Circuit imprimé
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Le circuit imprimé est une plaque destinée à regrouper des composants électroniques, afin de réaliser un système plus complexe.
Généralement, ces plaques sont rectangulaires. Elles ont une épaisseur de l'ordre du millimètre, une longueur et une largeur très variables.
Fabrication
Le circuit imprimé (aussi appelé « PCB » pour « Printed Circuit Board ») est une plaque fabriquée à partir de matériaux composites (anciennement bakélite, puis résine époxy) doublée d'une fine couche de cuivre. Ce cuivre par transfert photographique du circuit électrique et dissolution de l'excédent de cuivre permet la fabrication de circuits électriques particuliers. Il permet ensuite d'implanter par soudure les composants électroniques (circuits intégrés, condensateurs, résistances, diodes, transistors...) qui seront alors reliés par les lignes conductrices ainsi créées. Cette plaque forme alors un sous-système électronique. La dissolution du cuivre peut être réalisé par du perchlorure de fer liquide. Ce type de circuit imprimé est dit mono-couche.
Mais les besoins de circuits de plus en plus complexes se faisant sentir, les techniques de gravures ont évolués, les circuits imprimés ont vu le nombre de leurs couches se multiplier. Les liaisons entre les pistes des différentes couches et les composants sont assurées par de minuscule rivets conducteurs appelés vias. Dans une carte mère de micro-ordinateur par exemple, les couches sont au nombre de cinq, voir plus. Une couche est réservée à la masse ou alimentation 0V, une à l'alimentation 5V, les autres sont distribuées en fonction des besoins. Quand la complexité est vraiment élevée et que le coût peut être considéré comme secondaire on rencontre plus de quinze couches (jusqu'à 20).
Exemples d'utilisation
Presque tous les domaines de l'électronique utilisent maintenant des circuits imprimés :
- Micro-ordinateur
- Imprimante
- Appareillage électroménager hi-fi
- etc.
Certains composants d'ordinateur sont (par construction) des circuits imprimés :
- La carte mère
- Les barettes mémoires
- Les cartes d'extension de mico-ordinateur PCI/ISA.
Evolutions
Avec la décroissance des coûts de fabrication, le nombre de couches utilisées par des circuits imprimés destinés à des applications grand public ne cesse d'augmenter. Alors que dans les années 90, l'industrie automobile considérait que seuls des circuits imprimés mono-couche étaient industriellement acceptables, il n'est plus surprenant (en 2005) de rencontrer des circuits à 4 couches.
Avec le besoin de réduction de la taille, la circuit imprimé plan peut être un obstacle à l'intégration. On observe donc l'utilisation de circuits imprimés flexibles qui peuvent être tracés sur un support souple (généralement avec seulement une ou deux couches de cuivre). Un environnement où le circuit flexible est courant est celui des appreils photographiques où cela permet de contourner les contraintes de placement qui sont imposées par l'optique et le design industriel.
Le détail des techniques de circuit imprimé a évolué avec l'apparition du composant monté en surface qui a permis de réduire la taille des composants, d'augmenter la fréquence d'utilisation mais a imposé des adaptations spécifiques (comme l'augmentation du nombre moyen de vias).
Dans certains cas extrêmes, le support peut sortir totalement de l'ordinaire (tout en reprenant les mêmes principes). Par exemple, certaines applications militaires ou spatiales qui sont soumises à des environnements thermiques très éprouvants utilisent des circuits imprimés en céramique.