Une carte de circuit imprimé est un composant de la plupart des appareils électriques et des appareils électroniques qui sert essentiellement de conducteur, aidant les courants à se rendre là où ils doivent aller et à faire ce qu’ils doivent faire. Ces cartes agissent essentiellement comme des cartes du système de circuits d’un appareil. Ils ont un certain nombre de rainures et de trous à travers lesquels les courants peuvent circuler et d’autres éléments de circuits peuvent être fixés. Beaucoup de précision est impliquée dans leur création, et les ingénieurs passent généralement beaucoup de temps à s’assurer qu’ils ont été correctement gravés et traités. Une fois qu’une carte est assemblée, elle alimente et à bien des égards donne vie à l’appareil en question. Les problèmes avec cette carte signifient souvent que l’appareil perd son opérabilité.
Concept de base
La plupart des appareils électroniques dépendent de circuits internes afin de déléguer des éléments tels que le suivi électrique et les problèmes d’alimentation à divers composants. La science et l’ingénierie derrière les circuits imprimés peuvent être quelque peu compliquées, mais en termes simples, le circuit imprimé est une sorte de « siège social » ou de « terminal » où tout est traité et trié. Lorsqu’elles sont vues isolément, les planches ressemblent souvent à de fines plaques de métal marquées de rainures et de gravures brillantes. Leur taille varie en fonction de l’appareil en question, mais peut être aussi petite qu’un ongle ou aussi grande qu’une petite voiture selon le contexte.
Assemblée
Les circuits imprimés servent de base et de support mécanique aux composants électroniques. En général, ce sont des surfaces non conductrices, mais elles sont peuplées de chemins conducteurs, de traces de signaux et de composants électroniques au fur et à mesure qu’ils sont assemblés afin de permettre la circulation des courants électriques. Une fois assemblée, la carte est généralement appelée assemblage de carte de circuit imprimé (PCBA) ou assemblage de circuit imprimé (PCA).
L’assemblage de cartes de circuits imprimés est l’une des nombreuses méthodes de création de circuits, ainsi que des circuits enroulés et des circuits point à point. Les assemblages ont tendance à nécessiter plus d’efforts pour la mise en page et un coût initial plus élevé que les autres options disponibles, mais ils sont plus rentables au fil du temps et offrent souvent également une plus grande fiabilité. Après avoir pris en compte les coûts initiaux associés à la conception de la carte de circuit imprimé, la fabrication de la carte est souvent moins coûteuse et offre également une production en grand volume plus rapide que d’autres méthodes.
Composants principaux
Les matériaux utilisés dans la fabrication des PCA peuvent varier en fonction de la manière dont ils seront utilisés. Typiquement, les couches conductrices sont constituées d’une fine feuille de cuivre et les couches isolantes diélectriques sont laminées ensemble à l’aide de résine époxy. Souvent, ce que l’on appelle un tableau blanc est créé lorsque le substrat est complètement recouvert d’un côté ou des deux par une couche de liaison en cuivre. Un masque temporaire est ensuite appliqué, permettant d’éliminer tout cuivre indésirable au moyen d’une gravure de motif.
Méthodes de gravure
Dans la plupart des cas, les rainures et empreintes caractéristiques de la planche doivent être spécifiquement enfoncées ou gravées dans la surface. L’impression photographique et la sérigraphie sont les méthodes de gravure les plus courantes à des fins commerciales. La photogravure repose sur un photomasque et un procédé chimique pour éliminer le cuivre indésirable. Les procédés de gravure utilisent généralement du persulfate d’ammonium, du chlorure ferrique ou de l’acide chlorhydrique pour ronger les couches indésirables de cuivre. La sérigraphie repose sur des encres résistantes à la gravure, protégeant la feuille de cuivre sous-jacente de sorte que seul le cuivre indésirable soit gravé. Une autre option est le fraisage, qui nécessite une machine spéciale pour enlever le cuivre.
Dans certaines méthodes de construction, des traces sont ajoutées au substrat plutôt que supprimées. Cela se fait généralement par galvanoplastie. Le mode de fabrication choisi pour une carte de circuit imprimé variera selon qu’il s’agit d’une carte unique ou qu’elle doit être reproduite en grande quantité.
Choisir un isolant
L’une des parties les plus importantes de l’assemblage de la carte implique l’isolation pour protéger la carte contre la surchauffe ou l’obstruction des signaux. Il existe différents types de matériaux diélectriques disponibles à cet effet, notamment un matériau époxy composite (CEM) et un matériau ignifuge (FR), et chacun fournit une valeur isolante différente en fonction des exigences des circuits. Teflon, FR-1, FR-4, CEM-1 et CEM-3 sont quelques exemples de diélectriques. Les matériaux couramment utilisés dans la construction de circuits imprimés comprennent le papier de coton phénolique (FR-2), le papier de coton avec époxy (FR-3 et CEM-1), le verre tissé avec époxy (FR-4) et le verre mat avec polyester (FR-6) .