Comment se compose une carte électronique ?

Les cartes électroniques, ou circuits imprimés (PCBs, Printed Circuit Boards), constituent l’ossature de la majorité des dispositifs électroniques modernes. Conçues pour connecter et alimenter des composants, elles jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des systèmes électroniques. Découvrez comment se compose une carte électronique et les étapes pour garantir sa qualité finale.

Le substrat : Fondation de la carte PCB

Le substrat représente la base physique d’une carte électronique. Il s’agit généralement d’un matériau isolant tel que la fibre de verre (FR4) ou des polymères spécialisés. Ce support offre une structure rigide ou flexible selon les contraintes de conception et d’application.
Cartes rigides : Utilisées dans les appareils classiques comme les ordinateurs ou les équipements industriels.
Cartes flexibles : Présentes dans des dispositifs compactés comme les smartphones ou les wearables.

Les couches conductrices

Les couches conductrices sont généralement constituées de cuivre et permettent le transfert des signaux électriques entre les différents composants.

Pistes et Pads :

Les pistes, fines bandes de cuivre, relient les composants entre eux.
Les pads, zones de contact circulaires ou rectangulaires, servent de points de fixation pour les composants.

Matériaux conducteurs :

Le cuivre est privilégié en raison de son excellente conductivité et de son coût abordable. Toutefois, dans certains cas, des matériaux comme l’argent ou l’or sont utilisés, notamment pour les circuits imprimés en céramique, lorsque des performances électriques optimales sont requises.

Structures multicouches :

Pour les circuits complexes, des couches conductrices multiples sont empilées et isolées par des substrats. Cette stratégie optimise l’encombrement tout en augmentant la capacité de connectivité et en minimisant les interférences.

 

Les composants électroniques

Une carte électronique accueille divers composants qui assurent des fonctions variées : traitement, stockage ou régulation de l’énergie. Voici les principaux :

• Résistances : Limitent ou régulent le flux électrique selon les besoins du circuit.
• Condensateurs : Stockent et libèrent une charge électrique de manière contrôlée.
• Transistors : Servent de commutateurs ou d’amplificateurs de signaux.
• Diodes : Garantissent la circulation du courant dans une seule direction.
• Microcontrôleurs : Petites unités de traitement assurant la supervision des fonctions du système.
• Connecteurs : Assurent l’interconnexion entre la carte et d’autres dispositifs ou systèmes.
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De plus, le montage des composants se fait via deux méthodes principales ; Le soudage traversant (THT) pour les composants insérés au travers du PCB et montage en surface (SMT) pour les composants posés et soudés directement sur les couches de cuivre.

 

Tests et certifications

Avant la commercialisation, chaque carte électronique subit des tests rigoureux :

• Tests fonctionnels : Pour vérifier les performances électriques. Via un banc de test notamment pour s’assurer du bon fonctionnement des composants.
• Tests de vieillissement : Pour s’assurer de la tenue dans le temps de la carte et de ses composants, des tests de vieillissements sont réalisés. Ils se calquent sur les conditions réelles d’utilisation du produit pour reproduire l’environnement produit dans le temps.
• Inspections visuelles : Pour s’assurer de la qualité d’assemblage, plusieurs tests visuels peuvent être réalisés. Notamment l’AOI 3D qui permet une vue précise des soudures et ainsi vérifier leur conformité. Les tests au rayon X sont, eux aussi, importants et permettent d’observer les bulles d’oxygènes qui seraient restées sous le composant, empêchant potentiellement sa bonne tenue dans le temps.

Certains environnements ou marchés exigent également des certifications spécifiques (ISO, CE, EN) qui nécessitent des tests ou processus supplémentaires.

 

La conception et la fabrication d’une carte électronique impliquent une interaction précise entre les matériaux, les techniques de production et la conception électronique. Chaque élément, du substrat aux composants, contribue à la fonctionnalité et à la fiabilité du produit final. 

 

 

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Selva est un EMS (Electronic Manufacturing Service) basé à Vallet et Chalon-sur-Saône. Nous accompagnons nos clients de la phase de conception via notre bureau d’étude, jusqu’à l’intégration (mise en boîtier, packaging). Nos équipes mettent leurs connaissances en systèmes électroniques au service de vos défis techniques. Certifiés ISO 9001 et EN 9100, nos équipes s’engagent pour la qualité et la fiabilité de vos produits.