{"id":28010,"date":"2022-04-14T07:00:00","date_gmt":"2022-04-14T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/non-classifiee\/la-miniaturisation-des-composants-electroniques-et-des-capteurs-industriels\/"},"modified":"2022-04-14T08:22:09","modified_gmt":"2022-04-14T08:22:09","slug":"la-miniaturisation-des-composants-electroniques-et-des-capteurs-industriels","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/fr\/industrie\/la-miniaturisation-des-composants-electroniques-et-des-capteurs-industriels\/","title":{"rendered":"La miniaturisation des composants \u00e9lectroniques et des capteurs industriels"},"content":{"rendered":"\n

Les composants \u00e9lectroniques sont de plus en plus petits. Plusieurs facteurs interd\u00e9pendants expliquent cette \u00e9volution. Les fabricants de produits finis s’efforcent de r\u00e9duire la taille de leurs produits tout en augmentant leurs capacit\u00e9s et leurs fonctionnalit\u00e9s. Pour y r\u00e9ussir, les fabricants de composants doivent continuer \u00e0 innover leurs technologies pour s’adapter \u00e0 un espace plus restreint. Cela est possible gr\u00e2ce \u00e0 la recherche et au d\u00e9veloppement de la technologie. Le meilleur exemple est celui des semi-conducteurs toujours plus petits qui abritent des milliards de transistors. Mais les semi-conducteurs ne sont pas les seuls composants \u00e9lectroniques qui deviennent de plus en plus petits. Les capacit\u00e9s des produits finis \u00e9lectroniques d’aujourd’hui ont encore \u00e9t\u00e9 consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9es, bien qu’ils ne contiennent que cinq semi-conducteurs. Cependant, des composants compl\u00e9mentaires et tout aussi essentiels, tels que les composants passives (inductances, condensateurs et r\u00e9sistances), sont n\u00e9cessaires par centaines.<\/p>\n\n\n\n

Toutefois, les exigences en mati\u00e8re de miniaturisation des composants ne se limitent pas aux composants \u00e9lectroniques. L’espace au sol de l’usine, qui doit accueillir tous les \u00e9quipements de production, les capteurs et les actionneurs, est tr\u00e8s limit\u00e9. Par cons\u00e9quent, chaque g\u00e9n\u00e9ration successive d’\u00e9quipements de production doit \u00eatre plus petite et offrir davantage de fonctionnalit\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Dans cet article, nous nous int\u00e9ressons \u00e0 la fa\u00e7on dont la miniaturisation continue des composants, qu’il s’agisse de capteurs \u00e9lectroniques ou industriels, devient primordiale dans le secteur industriel.<\/p>\n\n\n\n

La miniaturisation des composants progresse<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L’industrie \u00e9lectronique est en constante \u00e9volution. Depuis la cr\u00e9ation du transistor \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1940, les chercheurs se sont lanc\u00e9s dans une \u00e9volution ax\u00e9e sur la miniaturisation. Dix ans plus tard, Robert Noyce, de Fairchild Semiconductor, a mis au point le premier circuit int\u00e9gr\u00e9 \u00e0 quatre transistors. Les circuits int\u00e9gr\u00e9s d’aujourd’hui, que l’on retrouve dans les processeurs les plus modernes, contiennent des dizaines de milliards de transistors. Cela montre que le processus de fabrication des semi-conducteurs pour qu’ils puissent \u00eatre int\u00e9gr\u00e9s dans des zones de plus en plus petites a consid\u00e9rablement progress\u00e9. Toutefois, les progr\u00e8s r\u00e9alis\u00e9s dans la conception et la fabrication des composants ont \u00e9galement profit\u00e9 \u00e0 l’industrie \u00e9lectronique au sens large.<\/p>\n\n\n\n

L’influence du progr\u00e8s technologique sur les composants \u00e9lectroniques<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Le premier prototype de transistor \u00e9tait \u00e9norme par rapport aux dispositifs d’aujourd’hui. En m\u00eame temps, il \u00e9tait consid\u00e9rablement plus petit que les anciens appareils de l’\u00e9poque : les tubes \u00e9lectroniques. Non seulement le transistor \u00e9tait plus petit, mais son circuit d’alimentation \u00e9tait moins compliqu\u00e9 que celui des tubes. De plus, sans \u00e9l\u00e9ment chauffant, le circuit fonctionnait \u00e0 froid. Tr\u00e8s t\u00f4t, les ing\u00e9nieurs ont vu le potentiel de l’int\u00e9gration des transistors sur une puce. C’est ainsi qu’a commenc\u00e9 l’histoire de l’augmentation des capacit\u00e9s des circuits int\u00e9gr\u00e9s tout en r\u00e9duisant leur empreinte physique. Gordon Moore, cofondateur d’Intel, a pr\u00e9dit la c\u00e9l\u00e8bre \u00ab\u00a0loi de Moore\u00a0\u00bb, selon laquelle \u00ab\u00a0le nombre de transistors incorpor\u00e9s dans un circuit int\u00e9gr\u00e9 doublera tous les deux ans\u00a0\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

La recherche et le d\u00e9veloppement dans la conception et la mise au point de circuits int\u00e9gr\u00e9s \u00e0 semi-conducteurs continuent d’\u00eatre \u00e0 la pointe de l’industrie \u00e9lectronique actuelle. La r\u00e9duction de la taille des composants \u00e9lectroniques est un d\u00e9fi pour les fabricants d’\u00e9quipements de fabrication automatis\u00e9e, qui doivent s’adapter \u00e0 des tailles plus petites. Et ils sont de plus en plus \u00e9tonnants. Par exemple, la taille du n\u0153ud d’un semi-conducteur avanc\u00e9 est actuellement de 5 nanom\u00e8tres (nm). Ces dimensions ne font pas r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la taille r\u00e9elle du transistor, mais sont utilis\u00e9es par les fabricants de semi-conducteurs pour indiquer la densit\u00e9 des transistors. De nombreux smartphones utilisent des puces bas\u00e9es sur le processus technologique de 5 nm, et la puissance de traitement de 30 milliards de transistors permet de faire fonctionner le t\u00e9l\u00e9phone et toutes les applications populaires.<\/p>\n\n\n\n

Les transistors et les circuits int\u00e9gr\u00e9s \u00e0 semi-conducteurs sont encapsul\u00e9s conform\u00e9ment aux sp\u00e9cifications standard de montage en surface (CMS), g\u00e9r\u00e9es par la JEDEC Solid State Technology Association. Cela s’applique \u00e9galement aux composants passifs mont\u00e9s en surface tels que les condensateurs, les r\u00e9sistances et les inductances. Les semi-conducteurs devenant de plus en plus petits alors que leurs capacit\u00e9s augmentent, la n\u00e9cessit\u00e9 de r\u00e9duire la taille des composants passifs qui les supportent est cruciale. Il suffit d’examiner la conception de n’importe quel syst\u00e8me embarqu\u00e9 pour constater qu’il n’est constitu\u00e9 que de quelques puces complexes. Parall\u00e8lement, plusieurs centaines de composants passifs entourent les circuits int\u00e9gr\u00e9s et sont essentiels \u00e0 leur fonctionnement.<\/p>\n\n\n\n

Un exemple de format de bo\u00eetier de transistor<\/a> est le SOT23-3 (en anglais:S<\/strong>mall O<\/strong>utline T<\/strong>ransistor). Ce format est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 pour les transistors \u00e0 usage g\u00e9n\u00e9ral \u00e0 faible signal, poss\u00e8de trois bornes et mesure 3 mm x 1,75 mm x 1,3 mm. Certains circuits int\u00e9gr\u00e9s utilisent \u00e9galement le bo\u00eetier SOT-23, le ‘-x’ indiquant le nombre de broches utilis\u00e9es. Par exemple, SOT23-6 d\u00e9signe un circuit int\u00e9gr\u00e9 \u00e0 six broches.<\/p>\n\n\n\n

Les bo\u00eetiers de CI existent dans une grande vari\u00e9t\u00e9 de configurations, certaines avec ou sans broches. Dans tous les cas, ils sont tous mont\u00e9s en surface. Certains capteurs<\/a>, tels que les syst\u00e8mes micro-\u00e9lectrom\u00e9caniques (MEMS), sont log\u00e9s dans des bo\u00eetiers semi-conducteurs courants. En voici quelques exemples :<\/p>\n\n\n\n