montés sur un circuit imprimé. Comme leur nom l'indique, ces composants sont montés directement sur la surface du circuit imprimé. Aucun perçage n'est nécessaire. Il faut au moins deux pastilles de fixation pour le montage du composant CMS.
Montage manuel CMS
Le montage manuel de composants CMS est délicat et requiert un savoir-faire professionnel. En général, on utilise des systèmes de montage automatisés. Cependant, pour la réalisation de prototypes ou la réparation de circuits imprimés, la méthode manuelle reste envisageable.
Commencez par appliquer de la pâte à souder ou du flux sur les pastilles correspondantes du circuit imprimé. Ajoutez ensuite la quantité de soudure appropriée. Positionnez ensuite le composant CMS correctement. Utilisez ensuite un pistolet à air chaud ou un pistolet thermique pour faire fondre la soudure. Une fois la soudure fondue, le composant CMS se mettra automatiquement en place.
Certains experts procèdent différemment. Ils placent d'abord le composant CMS sur la pastille. Ensuite, ils utilisent un fer à souder pour faire fondre la soudure et fixer le composant CMS sur le circuit imprimé. La méthode appropriée dépend de la taille du composant CMS et du savoir-faire de l'opérateur.
Montage automatisé CMS
En production de masse, le montage manuel des composants CMS est fastidieux. C'est pourquoi une méthode de montage automatisée est préférable.
Une machine de placement prélève les composants sur des bobines, des plateaux ou d'autres supports. Elle les positionne ensuite aux emplacements correspondants sur le circuit imprimé. Avant cette étape, de la pâte à braser est généralement appliquée sur les pastilles. La carte passe ensuite dans un four de refusion. La chaleur fait fondre la pâte à braser et fixe définitivement les composants au circuit imprimé.
Réflexions finales
La fabrication des composants électroniques a profondément évolué grâce aux composants CMS (composants montés en surface). Ces derniers présentent de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles. Plus petits, ils permettent d'en intégrer un plus grand nombre sur une carte. L'assemblage automatisé est également possible grâce à la technologie CMS, un atout majeur. Forts de ces trois avantages, les composants CMS occupent aujourd'hui une place prépondérante dans l'industrie électronique.
Cependant, les composants CMS présentent aussi des limitations qu'il est important de connaître. Les boîtiers très petits peuvent être difficiles à manipuler, à contrôler et à réparer. Certains boîtiers nécessitent également une conception soignée du circuit imprimé et un processus de soudure approprié. Pour atténuer ces problèmes, il peut être nécessaire de sélectionner les composants avec soin. Il peut même être nécessaire de repenser la conception du circuit imprimé et de modifier les méthodes de soudure.
Par conséquent, choisir un composant CMS ne se résume pas à trouver le format le plus petit. Il est essentiel de prendre en compte divers facteurs. Cet article a présenté la définition du CMS, ses types, ses applications, ses avantages et ses limites. Nous espérons que vous disposez désormais de suffisamment d'informations sur cette technologie. Pour toute question, n'hésitez pas à nous contacter.