JUMO Platinum-Chip Sensors in SMD Design According Fiche technique

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Fiche technique 906125
Eléments sensibles en platine,
sous forme de puce (chip),
de type CMS
suivant EN 60751:2009/CEI 60751:2008
•
•
•
•
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Page 1/5
Modèle PCS/PCF
Pour des températures comprises entre -50 et +150 °C (-70 à +250 °C)
Suivant EN 60751, valeurs nominales Pt100, Pt500 et Pt1000
Classes de tolérance F0,1, F0,15, F0,3 (standard) et F0,6
Modèles CMS 1206 (3216M) et 0805 (2012M)
Contact à souder en nickel doré
Soudabilité suivant CEI/EN 60068-2-58
Conditionnement en bande suivant CEI 60286-3
Capacité de charge élevée
Introduction
Les éléments sensibles en platine, sous forme de puce (chip), appartiennent à la catégorie des
éléments sensibles à couche mince. Pour fabriquer ces éléments sensibles, une fine couche de
platine en forme de serpentin est déposée sur un substrat en céramique à base d'oxyde d'aluminium, d'une grande pureté.
Les éléments sensibles sont basés sur une résistance variable avec la température dont la
courbe et la tolérance admissible sont définies dans la norme internationale CEI 60751:2008.
Grâce à la technologie à couche mince utilisée, il est possible de fabriquer des modèles particulièrement petits et robustes.
Une courbe caractéristique bien linéaire, une plage de mesure de température étendue et une
précision de mesure élevée pour une stabilité à long terme incomparable font de ces éléments
sensibles normalisés des composants de premier choix.
Eléments sensibles JUMO en platine
Structure et application des éléments sensibles en platine
Fiche technique 906000
Eléments sensibles en platine sous céramique
Fiche technique 906022
Eléments sensibles en platine, sous forme de puce (chip),
avec fils de raccordement
Fiche technique 906121
Eléments sensibles en platine, sous forme de puce (chip), sur
circuits imprimés
Fiche technique 906122
Eléments sensibles en platine, sous forme de puce (chip),
avec languettes de raccordement
Fiche technique 906123
Eléments sensibles en platine, sous forme de puce (chip), de
type CMS
Fiche technique 906125
V3.00/FR/00346756/2019-10-25
Structure d'un élément sensible CMS
(exemple PCS avec contact multiface)
Littérature
professionnelle
La version remaniée de ce livre a été actualisée à cause de la modification des normes et
de nouveaux développements. Le nouveau
chapitre "Incertitude de mesure" présente les
idées fondamentales du guide ISO reconnu internationalement "Guide of the expression of
uncertainty in measurement" (en abrégé :
GUM). De plus, un chapitre sur la protection
antidéflagrante des thermomètres a été ajouté.
Date d'impression : 2007-01
Numéro du guide : FAS 146
Numéro d'article : 00431166
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Fiche technique 906125
Page 2/5
Type PCS/PCF
Eléments sensibles en platine,
sous forme de puce (chip),
de type CMS
suivant EN 60751:2009/CEI 60751:2008
Description sommaire
Grâce à leur faible encombrement, les éléments sensibles de type CMS permettent une très forte densité de composants. Les applications sont la mesure de la température ambiante ou de surface sur des
circuits imprimés. Les principaux domaines d'application sont par exemple les circuits de surveillance
ou de compensation de température ainsi que dans les capteurs de température. Dans ce cas, on se
sert comme élément de mesure d'un circuit imprimé pré-câblé (fiche technique 906122), cela facilite le
montage. Il est également possible de s'en servir comme résistance chauffée pour les mesures calorimétriques. Le contact à souder en nickel doré permet, en plus de tous les types de soudage par refusion, des techniques de connexion alternatives, comme le soudage à la vague, l'utilisation de colle
conductrice ou la connexion par fils.
La métallisation des contacts, de qualité supérieure, garantit en outre une grande fiabilité de l'élément
sensible pendant le fonctionnement. Pour obtenir une résistance particulièrement élevée aux changements de température, il faut veiller à choisir un matériau de circuit imprimé adéquat avec un coefficient
de dilatation adapté. Pour les températures très élevées, nous vous recommandons d'utiliser le petit
modèle 1302 (0805 ou 2012M).
Les deux couches de protection en verre, déposées par cuisson, protègent de manière fiable la couche
de platine de l'élément sensible contre les influences extérieures.
La plage de température d'utilisation des éléments sensibles s'étend de -50 à +150 °C. Les éléments
sensibles peuvent même être utilisés sur la plage de température de -70 à +250 °C avec certaines
techniques de connexion. Dans ce cas, l'utilisateur doit vérifier le respect des limites de tolérance. La
résistance thermique est déterminée par la technique de connexion et la mise sous boîtier choisies.
Les éléments sont livrés en bande sur bobine standard. Grâce à leur structure en couche de grande
qualité, le stockage dans leur emballage d'origine, pendant une très longue période, ne pose aucun
problème.
L'élément sensible est disponible avec un contact multiface (type PCS) ou un contact d'un seul côté
(type PCF (puce retournée, flip chip)) pour le montage face-à-face.
Les types flip chip (voir fig. type PCF...B) peuvent être entièrement équipés d'une métallisation nickel
doré soudable recto/verso. Ceci permet d'établir un contact thermique direct avec un autre corps par
l'intermédiaire d'une connexion soudée.
Vue d'ensemble de l'article
Capteur de température
Type
Version
R0/Ω
Matériau/Conditionnement
Connexion soudée/
Conditionnement
Matériau
en bande sur bobine
Référence article pour classe de tolérance
F0,1
F0,15
F0,3
F0,6
(classe AA)
(classe A)
(classe B)
(classe 2B)
PCS 1.1302.1M
0805
1×100
Nickel doré
5 000
00647797
00659407
00585849
sur demande
PCS 1.1302.5M
0805
1×500
Nickel doré
5 000
sur demande
sur demande
00649601
PCS 1.1302.5M
0805
1×500
Nickel doré
20 000
sur demande
00628428
00585853
sur demande
sur demande
PCS 1.1302.10M
PCS 1.1302.10M
0805
0805
1×1000
1×1000
Nickel doré
Nickel doré
5 000
20 000
00647795
00647798
sur demande
00649602
00585854
00695344
sur demande
PCS 1.1503.1M
1206
1×100
Nickel doré
5 000
00647835
00700543
00585846
PCS 1.1503.5M
1206
1×500
Nickel doré
5 000
sur demande
sur demande
00649603
PCS 1.1503.5M
1206
1×500
Nickel doré
20 000
sur demande
sur demande
00585847
PCS 1.1503.10M
1206
1×1000
Nickel doré
5 000
sur demande
00647834
00649605
PCS 1.1503.10M
1206
1×1000
Nickel doré
20 000
sur demande
sur demande
00585848
sur demande
sur demande
sur demande
sur demande
sur demande
PCF 1.1302.1
0805
1×100
5 000
-
-
00674541
-
PCF 1.1302.5
0805
1×500
5 000
-
-
00667826
-
PCF 1.1302.10
0805
1×1000
5 000
-
-
00674549
-
PCF 1.1302.10B
0805
1×1000
Nickel doré,
contact d'un seul côté
Nickel doré,
contact d'un seul côté
Nickel doré,
contact d'un seul côté
Nickel doré,
contact d'un seul côté
5 000
-
-
00713969
00714764
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sur demande
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Fiche technique 906125
Page 3/5
Exemple de commande :
PCS 1.1302.10M (référence article 00649602) correspond à un capteur de température Pt1000 et à l'exécution CMS 0805.
La classe de tolérance est donnée par la référence article.
Emballage standard suivant CEI 60286-3 :
• Unité d'emballage pour 5.000 pièces : bande de 8 mm sur une bobine en matière synthétique de 7“ avec amorce
• Unité d'emballage pour 20.000 pièces : bande de 8 mm sur une bobine en matière synthétique de 330 mm avec amorce
• Petites quantités sur demande, sans amorce
Dimensions
Les dimensions sont fondées sur la norme EN 140401-801:2014-09, elles sont toutes en mm.
Type
Modèle CMS
L
B
H
L1
PCS 1.1302.xM
0805/2012M
2,0
1,25
0,4
0,45
PCS 1.1503.xM
1206/3216M
3,0
1,50
0,4
0,45
PCF 1.1302.x
0805/2012M
2,0
1,25
0,4
0,5
PCF 1.1302.xB
0805/2012M
2,0
1,25
0,4
0,5
Tolérances dimensionnelles
tous
ΔL = +0,2/-0,1
ΔB = +0,2/-0,1
ΔH = ±0,1
ΔL1 = +0,2/-0,2
impérial / métrique
x = valeur nominale ÷ 100 Ω
Plan coté (exemple avec le modèle PCS)
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Fiche technique 906125
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Caractéristiques techniques
Norme
EN 60751:2009/CEI 60751:2008
Coefficient de température
α = 3,850 × 10-3 °C-1 (entre 0 et 100 °C)
Plage de température
Température nominale -50 à +150 °C, plage de température étendue -70 à +250 °C
Tolérance
Plage de validité de température classe F0,1 (classe AA) : 0 à +150 °C
Plage de validité de température classe F0,15 (classe A) : -30 à +150 °C
Plage de validité de température classe F0,3 (classe B) : -50 à +250 °C
Plage de validité de température classe F0,6 (classe 2B) : -70 à +250 °C
Courant de mesure/Courant maximal
Pt100 : recommandé 1,0 mA, maximal 7,0 mA
Pt500 : recommandé 0,7 mA, maximal 3,0 mA
Pt1000 : recommandé 0,1 mA, maximal 1,0 mA
Auto-échauffement
Δt = I2 × R × E (définition, voir fiche technique 906000)
Coefficient d'auto-échauffement E
Type
Dans l'eau (0 °C, v ≥ 0,2 m/s), monté comme sonde à résistance
PCS/PCF 1.1302 (0805) 0,15 K/mW
PCS/PCF 1.1503 (1206) 0,09 K/mW
Temps de réponse
Stabilité aux températures élevées
Type
Dans l'eau (v = 0,4 m/s)
Dans l'air (v = 1 m/s)
t0,5
t0,9
t0,5
PCS/PCF 1.1302 (0805) 0,1 s
0,3 s
2,6 s
PCS/PCF 1.1503 (1206) 0,1 s
0,3 s
3,3 s
1000 h à 160 °C dans l'air : dérive de la valeur mesurée ΔT0 < 100 mK
Stabilité à long terme
Dérive max. ≤ 0,05 % par an (définition, voir fiche technique 906000)
Traitement
Soudage par refusion, sans plomb ou avec plomb, voir "Conseils d'usinage"
L'utilisateur doit adapter le profil de soudure.
Seuls les circuits imprimés avec des coefficients thermiques de dilatation adaptés sont admis.
Type PCF (puce retournée) : en fonction de la soudure utilisée, il sera peut-être nécessaire d'adapter la quantité de soudure appliquée par rapport à un élément/composant avec contact multiface.
Utilisation de la face supérieure métallisée : optimisée pour le brasage tendre avec un procédé par
refusion.
Raccords à souder
Contact à souder en nickel doré, épaisseur de la couche de nickel ≥ 1 µm, d'or ≥ 40 nm,
soudabilité suivant CEI / EN 60068-2-58 :
Procédé de soudure classe 3 "température augmentée", soudure Sn96.5Ag3.0Cu0.5,
Profil de soudage suivant CEI/EN 60068-2-58/figure 2b/tableau 3/tableau 1
Résistance de la métallisation à la dissolution suivant CEI/EN 60068-2-58 :
Procédé de soudure classe 3 "température augmentée", soudure Sn96.5Ag3.0Cu0.5,
Profil de soudage suivant CEI/EN 60068-2-58 / figure 2b / tableau 4
Conditions d’utilisation
Les éléments sensibles en platine, sous forme de puce (chip), ne doivent pas être utilisés dans un
environnement humide ou une atmosphère agressive s'ils ne sont pas protégés. Le cas échéant,
l'utilisateur doit effectuer une vérification avant utilisation.
Respectez également la notice de montage B 906121.4 "Conseils d'utilisation des éléments
sensibles en platine, sous forme de puce (chip)".
Stockage
Dans leur emballage d'origine (en bande) non ouvert, les éléments sensibles JUMO, modèle PCS/
PCF, peuvent être stockés pendant au moins 5 ans dans un environnement normal. Le stockage
dans une atmosphère agressive, dans un milieu corrosif ou à action réductrice, ainsi que dans un
environnement très humide, n’est pas permis.
Résistance au cisaillement de la connexion
soudée
testée sur assemblage JUMO PCSE (fiche technique 906122) :
conforme à CEI 62137-1-2:2007 ; variation de température
a) variation de température rapide ; essai Na, fixé dans CEI 60068-2-14
b) température basse (TA) -40 °C, température haute (TB) +125 °C
c) durée d'action pour TA et TB, 10 min pour chaque température
d) nombre de cycles de température : 1000
0 cycles F ≥ 17,7 N, 1000 cycles F ≥ 8 N
Décharges électrostatiques
typiquement ≥ 2 kV, HBM (contact direct), soudé sur circuit imprimé, assemblage suivant fiche
technique 906122, conforme à AEC - Q200-002 niveau 2
Conforme à RoHS 2011/65/UE et 2015/863/UE
oui
Conforme à REACH 1907/2006
oui
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Fiche technique 906125
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Conseils d'usinage
Les procédés de soudage recommandés sont tous les procédés par refusion. Le brasage avec un fer à souder peut endommager les éléments
sensibles. Le fabricant a testé aussi bien les alliages sans plomb (Sn, Ag, Cu ; SAC) que la soudure standard avec plomb (jusqu'à 95 % Pb). La
température de soudage peut être un peu supérieure par rapport aux composants étamés.
Type PCF (puce retournée) : en fonction de la soudure utilisée, il sera peut-être nécessaire d'adapter la quantité de soudure appliquée par rapport
à un élément/composant avec contact multiface.
Utilisation de la face supérieure métallisée : optimisée pour le brasage tendre avec un procédé par refusion.
Géométrie de l'empreinte recommandée pour le circuit imprimé
Type
Modèle CMS
(impérial)
Modèle CMS
(métrique)
A
B
D
L
PCS 1.1302.xM
0805
2012M
0,80
1,25
1,0
2,6
PCS 1.1503.xM
1206
3216M
0,80
1,50
2,0
3,6
PCF 1.1302.x
0805
2012M
0,65
1,25
0,9
2,2
Toutes les dimensions sont en mm.
x = valeur nominale ÷ 100 Ω
Profil de soudage recommandé pour soudure sans plomb de type SAC 305/405
Temp. (°C)
Refusion/soudure 250 °C max., ±5 °C
300
Température du point de soudure > 240 °C, min. 10 s
260
250
240
200
217
250
30 s max.
240
217
150
150
100
60 à 120 s max.
Vitesse de chauffage 3 °C/s max.
50
60 à 150 s max.
Vitesse de refroidissement 6 °C/s max.
100
25
Temps (s)
V3.00/FR/00346756/2019-10-25
90612500T10Z002K000