Qu’est-ce qu’un circuit imprimé ?
Les cartes électroniques, également connues sous le nom de circuits imprimés, sont des plaques utilisées pour faciliter la connexion électrique entre différents composants électroniques, afin de créer des circuits électroniques complexes. La fabrication d’une carte électronique implique l’assemblage de plusieurs couches minces de cuivre, qui sont ensuite gravées chimiquement pour créer des pistes terminées par des pastilles. Pour protéger ces pistes de l’oxydation et des courts-circuits potentiels, un vernis coloré est appliqué sur la carte imprimée. Ces pistes relient différentes sections du circuit. Une fois percées, les pastilles assurent la connexion électrique soit à travers les composants soudés, soit entre les différentes couches de cuivre assemblées auparavant.
Les différents types de circuits imprimés
Il existe plusieurs modèles de cartes électroniques, classés en fonction de différentes catégories et caractéristiques telles que :
- Le nombre de couches conductrices ;
- Le nombre de stratifications ;
- La présence de liaisons métallisées entre les couches conductrices ;
- La rigidité.
Le plus simple à concevoir est le circuit imprimé appelé “simple face”. Il est constitué d’une seule couche conductrice en cuivre, associée à un support isolant. Des composants électroniques peuvent être soudés sur cette seule couche conductrice, avec des trous d’insertion spécifiques à cet effet.
Il y a également le circuit imprimé “double face” qui comprend deux couches conductrices isolées par une autre couche. On y trouve des trous d’insertion pour maintenir les composants dans le circuit, ainsi que des trous de liaison électrique entre les deux couches conductrices (vias).
Enfin, il existe les circuits imprimés multicouches qui possèdent au moins trois couches conductrices séparées par des couches isolantes. On distingue les couches conductrices internes des couches conductrices externes. Ce type de circuit peut également comprendre différents types de trous tels que les trous d’insertion classiques, les vias traversants pour relier toutes les couches conductrices, les vias borgnes pour relier la couche externe à la couche interne, et les vias enterrés pour relier les couches conductrices internes entre elles.
La conception de carte électronique la plus courante est celle de la carte dite rigide, caractérisée par des couches isolantes en époxy et une trame de fibres de verre pour assurer sa solidité. En plus d’assurer la connexion électrique des composants électroniques, la carte rigide joue également un rôle mécanique en maintenant les composants en place.
Concernant les liaisons métallisées, il existe deux types de circuits imprimés : les circuits simples faces qui n’ont pas de trous métallisés et où les liaisons se font dans la seule couche conductrice, et les circuits multicouches qui possèdent des trous métallisés pour relier les différentes couches conductrices.
La stratification est une technique de pressage qui permet l’assemblage de plusieurs ensembles à double face pour créer un circuit multicouche. Cette technique n’est pas utilisée pour la fabrication des circuits imprimés simples faces ou double faces. Que ce soit pour une fabrication artisanale ou industrielle, les couches conductrices sont déjà assemblées avec la couche isolante.
Les composants d’un circuit électronique
Il existe deux grandes catégories de composants électroniques qui contribuent à la conception d’une carte de circuit électronique. D’une part, les composants analogiques comprenant des résistances (pour limiter ou conserver le courant), des diodes (pour permettre le passage du courant dans un seul sens), des condensateurs (pour accumuler le courant), des transistors, des tubes, des bobines, des transformateurs et des amplificateurs opérationnels.
D’autre part, il y a les composants numériques tels que les compteurs-décompteurs, les circuits additionneurs et soustracteurs, les circuits logiques, la mémoire et les multiplexeurs-démultiplexeurs.
Fabrication d’un circuit électronique : les étapes
La première étape de la fabrication d’une carte électronique consiste à connecter les composants les uns aux autres. Ensuite, il y a l’assemblage où les composants électroniques sont soudés à la carte à l’aide du brasage. Selon les types de composants, différentes méthodes d’assemblage sont utilisées. Pour les composants traversants, l’assemblage peut être effectué par soudure à la vague ou manuellement. Pour les composants montés en surface, la technique de montage en surface des composants récents appelée CMS est la plus couramment utilisée dans les industries.
La conception d’un circuit électronique peut sembler complexe, mais en réalité, il est généralement composé de plusieurs circuits électroniques indépendants, qui sont eux-mêmes composés de modules ou d’étages supplémentaires. Les étages les plus couramment rencontrés en électronique sont les étages de puissance, de filtrage, d’amplification, d’alimentation, de traitement du signal et d’informatique.
L’alimentation génère le courant nécessaire au fonctionnement du circuit et est composée d’un capteur de puissance, d’un étage de transformation, de lissage et de contrôle de tension.
Le filtre analogique, quant à lui, existe sous différentes formes et est utilisé pour modifier la structure harmonique d’un signal analogique. Il existe différents types de filtres tels que le coupe-bande, le passe-bande, le passe-haut et le passe-bas.
Enfin, la puissance nécessite des composants électroniques adaptés à la tension de fonctionnement et à la puissance à générer, ainsi qu’un étage de protection pour détecter les surchauffes et les courts-circuits. Il est également important que la fabrication de la carte électronique soit conforme aux normes régissant l’utilisation de l’appareil. La fabrication d’une carte électronique est donc un processus complexe qui prend en compte de nombreux paramètres.
