Comment sont fabriqués les circuits imprimés ?

Les trous de connexion constituent l'un des éléments les plus importants d'un circuit imprimé. Ces trous sont percés selon un schéma précis pour permettre aux circuits de se connecter les uns aux autres. Les machines de perçage automatisées utilisent des limes de perçage à commande numérique, également appelées limes excellon, pour déterminer l'endroit où percer et la taille des trous. En fonction de la structure du circuit imprimé, le perçage peut être effectué une couche à la fois ou en plusieurs couches avant la stratification.

Circuits imprimés multicouches

Un circuit imprimé multicouche est un circuit imprimé comportant plus de trois couches. Ces cartes sont utilisées dans une grande variété d'appareils, des appareils ménagers aux appareils médicaux. En règle générale, un circuit imprimé doit comporter au moins quatre couches pour fonctionner correctement. Cette technologie est de plus en plus répandue dans les appareils ménagers et dans les appareils médicaux, tels que les appareils à rayons X et les appareils de tomodensitométrie.

Le processus de fabrication des PCB multicouches implique l'utilisation d'une toile de verre tissée et d'une résine époxy. Les résines époxy sont ensuite durcies, formant le noyau du circuit imprimé. Ensuite, le noyau et la feuille de cuivre sont collés ensemble par la chaleur et la pression. On obtient ainsi un circuit imprimé multicouche aux propriétés uniformes.

Un autre procédé de fabrication est la panélisation, qui consiste à combiner plusieurs petites cartes de circuits imprimés sur un seul panneau. Cette technique permet de combiner plusieurs conceptions différentes sur une seule grande carte. Chaque panneau se compose d'une bande d'outillage extérieure comportant des trous d'outillage, des repères de panneau et un coupon d'essai. Certains panneaux comprennent également une coulée de cuivre hachurée afin d'éviter toute déformation au cours du processus de panneautage. La mise en panneaux est fréquente lorsque les composants sont montés près du bord d'une carte.

PCB de classe 2 et 3

Bien que la plupart des fabricants de cartes de circuits imprimés de classe 2 et de classe 3 respectent les mêmes normes, il existe quelques différences essentielles entre ces deux classes. Les cartes de classe 2 sont généralement fabriquées pour des produits qui ne sont pas exposés à des conditions environnementales extrêmes, qui ne sont pas essentiels pour l'utilisateur final et qui ne sont pas soumis à des tests rigoureux. Les cartes de classe 3, en revanche, sont conçues pour répondre aux normes les plus strictes et doivent offrir des performances continues et des temps d'arrêt minimaux. La principale différence entre les deux classes réside dans les exigences relatives à la conception des cartes et au processus de fabrication.

Les cartes de circuits imprimés de classe 2 et 3 sont fabriquées conformément aux normes IPC-6011. Ces normes décrivent les exigences applicables aux circuits imprimés de classe 1, de classe 2 et de classe 3. Il existe également des normes IPC plus récentes appelées Classe 3/A. Elles sont conçues pour l'avionique militaire et les applications spatiales. Les circuits imprimés de classe 1 et de classe 2 doivent répondre aux normes IPC Rigid, Flex et MCM-L.

Circuits imprimés simple face

Les circuits imprimés simple face (PCB) sont des circuits courants et relativement faciles à concevoir. Par conséquent, la plupart des fabricants et des concepteurs peuvent les concevoir et les fabriquer. Les circuits imprimés simple face sont également plus faciles à produire que les circuits imprimés multicouches. Par conséquent, presque toutes les entreprises de fabrication de circuits imprimés peuvent les produire. Les circuits imprimés simple face sont le plus souvent commandés en grandes quantités.

Les circuits imprimés simple face sont généralement fabriqués en FR4, une substance semblable à la fibre de verre mélangée à de l'époxy. Le matériau est formé en plusieurs couches, chaque couche contenant une couche de matériau conducteur. Les fils sont ensuite soudés à des pistes de cuivre du côté des composants. Les circuits imprimés à une face étaient à l'origine utilisés pour fabriquer des prototypes de circuits imprimés, mais la demande de composants montés en surface ayant augmenté, ils ont été remplacés par des circuits imprimés à plusieurs couches.

Les circuits imprimés simple face sont la forme la plus simple et la moins chère des circuits imprimés. Ils comportent une seule couche de cuivre conducteur au-dessus du substrat. En outre, les circuits imprimés simple face ne comportent pas de trous d'interconnexion. C'est pourquoi ils conviennent le mieux aux conceptions à faible densité. Ils sont faciles à fabriquer et sont souvent disponibles dans des délais courts.

Circuits imprimés flexibles

La production de circuits imprimés flexibles comporte plusieurs étapes. La première étape consiste à concevoir la disposition de la carte. Cette opération peut être réalisée à l'aide d'outils de CAO tels que Proteus, Eagle ou OrCAD. Une fois le schéma conçu, le processus d'assemblage peut commencer.

L'étape suivante consiste à acheminer les conducteurs. La largeur des conducteurs doit être fixée à un niveau standard pour l'appareil. Toutefois, le nombre de conducteurs peut varier en fonction de la conception. La largeur standard des conducteurs est nécessaire pour un circuit qui requiert un certain pourcentage de courant. Les diamètres des trous peuvent également varier en fonction de la conception.

Une fois le gabarit gravé, le circuit flexible est découpé par un procédé appelé "blanking". Un jeu de poinçons et de matrices hydrauliques est utilisé pour ce processus, mais les coûts d'outillage peuvent être élevés. Une autre option consiste à utiliser un couteau à découper. Il s'agit d'une longue lame de rasoir que l'on plie pour lui donner la forme du circuit flexible. Il est ensuite inséré dans une fente d'un panneau de support, généralement en MDF ou en contreplaqué.