Les  CMS

     Composants de l'avenir pour les amateurs mais de l'omniprésent au niveau professionnel, il va bien falloir s'y habituer.
Pourquoi pas, dès aujourd'hui, les utiliser dans ses réalisations personnelles ? Ce n'est pas vraiment compliqué dès lors que l'on possède le matériel adéquat, du soin et de la patience.

     Quand on parle CMS, on parle d'un monde à échelle microscopique et naturellement se pose le problème des soudures.

     Alors ici, pas question de parler de four à refusion qui ne se justifie que si on pratique une production de masse, rarement le cas dans le monde amateur. En plus, si ça se passe mal, la détection des pannes est difficile et les composants sont pratiquement irrécupérables. Difficile également de mettre au point un montage en substituant des composants. Nous allons rester avec une technique abordable à tout un chacun avec des moyens financiers limités.

     L'avantage est d'avoir un circuit compact, éventuellement mixte (CMS + traditionnels) favorable aux VHF et UHF mais qui malheureusement se prête mal aux bidouillages. Notre philosophie générale est d'utiliser en masse des CMS de 100nF pour les découplages (très pratique) et des 0 ohm pour des ponts.

L'approvisionnement

     Tout d'abord, où se procurer ces composants ? Ils ne sont pas aussi répandus que les composants traditionnels et à notre avis, sans faire de publicité, le distributeur incontournable est FARNELL.
Le choix est énorme, la disponibilité est totale et le prix du port devenu raisonnable fin 2013 (6,5 € HT au lieu de 12 !) gratuit à partie de 30 euros H.T. avec livraison le lendemain. La commande sur le site (http://www.farnell.fr) est un modèle du genre et l'on connait immédiatement la disponibilité et même la quantité en stock ! De plus il y a une mine de fiches techniques à télécharger.

Le type de boîtier

     A moins de travailler sous microscope, la taille la plus adaptée est le format 1206 : 3,2 x 1,6 x 0,55 mm, le 0805 étant la limite inférieure acceptable. Ceci concerne essentiellement les résistances et les condensateurs. Pour les circuits intégrés, on n'a pas le choix et là, ça peut poser un problème car il n'est plus question de souder patte après patte quand celles-ci ressemblent à des cheveux mais nous verrons une méthode extrêmement simple et efficace pour contourner la difficulté.

Le matériel

     La loupe ou plutôt les loupes. Il en faut deux, une d'un grossissement moyen (env. 4 X) montée sur flexible et qui sert aux opérations de soudure et l'autre qui peut prendre la forme d'une loupe d'horloger (env. 6 à 8 X ou plus) destinée à la vérification des soudures.
     Une pince type brucelles à becs fins éventuellement recourbés. Elle servira à manipuler les composants et à les poser sur le circuit avant soudure.
     Un appareil de maintien des composants. C'est l'appareil magique, d'une simplicité déconcertante, il sert à plaquer le composant sur le circuit pendant qu'on le soude en gardant ses deux mains libres (le fer et la soudure). Il est constitué par une plaque d'acier de 50 x 60 épaisseur 10, percée dans l'épaisseur et dans laquelle on colle une tige courbée terminée en pointe.
     Un fer à souder 45 W et une panne la plus fine possible.
     La soudure, obligatoirement de très petit diamètre (0,32 mm) et de préférence à l'étain-plomb-argent (Sn62 Pb36 Ag2).
     Tresse à dessouder, prendre une tresse avec flux (plus efficace) et d'une largeur de 2 à 3 mm environ.

La technique

     C'est là que chacun adaptera sa méthode
     Ne sortir les composants de leur emballage qu'au moment de la soudure. Si les résistances sont marquées, il n'en est pas de même pour les condensateurs qui tiennent à garder leur anonymat (Pourquoi ??? Mystère !!!)
     En cas de doute, il faudra s'armer d'un ohmmètre d'un capacimètre et éventuellement d'un inductancemètre. A signaler qu'il existe un appareil sous forme de pince qui affiche la valeur R L ou C automatiquement mais dont le prix est dissuasif (si cœur solide, voir la Smart Tweezers sur http://www.advancedevices.com). Nous avons trouvé sur Internet une pince abordable mais qui ne mesure pas les inductances. Nous utilisons aussi un appareil anglais de chez PEAK (http://www.peakelec.co.uk) qui est tout petit, très pratique (recherche automatique de la nature du composant), d'un prix raisonnable et qui possède la gamme inductance.

     La platine de circuit imprimé est débarrassée du vernis épargne photosensible au moins sur les pads des CMS (par grattage). Si ce vernis ne gêne pas dans le cas des soudures de composants traditionnels, cela est moins évident dans le cas des CMS.

     Le composant est déposé sur le circuit et l'appareil cité plus haut va le tenir en place. Il ne restera qu'à parfaire son orientation avec la pince brucelles de manière à ce que le circuit ne ressemble pas à une armée en débandade ou qu'un des plots ne vienne toucher une piste à proximité.
     Toujours commencer par les circuits intégrés car ce sont les plus délicats à traiter et que des composants plus massifs situés à proximité peuvent gêner.

     Les pattes étant souvent très rapprochées, il est difficile de les souder une à une.
     Donc voici la méthode : Après avoir positionné le circuit (s'aider éventuellement de la loupe à très fort grossissement), souder une patte à une extrémité sans s'inquiéter si la soudure déborde sur les autres pattes. Vérifier à la loupe si rien n'a bougé et si les pattes opposées correspondent bien avec les pistes. Souder alors celles-ci. Reprendre l'autre côté en répandant volontairement la soudure sur toutes les pattes. Après refroidissement (les circuits sont costauds, mais quand même...) faire la même chose à l'opposé. Une fois que toutes les pattes sont noyées dans la soudure, il faut maintenant intervenir avec la tresse à dessouder.

     Appliquer la tresse sur les pattes et la panne par-dessus tout ça. Lorsque la soudure va fondre, elle va être aspirée par la tresse en libérant l'espace entre les pattes. Cette opération est plus facile lorsqu'un vernis d'épargne entoure chaque piste, mais c'est rarement le cas dans une réalisation amateur.

     Après soudure, nettoyage à l'alcool (isopropylique de préférence) et inspection générale à la loupe. Mais pour éviter autant que possible les surprises, il faut après chaque soudure être certain à 100% qu'elle est parfaite. Cette remarque est valable aussi dans le cas des composants classiques.

     Abordons maintenant le dessoudage.

     Le matériel du commerce est coûteux voir inabordable. Il va donc falloir faire avec les moyens du bord. Pour les petits composants à deux pattes genre résistance ou condensateur, il est envisageable de fabriquer une panne spéciale pour atteindre les deux côtés en même temps. Cela serait éventuellement concevable pour certains circuits intégrés. En dehors de ça, le principe est de rajouter beaucoup de soudure  sur les parties à dessouder de façon à avoir une inertie thermique telle que l'on a le temps de passer d'un côté à l'autre avec le fer à souder avant que la soudure ne se solidifie. C'est un peu sportif car il faut aller vite sans trop stresser le composant par la chaleur ou la déformation des pattes. Cette méthode donne rarement de bons résultats!
     Autre solution, le pistolet à air chaud. Il faut une buse de petit diamètre et une température d'air assez élevée. Opération à effectuer sur un grand drap blanc car dès que le composant se détache sa trajectoire est incontrôlable. De plus les composants à proximité peuvent subir des dommages collatéraux. Cette méthode est plutôt à réserver à de la récupération de composants.
     La méthode consistant à passer un fil d'acier très fin sous le circuit et tirer au fur et à mesure que les pattes se dessoudent, est à déconseiller car on a toutes les chances d'arracher le cuivre du circuit.

ANNEXE : Le marquage des résistances CMS en boîtier 1206 et 0805 :

     Ils sont marqués en clair, ce qui n'est pas le cas de la plupart des condensateurs.

     Pas de code de couleur, c'est du bon vieux chiffre arabe avec une nuance concernant la classe de précision.

Classe 5% en série E-24 : Le premier et le deuxième sont les chiffres significatifs et le troisième, le nombre de zéros.
                                        La lettre "r" remplace le point décimal.
                                        Exemple : 122 = 1200 = 1,2 kohms
                                                        R022 = 0,022 ohms

Classe 1% en série E-96 : Les trois premiers chiffres sont les chiffres significatifs et le quatrième, le nombre de zéros.

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