Conseils pour connaître les circuits imprimés

Lorsque vous observez un circuit électrique, vous remarquez qu'il est composé de divers éléments. Les condensateurs, par exemple, sont utilisés pour conserver une charge électrique dans un circuit imprimé et la libérer en cas de besoin. Les inducteurs, quant à eux, stockent l'énergie dans un champ magnétique. Enfin, il y a les diodes, qui permettent à un courant électrique de circuler dans un seul sens, évitant ainsi les dommages causés par un mauvais flux.

Types courants de cartes de circuits imprimés

Il existe deux types de circuits imprimés : les circuits imprimés et les planches à pain. Les circuits imprimés sont utilisés à des fins de prototypage et permettent de réutiliser les composants. Toutefois, ils ne sont pas aussi rigides ou complets que les cartes perforées. La fabrication de l'un ou l'autre de ces types de circuits peut prendre beaucoup de temps et coûter cher à l'achat. Les planches à pain sont un excellent moyen de tester vos circuits avant de les intégrer à un circuit imprimé complet.

Le matériau le plus couramment utilisé pour fabriquer les circuits imprimés est le FR-4. Ce matériau possède de bonnes propriétés d'isolation et est capable de résister aux arcs électriques. Le FR-4 est disponible dans une variété de qualités ayant des propriétés électriques différentes. En règle générale, le FR-4 résiste à une température de 130 degrés Celsius. Un autre type de circuit imprimé est connu sous le nom de circuit imprimé à noyau d'aluminium, qui est souvent laminé sur du FR-4. Ce type de circuit imprimé est utilisé pour les circuits électroniques qui nécessitent un niveau élevé de refroidissement.

Composants communs

Les composants les plus courants d'un circuit imprimé sont les résistances, les condensateurs et les transistors. Ces dispositifs stockent et transmettent la charge électrique tout en la dissipant sous forme de chaleur. Ils sont fabriqués à partir de divers matériaux et sont codés par couleur en fonction de leur valeur de résistance. Les transistors, quant à eux, transfèrent l'énergie électrique et sont utilisés comme amplificateurs dans les circuits imprimés. Il existe plusieurs types de transistors, dont les transistors bipolaires et les transistors radiaux.

Les principaux matériaux utilisés pour fabriquer les circuits imprimés sont le cuivre et le FR-4. Le stratifié recouvert de cuivre est un type de carte dont le cuivre n'est pas gravé. Le matériau FR-4 est le plus couramment utilisé aujourd'hui. Les stratifiés recouverts de cuivre sont plus récents. Les non-homogénéités deviennent de plus en plus importantes dans la fabrication des circuits imprimés. Ces différences peuvent entraîner des variations de la constante diélectrique du circuit imprimé.

Utilisations courantes

Les circuits imprimés jouent un rôle clé dans la production de nombreux appareils électroniques, notamment les écrans d'ordinateur, les appareils d'enregistrement et les téléviseurs. On les trouve également à l'intérieur des systèmes de divertissement tels que les jeux vidéo et les lecteurs DVD. De même, ils sont utilisés dans les appareils ménagers tels que les cafetières, les micro-ondes et les réveils. Outre ces utilisations courantes, les PCB sont également utilisés dans le secteur industriel, notamment dans les machines qui nécessitent une grande puissance et sont soumises à une manipulation brutale et à des produits chimiques agressifs.

Les circuits imprimés présentent de nombreux avantages par rapport aux circuits câblés traditionnels. Ils sont légers, peuvent être facilement réparés et constituent un moyen rentable de créer et d'entretenir des systèmes complexes. Leur polyvalence a permis des avancées significatives en matière d'électronique dans des domaines allant des ordinateurs aux appareils médicaux. Aujourd'hui, même les voitures dépendent des circuits imprimés pour leur bon fonctionnement.

Matériaux communs

Il existe de nombreux matériaux différents utilisés dans les circuits imprimés. Par exemple, le FR4 est un stratifié courant. Ce matériau présente une température de transition vitreuse (GTT) d'environ 135 degrés Celsius et un CTE d'environ 3,8 à 4,6. D'autres stratifiés utilisent le polyimide, un matériau haute température à haute résistance électrique. D'autres matériaux sont spécialement formulés pour les applications à haute fréquence et à micro-ondes.

Le cuivre est le matériau conducteur le plus couramment utilisé sur les circuits imprimés. Ce matériau est utilisé dans la couche de base et est appliqué sur les circuits imprimés pour leur conférer la rigidité nécessaire. Les époxydes sont également utilisés pour fabriquer la couche de substrat. Toutefois, elles n'ont pas la durabilité de la fibre de verre.

Processus communs

Dans l'assemblage des circuits imprimés, les processus courants sont le soudage, la gravure et la finition de surface. La finition de surface protège la carte de la corrosion et facilite le processus de soudure. Un exemple de finition de surface est le nivellement de la soudure à l'air chaud, qui consiste à enduire la carte de flux et à la plonger dans la soudure en fusion. Un jet d'air chaud à haute pression est ensuite utilisé pour éliminer l'excès de soudure dans les trous de la carte et pour lisser la surface de soudure.

La première étape du cuivrage consiste à placer le panneau dans un bain de cuivrage, qui contient du sulfate de cuivre et de l'acide sulfurique. Une fine couche de cuivre est alors déposée sur le panneau. Cette couche est ensuite protégée par un bain d'étamage. Une fois la couche de cuivre durcie, le circuit imprimé étamé est retiré du bain d'étain, qui agit comme une barrière de gravure.

Problèmes de fabrication courants

Un placage de cuivre insuffisant peut conduire à des cartes de circuits imprimés défectueuses. Le placage de cuivre est essentiel pour que le courant électrique passe à travers la carte. Une couche de cuivre insuffisante peut être facilement détectée à l'aide d'un logiciel de conception de circuits imprimés ou par un fabricant de circuits imprimés. Il est également essentiel de bien nettoyer les trous après le perçage afin d'éviter la formation de bulles d'air.

La conception des circuits imprimés est la première défense contre les problèmes de fabrication courants. Une bonne conception des circuits imprimés permet d'éviter les décharges électrostatiques et les erreurs de soudure. Les ingénieurs de fabrication et les concepteurs doivent communiquer entre eux afin d'anticiper les problèmes et de créer un plan pour y remédier. De simples erreurs peuvent se transformer en défaillances coûteuses, il est donc essentiel d'obtenir la meilleure conception possible. En outre, le recours à un concepteur expérimenté peut permettre d'éviter des erreurs qui pourraient passer inaperçues.