Qu'est-ce qu'un circuit imprimé (PCB) ?

Les circuits imprimés (PCB - Printed Circuit Boards) forment la base des cartes de circuits électroniques qui commandent et contrôlent les appareils vidéo, audio, informatiques et industriels. Les cartes brutes sont constituées de panneaux plats en fibre de verre revêtus sur une ou deux faces de cuivre. On les appelle « circuits imprimés » car le schéma du circuit est photo-imprimé sur la carte avant qu'elle ne soit transformée en carte de circuit.

Conception des circuits

La première étape pour transformer un PCB en carte de circuit est la conception du circuit. Un ingénieur dessine un schéma montrant les composants électroniques qui peupleront la carte et comment ils seront connectés. Une fois le design terminé, des logiciels traduisent les symboles schématiques en composants physiques et pistes électriques réelles. L'ordinateur génère un « masque » film avec le tracé du circuit et les connexions des composants à leurs emplacements exacts.

Processus de gravure (etching)

L'étape suivante consiste à prendre un PCB standard de 1,5 mm (0,059 pouce) d'épaisseur et à y poser le masque de circuit. Un dispositif piloté par ordinateur perce les trous de fixation des composants aux emplacements indiqués par le masque, puis électrodépose du cuivre dans chaque trou. L'image du circuit est appliquée en recouvrant la carte d'un film photosensible, posant le masque par-dessus et exposant le tout à une lumière intense. On électrodépose ensuite de l'étain sur la carte. L'étain n'adhère qu'aux zones protégées de la lumière par le masque. La carte est ensuite plongée dans une solution acide qui ronge les zones non revêtues d'étain.

Points de soudure

La carte est recouverte d'un autre masque percé aux endroits où la soudure doit être appliquée pour fixer les composants électroniques. On trempe la carte dans de la soudure fondue qui adhère aux trous du masque de soudure. Ce masque devient une partie permanente de la carte, lui donnant sa couleur verte caractéristique. Un processus de sérigraphie imprime numéros, lettres et contours identifiant l'emplacement de chaque composant. La carte terminée part en atelier d'assemblage où les composants seront installés et la carte montée dans le produit final.

Histoire du PCB

Les circuits imprimés ont été inventés en 1936 en Autriche par l'ingénieur Paul Eisler, qui les utilisa pour construire des postes radio (source : schmartboard.com). Les États-Unis et leurs alliés utilisèrent cette technologie pour produire massivement des talkies-walkies pendant la Seconde Guerre mondiale. En 1948, les États-Unis déclassifièrent la technologie, la libérant pour l'électronique grand public. Les PCB connurent une acceptation croissante dans les années 1950 malgré les difficultés de soudure. Au milieu des années 1960, des ingénieurs d'IBM perfectionnèrent les technologies de montage en surface (SMT), simplifiant grandement la conception et la fabrication. Résultat : ces cartes sont devenues le cœur de pratiquement tous les produits électroniques grand public.