Le circuit imprimé est actuellement le circuit le plus utilisé dans le domaine de l’électronique. Presque toutes les inventions innovantes sont dotées de ce type de circuit, dont la calculatrice, l’imprimante, la carte dans les jeux d’arcade et les appareils électroménagers.

Certains composants de nos ordinateurs personnels sont également des circuits imprimés, comme les barrettes mémoires et la carte mère. Mais de quoi s’agit-il exactement ? Pourquoi utiliser un circuit imprimé ? Découvrez dans cet article tout ce qu’il faut savoir sur cette évolution notable des circuits électroniques.

C’est quoi un circuit imprimé ?

Aussi connu sous l’appellation de carte électronique, ou encore PCB qui vient de l’anglais Printed Circuit Board, le circuit imprimé est un support qui permet de relier électriquement plusieurs éléments électroniques entre eux. Il a pour principale fonction de faire passer le courant. Généralement, il se présente sous la forme d’une plaque verte.

Il est composé de fines couches conductrices en cuivre, ainsi qu’un matériau isolant qui forme une séparation entre ces dernières. Le cuivre est gravé à l’aide d’un procédé chimique et on obtient un ensemble de pistes qui se terminent par des pastilles. Ces dernières qui ont chacune un rôle bien déterminé.

Le plus souvent, on recouvre le circuit imprimé de vernis coloré afin de protéger les pistes du court-circuit et de l’oxydation.

Un circuit réduit pour répondre aux besoins actuels

De nos jours, les appareils deviennent de plus en plus petits avec les nouvelles technologies, qu’il fallait également penser à diminuer le volume des circuits. Et le circuit imprimé a vu le jour. Plus fin, plus léger et facile à intégrer, il est devenu le type de circuit le plus prisé pour faire fonctionner de multiples appareils depuis le début du 20è siècle.

On l’utilise même pour assurer le bon fonctionnement de plusieurs parties d’une voiture, et aussi dans les domaines militaires et spatiaux. Seulement, dans ces derniers cas, on utilise des matières spéciales pour la réalisation du circuit imprimé.

A la naissance du PCB, les assemblages étaient rudimentaires. Il a connu des améliorations jusqu’à l’obtention du circuit imprimé tel qu’on le voit aujourd’hui. En effet, avant, il était réalisé en bakélite et ne supportait que deux couches au maximum. Presque tous les anciens appareils électriques des années 1960 et 1970 sont dotés de ces anciens circuits. Puis, sont apparus les supports époxy.

Grâce à cette innovation, les couches utilisées sont devenues de plus en plus importantes afin de répondre à un but précis. Ainsi, on peut trouver sur un blog de conception de circuit imprimé des cartes électroniques constituées de 30 couches, qui sont destinées à des applications complexes et dans le coût est considéré comme étant secondaire. Plusieurs types de circuits imprimés aussi sont nés au fil des années selon plusieurs critères.

La classification des circuits imprimés

On peut classer les circuits imprimés selon :

• Le nombre des couches de cuivre
• Leur rigidité
• L’existence ou non de liaisons métallisées entre les couches conductrices.
• Le nombre des stratifications utiles pour leur réalisation.

 

• Les différentes catégories de cartes électroniques selon le nombre des couches conductrices et les liaisons métallisées

On distingue trois types de circuit imprimé selon que celui-ci possède ou non des liaisons métallisées et selon le nombre de ses couches de cuivre. Il est à noter que les liaisons métallisées  s’agit des trous qui sont métallisés après être percés. Ils servent de liaison électrique entre les couches par lesquelles ils traversent. On obtient cette liaison grâce à la métallisation des trous à l’aide d’une couche de cuivre par des cuivrages chimique et électrolytique.

• Le circuit imprimé simple face

Comme son nom l’indique, ce PCB n’est constitué que d’une seule couche de cuivre. En général, le circuit imprimé simple face présente des trous, permettant la mise en place des composants électroniques. Aucun de ces trous n’est métallisé. Les liaisons électriques sont établies dans la simple couche conductrice.

• Le circuit imprimé double face

Ce type de circuit est composé de deux couches conductrices qui sont séparées par une couche isolante. Il comporte également des trous qui peuvent être des trous d’insertion ou des vias. Ces derniers permettent une connexion électrique entre les deux couches de cuivre.

Quant aux trous d’insertion, ils permettent le maintien des différents composants dans le circuit. Ils peuvent être métallisées ou non. Les PCB double face à trous non métallisés sont plus faciles à fabriquer que ceux à trous métallisés. En effet, dans ce cas, la connexion électrique entre les couches est établie grâce, tout simplement, à la soudure des pattes des divers composants qui sont insérés dans le circuit.

• Le PCB multicouches

Les circuits imprimés qui comportent trois couches ou plus sont appelés PCB multicouches. Chaque couche est isolée par un matériau isolant. En ce qui concerne les trous pour la mise en place des éléments électroniques, ils peuvent être, comme le PCB double face, de trous d’insertion ou de vias.

Cependant, pour le PCB multicouches, puisqu’il possède des couches de cuivre internes et externes, les vias peuvent être traversant, borgnes ou enterrés. Chacun d’eux ont une fonction bien déterminée. Les vias traversant ont pour rôle d’établir la liaison électrique entre les couches conductrices en cuivre. Les vias enterrés servent à la connexion électrique entre les couches internes. Enfin, les vias borgnes permettent de relier une couche interne et une couche externe.

Si le circuit multicouche est doté de trous, ceux-ci sont impérativement métallisés.

• La classification selon la rigidité du circuit imprimé

On recense trois types de PCB selon la constitution de la couche isolante.

• Le circuit imprimé rigide

C’est le PCB le plus courant. Ses couches isolantes sont en époxy. Des fibres de verre viennent renforcer celles-ci, lui conférant ainsi une grande solidité.

Le circuit imprimé rigide permet d’établir une connexion électrique entre les différents composants électroniques, comme tous les autres circuits imprimés. Mais ce qui le distingue le plus c’est qu’en plus de cette fonction, il assure également le maintien de ces composants. On peut trouver des circuits rigides multicouches, double face ou simple face.

• Les circuits imprimés flexibles ou souples

Ces circuits sont faits à partir de matières isolantes fines. Ils sont disponibles en simple ou double face et en multicouches.

• Les PCB flex-rigides

Il s’agit d’un mélange de circuits imprimés rigide et souple. Les composants se fixent sur les parties rigides qui sont reliées par des parties souples.

Contrairement aux deux types précédents, la carte électronique flex-rigide est multicouche.

• La stratification des circuits imprimés

Il est très important de connaitre préalablement le nombre de stratifications utiles pour la fabrication d’une carte électronique avant d’en réaliser une. Il s’agit d’un pressage permettant d’assembler quelques circuits imprimés double face en vue de fabriquer un circuit multicouche.

Ceci dit, les cartes électroniques simple et double face ne nécessitent pas d’être stratifiées lors de leur fabrication, qu’il s’agit d’une fabrication industrielle ou artisanale. Ce sont les PCB multicouches qui en ont besoin.

Ainsi, le circuit imprimé multicouche rigide est issu de la stratification de quelques doubles faces rigides. Les PCB flex-rigides sont le résultat de la stratification de double face souples et de double face rigides. Et enfin, les PCB multicouches souples résultent de la stratification de plusieurs PCB double face souples.