Le Rôle des Circuits Imprimés dans l'Électronique Moderne

Chaque composant électronique contient plus de 100 à 300 mètres de fils. Aujourd'hui, les composants sont multifonctionnels et peuvent faire fonctionner de nombreux composants à la fois. Pour que l'électronique fonctionne, chaque composant doit être interconnecté et tous doivent travailler ensemble de manière transparente. Un seul fil dans un smartphone peut couvrir un terrain de football. Pourtant, vous ne voyez pas ces fils même en ouvrant le smartphone.

C'est parce qu'ils sont à l'intérieur du circuit imprimé. Un PCB est la carte verte que l'on trouve dans l'électronique. Cette carte a plusieurs couches avec des centaines de fils de cuivre différents. Un PCB donne structure et organisation à tous les composants à l'intérieur. Les fils qui courent entre les composants permettent leur interconnexion.

Comment Fonctionnent les PCB ?

Avant d'apprendre comment fonctionnent les PCB, il faut réaliser qu'il y a une différence entre composants et PCB. Les composants incluent micro-puces, condensateurs, résistances et connecteurs. On les trouve montés sur le PCB avec l'aide d'un masque de soudure. Un PCB sans composants est simplement une carte plate sans rien de monté.

On trouve aussi d'autres composants avec le PCB, mais ils ne sont pas montés sur la carte, plutôt attachés. Si vous prenez une radiographie d'un PCB, vous trouverez des fils conducteurs agglomérés à l'intérieur, et des zones claires qui sont du matériau isolant non conducteur. Les zones sombres présentent plusieurs couches de fils alignées les unes sur les autres.

Même empilées, elles ne se touchent pas. Les micro-puces sont montées sur le PCB sur une grille de points de connexion ou plots appelés Ball Grid Array (BGA). Les micro-puces sont comme les unités centrales de fonctionnement de tout composant hautement spécialisé. Il y a de nombreux plots et compartiments sur le PCB pour d'autres micro-puces.

Couches Conductrices du PCB

Le PCB se compose de plusieurs couches conductrices. Les couches supérieure et inférieure sont celles où l'on monte les composants. Chaque composant a besoin d'énergie pour fonctionner. C'est pourquoi le PCB a des couches dédiées à l'alimentation.

Elles s'appellent plans d'alimentation (power planes) et plans de masse (ground planes). Des plans de masse supplémentaires servent à la dissipation thermique et au blindage électromagnétique. D'autres couches transportent les fils de signal pour la communication. Chaque couche conductrice contient du cuivre, de la fibre de verre isolante et de la résine époxy qui bloque le passage de l'électricité. Les PCB peuvent avoir de 2 à 50 couches selon l'application, mais la plupart en ont une dizaine.

En haut et en bas, un masque de soudure coloré est appliqué. Il maintient les plots de montage intacts et fournit l'isolation. Par-dessus, la sérigraphie (silkscreen) est de l'encre qui marque les emplacements des composants.

Mots Finaux

Comme on le voit, les circuits imprimés jouent un rôle intégral dans la majorité de l'électronique actuelle. Des années d'ingénierie minutieuse et d'évolution ont mené aux PCB d'aujourd'hui, perfectionnés à l'extrême.