Introduction à la fabrication d’un circuit imprimé

Préambule sur les circuits imprimés

Un circuit imprimé (PCB, pour Printed Circuit Board) est un support physique utilisé pour connecter électriquement et maintenir mécaniquement des composants électroniques dans un circuit.

Il se présente sous la forme d’une plaque, généralement un substrat rigide (mais parfois flexible), composée d'une ou plusieurs couches de matériaux conducteurs (comme le cuivre) séparées par un matériau isolant (diélectrique).

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Circuit imprimé

Rôle du circuit imprimé :
Structure d’un circuit imprimé :
Types de circuits imprimés :

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Carte double face

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Carte multicouches (2 couches internes de cuivre, 1 plan interne)

Fabrication d’un circuit imprimé ou PCB

La fabrication d’un circuit imprimé est un processus qui comprend plusieurs étapes :

La conception d'un circuit imprimé

La conception d’un circuit imprimé commence par la réalisation d'un schéma électronique, où sont définis les composants et leurs connexions. Elle se poursuit par le transfert d'une netlist de l'éditeur de schéma vers l'éditeur de PCB afin de réaliser le placement des composants sur la carte puis le routage des pistes sur une ou plusieurs couches de cuivre.

Le développement de circuits imprimés est généralement réalisé à l'aide d'une suite logicielle de conception électronique (Electronic Design Automation - EDA). A l'IUT de Haguenau, nous utilisons le logiciel KiCad depuis la rentrée universitaire 2024 (Altium Designer pendant 15 ans).

Le Schéma

Le schéma est une représentation graphique du circuit électronique. Il est constitué de symboles normalisés, représentant chaque composant du circuit (résistances, condensateurs, transistors, diodes, etc.), et de fils de connexion reliant les broches des symboles. Chaque composant y est identifié par une référence unique (par exemple, R1 pour une résistance ou U1 pour un circuit intégré), accompagnée éventuellement de ses valeurs ou spécifications (telles que la résistance en ohms ou la capacité en farads) comme illustré sur la figure ci-dessous.

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Ce schéma est essentiel lors de la conception d’un circuit imprimé, car il décrit les interconnexions à reproduire sur le PCB pour garantir le fonctionnement attendu. Dans une suite logiciel de conception PCB, le schéma électronique joue un rôle central en tant que première étape du processus de création dont voici ses principales fonctions :

Ce schéma est ensuite traduit en un plan de PCB à partir d'une netlist qui permet de transférer les empreintes des composants et les équipotentiels afin de tracer les pistes. 

La carte de circuit imprimé

La carte de circuit imprimé est la réalisation physique du schéma, avec des empreintes physiques de composants positionnées sur la carte et des pistes en cuivre pour établir les connexions décrites dans le schéma. Les empreintes sont un ensemble de pastilles de cuivre qui correspondent aux broches d'un composant physique. Les composants eux-mêmes sont fixés au PCB via des pastilles de soudure, soit en traversant la carte (Through-Hole Technology), soit en surface (Surface-Mounted Device ou CMS).

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Une fois conçu, les couches de cuivre sont fabriquées par gravure, impression ou des procédés plus avancés comme la photolithographie pour former les pistes qui assurent les connexions électriques entre les différents empreintes des composants.

Chaque composant sera ensuite soudé sur son empreinte correspondante sur le circuit imprimé.





Revision #30
Created 21 January 2025 22:12:08 by admin_geii
Updated 28 January 2025 09:45:34 by admin_geii