Fabrication de Carte Electronique

COMMENT SONT CONÇUES LES CARTES ELECTRONIQUES ?

Qu’est-ce qu’un circuit imprimé ?

La carte électronique, encore connue sous l’appellation de circuit imprimé, est une plaque qui assure la liaison électrique entre un ensemble de composants électroniques, en vue de mettre en place un circuit électronique complexe.

La fabrication de la carte électronique nécessite l’assemblage d’une ou de plusieurs couches de cuivre fines, lesquelles sont marquées par un procédé chimique dans le but d’obtenir en fin de compte des pistes terminées par des pastilles. Afin de protéger ces pistes de l’oxydation et d’éventuels courts-circuits, une couche de vernis coloré est appliquée sur le circuit imprimé. Ces différentes pistes ont pour rôle de relier entre eux différentes sections du circuit. Une fois percées, les pastilles assurent une liaison électrique soit à travers les composants soudés du circuit, soit entre les diverses couches de cuivre fines assemblées en amont.

Les différents types de circuits imprimés

Il existe différents modèles de carte électronique. Ils sont classés en fonction des catégories et en tenant compte de détails tels que :

  • le nombre de couches conductrices ;
  • le nombre de stratification ;
  • la présence ou non de liaisons métallisées entre des couches conductrices ;
  • leur rigidité.

 

Le circuit imprimé le plus simple à concevoir est celui appelé simple face. Il est composé d’une seule couche conductrice en cuivre, laquelle est associée à un support disposant d’une couche de matière isolante. Sur la seule couche conductrice de ce circuit, des composants électroniques peuvent être soudés. Il comporte des trous d’insertion à cet effet.

Est également disponible le circuit à double face composé de deux couches conductrices isolées par une autre couche. Ici, on peut retrouver deux trous d’insertion, les uns permettant le maintien des composants dans le circuit, les autres établissant la connexion électrique entre les deux couches conductrices (vias).

Il existe enfin les circuits imprimés multicouches, dotés d’au moins trois couches conductrices, que séparent des couches isolantes. Pour ce type de circuit, on distingue les couches conductrices internes, et les couches conductrices externes. Il peut aussi disposer de différentes sortes de trous :

  • les trous d’insertions habituels pour le maintien des composants de la carte ;
  • les vias traversants établissant une connexion électrique entre l’ensemble des couches conductrices ;
  • les vias borgnes établissant la liaison électrique entre couche externe et interne ;
  • les vias enterrés assurant la liaison électrique entre deux couches conductrices internes.

 

La conception de carte électronique la plus courante est celle de la carte dite rigide, se caractérisant par des couches isolantes en époxy, à laquelle s’ajoute une trame de fibres de verre, gage de solidité. En plus d’assurer la connexion électrique des composants électroniques, il assure aussi une fonction mécanique en maintenant les composants.

Pour ce qui est des liaisons métallisées, il existe deux types de circuits imprimés : celui à simple face, qui n’a pas de trous métallisés et où les liaisons se font dans l’unique couche conductrice, et celui multicouche ayant des trous métallisés assurant la connexion électrique entre les différentes couches.

La stratification, quant à elle, est une technique de pressage à pression et température mesurées, permettant l’assemblage de plusieurs ensembles à double face, en vue de réaliser un circuit multicouche. C’est dire que la stratification n’a pas lieu pour la fabrication des circuits imprimés double face et simple face. Qu’il s’agisse de fabrication artisanale ou industrielle, la matière première où se trouvent les couches conductrices associées à la couche isolante est déjà assemblée à la fourniture.

Les composants d’un circuit électronique

Il existe deux grandes catégories de composants électroniques qui contribuent à la fabriquer une carte de circuit électronique. D’une part les composants analogiques constitués de :

  • résistance (pour la limitation ou la conservation du courant) ;
  • diode (pour assurer le passage du courant dans un sens unique) ;
  • condensateurs (pour accumuler le courant)
  • transistor, tube ;
  • bobine ;
  • transformateur ;
  • amplificateurs opérationnel.

 

D’autre part se trouvent les composants numériques que sont :

 

  • le compteur-décompteur ;
  • les circuits additionneur et soustracteur ;
  • les circuits logiques ;
  • la mémoire ;
  • le multiplexeur-démultiplexeur.

Fabrication du circuit électronique : les étapes

La première étape de fabrication de carte électronique consiste en la connexion des composants les uns aux autres. A cette étape, fait suite celle de l’assemblage, au cours de laquelle les composants électroniques sont soudés à la carte via le procédé du brasage. Selon les types de composants, on distingue plusieurs méthodes d’assemblage.

Pour les composants traversants par exemple, l’assemblage se fait soit par soudure à la vague, soit manuellement. S’agissant des composants montés en surface, c’est la technique de montage en surface des composants récents appelés CMS qui est la plus utilisée dans les industries.

La conception d’un circuit électronique peut paraître complexe. En réalité, il est généralement constitué de plusieurs circuits électroniques indépendants, lesquels sont aussi composés de modules parfois connus sous l’appellation d’étages. Ces derniers sont eux-mêmes composés de modules supplémentaires. Il existe différents types d’étages. En électronique, ceux qu’on rencontre le plus souvent sont :

  • la puissance ;
  • le filtre ;
  • l’amplification ;
  • l’alimentation ;
  • le traitement du signal ;
  • l’informatique.

 

C’est l’alimentation qui génère le courant nécessaire au fonctionnement du circuit. Elle est à cet effet composée d’un capteur de puissance, d’un étage de transformation, de lissage et de contrôle de tension.

Quant au filtre analogique, il se décline en des modèles variés et a pour rôle de modifier la structure harmonique d’un signal analogique. On compte le filtre :

  • coupe-bande ;
  • passe-bande ;
  • passe-haut ;
  • passe-bas.

 

De son côté, la puissance pour bien fonctionner doit :

 

  • disposer de composants électroniques adaptés à la tension de fonctionnement et à la puissance à générer ;
  • posséder un étage de protection pour détecter les surchauffes et courts-circuits ;
  • être conforme aux normes régissant l’utilisation de l’appareil.Il va de soi que la fabrication carte électronique est un processus quelque peu complexe, qui prend en compte de nombreux paramètres.