L'Évolution des Assemblages de Circuits Imprimés : Des Premières Innovations à la Miniaturisation Moderne

Toutes les inventions traversent des phases d'évolution. Les PCB ont suivi un parcours historique incroyable. Si une chose a défié l'industrie de l'assemblage électronique, c'est le besoin de miniaturisation. À mesure que les composants à l'intérieur d'une unité électrique deviennent plus petits et plus rapprochés, cela pousse les processus d'impression et de nettoyage à leurs limites. On pourrait penser que la miniaturisation est un produit des 5 à 10 dernières années. Pourtant, ce processus a commencé il y a environ cent ans.

Histoire des Assemblages de Circuits

Quand on pense aux assemblages de circuits, on les imagine comme une technologie moderne. Tout a commencé avec Albert Hanson, un scientifique allemand qui a déposé un brevet pour un dispositif améliorant les tableaux d'échange téléphoniques. Ce circuit primitif avait des fils attachés à un substrat conductif et collés sur une surface plane.

Ce dispositif comportait une technologie précurseur du circuit moderne, avec aussi le design simple à trous traversants d'aujourd'hui. Le premier vrai circuit imprimé a été breveté en 1927 par l'inventeur américain Charles Ducas. Son design avait des matériaux conducteurs pochoirés sur une planche en bois aplatie.

C'est peut-être ainsi que le mot « board » (planche) s'est incorporé dans « circuit board ». Charles Ducas a utilisé un pochoir pour imprimer les fils directement sur la planche. Il a aussi appliqué de l'encre pour la conduction. Ce concept alignait le chemin électronique sur une surface isolée, créant un dispositif plus reconnaissable comme circuit imprimé aujourd'hui.

Évolution vers le Circuit Multicouche

Ducas a conceptualisé plus loin son invention et a pensé à la possibilité d'empiler plusieurs planches, donnant existence à un circuit multicouche. Cependant, connecter plusieurs planches en un objet multicouche nécessitait un autre grand inventeur capable de transformer son concept en réalité.

Vint alors Paul Eisler, largement connu pour avoir inventé le circuit imprimé moderne. Après avoir quitté l'Australie au début de la Seconde Guerre mondiale, il s'installa en Angleterre. Il travailla dans une entreprise d'impression de journaux, ce qui l'amena à utiliser son expertise en impression pour formuler l'idée d'imprimer des circuits électroniques sur des planches.

Ce fut un bond en avant par rapport à la pratique laborieuse du soudage manuel de chaque fil. Ses inventions aidèrent pendant la Seconde Guerre mondiale car elles furent utilisées dans les postes radio utilisés par les Britanniques et les Américains.

Design par Gravure (Etching)

En 1943, un brevet fut délivré pour un design de circuit plus avancé que celui utilisé pendant la guerre. Il impliquait la gravure des circuits sur feuille de cuivre et sur substrats non conductifs renforcés de verre. En 1948, l'armée américaine publia cette technologie pour en promouvoir le développement à grande échelle.

Transistors

Dans les années 1950, le circuit imprimé fut soumis à d'autres améliorations avec l'émergence des transistors. Ces composants réduisirent la taille de l'électronique et facilitèrent l'intégration des PCB. Cela améliora aussi la fiabilité et lança le début de l'objectif de miniaturisation à long terme. Dans les années 50 et 60, les PCB évoluèrent en cartes double face avec impression d'identification d'un côté et composants de l'autre.

Réflexions Finales

Aujourd'hui, les designs de circuits imprimés ont des plaques de zinc, puces en silicium, masques de soudure et plus de composants rendant l'électronique plus efficace. De plus, la technologie d'assemblage CMS (Surface Mount Technology) domine le monde du PCB. Les composants CMS sont soudés directement sur la carte et sont devenus la norme industrielle.