Les circuits imprimés (PCB) sont essentiels au processus de conception dans l'industrie électronique. Cet article vous en donnera un aperçu, en expliquant ce qu'ils sont et en quoi ils diffèrent des autres types de cartes de circuits imprimés. Les PCB peuvent être utilisés pour le prototypage, la fabrication et la production, mais il est important de bien comprendre ces différentes étapes de fabrication pour garantir le bon déroulement de votre projet.
Prototypage PCB
Lors du développement d'un nouveau produit ou composant électronique, il est crucial de s'assurer du bon fonctionnement du produit final. C'est pourquoi la création d'un prototype de circuit imprimé est une pratique courante dans l'industrie. La modélisation informatique peut s'avérer utile, mais sans avoir un prototype fonctionnel en main, il est impossible d'appréhender pleinement les performances.
La réalisation d'un prototype de circuit imprimé est la première occasion de confronter votre conception à la réalité. C'est le moment idéal pour corriger les éventuels défauts de conception, optimiser la quantité de matériaux alloués et convaincre les parties prenantes ou les investisseurs intéressés par votre projet avant de passer à la production en série.
Hi5 Electronics possède une expertise de plusieurs années dans la transformation de concepts et de schémas de circuits imprimés en prototypes fonctionnels. Nous serions ravis de faire de même pour les vôtres.
Fabrication de PCB
La fabrication de circuits imprimés (PCB) consiste à assembler des cartes de circuits imprimés. Le motif de surface de la carte est associé aux couches nécessaires, permettant ainsi son utilisation dans la production électronique. La fabrication des PCB peut être réalisée en interne par des experts externes ou sous-traitée à des entreprises chinoises spécialisées.
Les clients peuvent également créer leurs propres fichiers et les envoyer au fabricant pour la fabrication des circuits imprimés, au format Gerber. Ce format est une norme industrielle permettant de consigner les spécifications d'un processus de fabrication de circuits imprimés économique.
Processus de fabrication de PCB
La conception
Il vous faut un schéma de votre carte avant de commencer la fabrication des circuits imprimés. On utilise souvent des logiciels de conception assistée par ordinateur pour concevoir les circuits. Les calculateurs de largeur de pistes sont la meilleure façon d'obtenir des informations sur les couches internes et externes.
Impression du dessin
Une imprimante à traceur est utilisée pour imprimer le motif du circuit imprimé. Lors du processus de fabrication, elle génère un film qui révèle les détails et les différentes couches de la carte. Deux couleurs d'encre seront utilisées pour la couche interne du circuit imprimé.
Création du substrat
Les films imprimés sont découpés en couches. Lors de la fabrication des circuits imprimés, le matériau isolant, composé de résine époxy et de fibres de verre, est traité thermiquement ou semi-polymérisé. Une face de la couche est pré-cuite en cuivre avant d'être découpée pour révéler le motif imprimé.
Impression des couches internes
Le motif est imprimé sur un stratifié qui constitue le corps de la structure. Un film de résine photosensible, composé de produits chimiques photoréactifs qui se solidifient sous l'effet des UV, recouvre le circuit imprimé. Ce film permet d'aligner les plans et l'impression. Des trous sont percés dans le circuit imprimé pour faciliter cet alignement.
Lumière ultraviolette
Après un alignement précis, la résine et le film de lamination sont exposés à un rayonnement ultraviolet qui durcit la résine photosensible. La lumière révèle alors les pistes de cuivre. L'encre foncée appliquée précédemment empêche la formation d'une barrière solide dans les zones qui seront éliminées ultérieurement.
Laminage des couches
La construction bat son plein. Le processus de fabrication des circuits imprimés (PCB) se déroule étape par étape, couche par couche. La stratification commence par le maintien des couches à l'aide de pinces métalliques. Une couche de préimprégné (résine époxy) est ensuite appliquée sur le support d'alignement. Puis, une couche de substrat est ajoutée, suivie d'une feuille de cuivre.
Appuyer sur les calques
Une machine est utilisée pour presser les différentes couches ensemble. Des broches sont insérées entre les couches pour les maintenir en place. Ces broches peuvent être retirées selon la technologie utilisée. Si l'assemblage est correct, le circuit imprimé est ensuite acheminé vers la machine à laminer où la chaleur et la pression sont appliquées pour fusionner toutes les couches.
Forage Horizontaux
Pour révéler le substrat et les panneaux internes, des trous sont percés à travers les couches à l'aide d'une perceuse à commande numérique. Tout cuivre restant est ensuite éliminé.
Placage
La carte est maintenant prête à être placée sur la plaque. Lors de la fabrication des circuits imprimés, une solution que nous préparons permet de fusionner toutes les couches. Ensuite, nous la nettoyons et appliquons une fine couche de cuivre dans les trous.
Imagerie de la couche externe
Une fois la couche extérieure terminée, elle est recouverte d'une couche de résine photosensible similaire à celle de l'étape 3. Lors de la fabrication du circuit imprimé, la résine photosensible est durcie par exposition à la lumière ultraviolette. Toute trace de résine photosensible indésirable est éliminée.
Placage
Le panneau est recouvert d'une fine couche de cuivre, comme à l'étape 11. Une fine couche d'étain est ensuite ajoutée. L'étain sert à protéger le cuivre de la couche extérieure contre la corrosion acide.
Gravure
La même solution chimique utilisée précédemment élimine le cuivre indésirable sous la couche de résine. La couche d'étain protège le cuivre nécessaire. Cette étape permet de réaliser les connexions du circuit imprimé.
Application de masque de soudure
Nettoyez les panneaux avant d'appliquer le vernis épargne. Lors de la fabrication des circuits imprimés, le vernis épargne est appliqué à l'aide d'une résine époxy. Après cuisson, le vernis épargne prend une couleur verte. Vous pouvez éliminer les parties indésirables du vernis épargne à l'aide d'une lampe UV, tandis que vous pouvez conserver les parties souhaitées en les cuisant au four pendant une durée déterminée.
Sérigraphie
La sérigraphie est un procédé d'impression de mots sur un support. Ce support subit ensuite une autre étape appelée revêtement et séchage.
Finition de surface
En fonction des exigences, le processus de fabrication des circuits imprimés est plaqué avec une finition soudable, ce qui améliore la qualité et l'adhérence de la soudure.
Tests
Avant la finalisation du circuit imprimé, un technicien effectuera un test pour s'assurer de son bon fonctionnement. Cette étape doit être réalisée avant toute autre opération.
Ce processus de fabrication de circuits imprimés est généralement coûteux chez la plupart des fournisseurs, mais on trouve souvent des fabrications de circuits imprimés bon marché auprès des entreprises chinoises spécialisées.
Pourquoi le prototypage de circuits imprimés est-il important ?
Dans le processus de fabrication des circuits imprimés, la réalisation d'un prototype est essentielle. Il est possible qu'un défaut de conception majeur soit découvert en cours de production, et sa correction peut s'avérer coûteuse, sans parler de la complexité de cette modification. Par conséquent, la réalisation d'un prototype est indispensable pour prévenir tout problème potentiel lors de la production à grande échelle.
Vous pouvez considérablement améliorer les performances de votre produit final en optimisant sa conception lors du prototypage. Lors de la fabrication des circuits imprimés, vous pouvez également corriger les défauts susceptibles d'affecter la qualité ou l'efficacité de votre produit fini.
Les ingénieurs concepteurs préfèrent tester séparément des prototypes de cartes ou de fonctions sur des circuits imprimés individuels, plutôt que sur des produits plus complexes comportant plusieurs fonctionnalités et circuits imprimés. L'utilisation d'un prototype leur permet de tester des fonctionnalités simples avant d'ajouter des couches plus complexes. Cela contribue non seulement à améliorer des capacités spécifiques, mais aussi à isoler et à identifier les problèmes ultérieurement lors du processus de fabrication des circuits imprimés.