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Trouver la taille idéale – considérations pour le choix de votre produit fréquentiel

Posted: 25th March 2021

Trouver la taille idéale – considérations pour le choix de votre produit fréquentielLa plupart des fabricants de dispositifs électroniques continuent à réduire la taille de leurs produits et ceci met sous pression les fabricants de composants passifs pour qu’ils réduisent à leur tour la taille des boîtiers de leurs pièces. Cependant, la réduction de la taille des boîtiers n’apporte-t-elle que des avantages, ou cette tendance crée-t-elle aussi des inconvénients ? Ce blog donne un aperçu des avantages et des problématiques rencontrées par les ingénieurs lorsqu’ils utilisent des composants plus petits.

 

Tout d’abord, si un client envisage de réduire la taille de ses PCB ou de créer plus d’espace sur une carte existante afin d’y ajouter des circuits, les composants en boîtier plus petit peuvent l’aider à réaliser cet objectif. Ceci facilite la réduction de la taille du produit fini ou permet d’inclure un plus grand nombre de fonctionnalités au sein du produit.

Toutefois, les composants plus petits peuvent être plus onéreux, par rapport à ceux de taille plus grande, ce fait étant également vrai pour les produits fréquentiels.  La production de pièces plus petites est complexe et les sites de production doivent parfois acheter des nouvelles machines ou utiliser des technologies de production nouvelles. Avant qu’un retour sur investissement ne puisse être obtenu, ces pièces auront un coût plus élevé, par rapport à d’autres. De plus, le prix des quartz dans des boîtiers miniaturisés, par exemple 2,0 x 1,6 mm, augmentera légèrement, car il est plus difficile et plus onéreux de développer de nouvelles fréquences et oscillations stables. Cependant, les composants fournis dans des boîtiers plus grands, par exemple 7,0 x 7,5 mm, peuvent également s’avérer plus onéreux, parce que leur volume de production aura chuté par rapport aux boîtiers de tailles différentes. Cette quantité réduite signifie qu’une économie d’échelle n’est plus réalisable pour la fabrication de ces produits. 

En général, plus les quantités sont importantes, plus les coûts baissent. Ceci est dû aux commandes de quantités supérieures de matières premières (par exemples les cristaux bruts) et au fait que les usines peuvent utiliser la même configuration de machine pour produire un nombre de pièces plus important. Cela fait gagner du temps, la production de quantités plus importantes de la même pièce étant plus facile, pour un prix inférieur. Parce que les composants plus petits ne sont sur le marché que depuis peu, de nombreux projets sont encore à l’étape de conception, mais dès que la production de masse démarrera, le prix de ces composants baissera.  Gardant cela en tête, la « taille idéale » est actuellement 2,5 x 2,0 mm et 3,2 x 2,5 mm, ces dimensions offrant le meilleur rapport coût-efficacité.

Il est aussi pratiquement impossible de souder manuellement des composants de taille réduite sur une carte de circuits imprimés. Le placement précis de boîtiers aussi petits que 1,2 x 1,0 mm sur un circuit imprimé est difficile et le montage de ces composants nécessite une machine spécifiquement adaptée. Les machines automatiques d’insertion de composants (« Pick and Place ») doivent être beaucoup plus précises quand elles gèrent des pièces miniaturisées et si les composants ne sont pas précisément positionnés au bon endroit, ceci peut entraîner la défaillance de l’ensemble du PCB, avec pour conséquence un remaniement coûteux.

En général, utiliser moins de matériaux est meilleur pour l’environnement. Les composants plus petits requièrent moins de matières premières et la quantité de matériau pour le boîtier peut également être réduite. En outre, les pièces plus petites sont plus légères et prennent peu de place pendant le transport ou dans l’entrepôt, ceci résultant souvent en une réduction des frais de transport et d’entreposage.

Du point de vue technique, il est également important de prendre en compte le fait que le remplacement de quartz plus grands par des pièces plus petites a un impact sur leurs spécifications. Ainsi, l’ESR généralement plus élevé associé à un facteur de sécurité inférieur pourrait entraîner un dysfonctionnement du circuit. Pour toute information complémentaire, veuillez lire notre blog : La taille compte-t-elle vraiment ? – Impact de la réduction de la taille des quartz sur la conception.

Cela vaut également la peine de prendre en compte le fait que, lorsqu’on utilise des quartz en boîtier plus petit, ils sont généralement plus fins sur la longueur. La fréquence dépend de l’épaisseur de l’ébauche, c’est-à-dire que plus l’ébauche est épaisse, plus la fréquence est basse. Pour cette raison, il est physiquement impossible de proposer des fréquences inférieures à 16 MHz dans un boîtier de 2,0 x 1,6 mm ou inférieures à 24 MHz dans un boîtier de 1,6 x 1,2 mm et il faut en tenir compte lorsqu’on passe d’une taille plus grande à une taille réduite. Ceci s’applique uniquement aux quartz, car pour les oscillateurs, des fréquences plus basses sont également disponibles pour les tailles réduites.

IQD propose une vaste gamme de pièces de petite taille dans son portefeuille de quartz, oscillateurs, VCXO, TCXO. En outre, nous continuons à proposer notre gamme de boîtiers plus grands. IQD offre également toute une série de services de support d’ingénierie pour guider les clients à travers toutes les étapes, de la conception à la production finale.

Pour toute assistance sur le choix du bon produit pour vos PCB, veuillez contacter notre équipe commerciale ou technique.