circuit imprimé

Ensemble électrique dont les connexions sont réalisées à l’aide de rubans de cuivre très minces plaqués sur un support isolant sur lequel sont fixés les composants.

Avantages

Ces circuits présentent des avantages considérables pour la réalisation des appareils électriques ou électroniques. Tout d’abord, la liaison de leurs éléments est infiniment plus rapide que le câblage manuel. De plus, les circuits étant rigoureusement identiques, on obtient une uniformité des capacités et des self-inductions des connexions. Les erreurs de câblage ne pouvant se produire, la vérification individuelle des circuits est très simplifiée. Enfin, la dimension des circuits étant notablement réduite par rapport à celle des circuits câblés manuellement, leurs performances en sont améliorées.

Fabrication

Préparation du cliché

La première opération pour l’établissement d’un circuit imprimé consiste à établir un dessin à grande échelle des connexions devant relier les divers composants. Ce dessin porte aussi l’emplacement de tous les trous dans lesquels seront fixés les fils de connexion des composants. Par convention, des trous sont disposés aux angles d’un quadrillage, dit « grille internationale », avec un pas d’un dixième de pouce (2,54 mm). Les diverses connexions doivent être dessinées sans se croiser ; sinon, on prévoit un « pont » en fil de cuivre placé du côté non cuivré et assurant le chevauchement des connexions. Lorsque le dessin est établi, on en opère, par photographie, la réduction permettant d’obtenir un cliché négatif d’une grande finesse à l’échelle 1/1.

Photogravure

On part d’une plaque isolante, sur l’une des faces de laquelle est collée une feuille de cuivre d’une épaisseur de 35 μ, parfois de 70 μ. La plaque isolante appartient le plus souvent à la famille des Bakélites, ou, dans certains cas, est constituée par un tissu de fibres de verre imprégné de résine époxy polymérisée. Pour les circuits travaillant en très haute fréquence ou en atmosphère très humide, on a parfois recours à un support de Téflon laminé, plaqué de cuivre.

Recouverte d’un vernis photosensible, la feuille de cuivre fournit par un procédé identique à celui de la photogravure les connexions devant réunir les composants. Pour cela, le négatif placé sur le cuivre recouvert de vernis est exposé à une lumière actinique. Après exposition, la plaque est plongée dans un solvant ou un révélateur. Le vernis, insoluble dans les parties qui ont été éclairées, ne subsiste que dans celles-là, et le cuivre est mis à nu dans les parties non éclairées. La planche est alors immergée dans un bain acide qui dissout le cuivre des zones non protégées par le vernis. On peut également déposer le vernis sur le cuivre par une méthode d’impression analogue à celles qui sont utilisées dans les arts graphiques (sérigraphie, impression offset). Après lavage, les parties de cuivre qui subsistent sur la plaque isolante sont protégées par étamage ou argenture. Dans ce dernier cas, l’argent, étant altérable à l’air, est recouvert, par électrolyse, d’une couche d’or.

Découpage et perçage

S’il y a lieu, les circuits sont découpés à leurs dimensions définitives, soit à la cisaille, soit à l’aide d’une scie à ruban. Les trous sont percés aux emplacements prévus à l’aide d’une perceuse sensitive pour les fabrications artisanales ou, pour les séries importantes, par l’intermédiaire d’un pantographe, dont le bras explorateur suit le tracé d’un modèle. Pour les séries très importantes, on procède par poinçonnage, tous les trous étant pratiqués d’un seul coup de presse. La technique la plus moderne fait appel à une perceuse à commande numérique, l’abscisse et l’ordonnée de chacun des trous à percer ayant été préalablement enregistrées sur une bande perforée ou magnétique.

Mise en place des composants

Les fils de connexion des composants bipolaires (diodes, résistances, condensateurs), préalablement coudés et coupés à l’aide d’une machine automatique, sont manuellement mis en place sur la face non cuivrée. Pour les grandes séries, on fait appel à des machines automatiques qui assurent la mise en place des éléments aux endroits voulus.

Soudage des éléments

Les composants sont ensuite fixés sur la plaque par soudage.

Soudage par points. Cette technique, qui consiste à souder au fer chaque fil de connexion des composants, est seulement utilisée en fabrication artisanale, en laboratoire pour quelques essais et en dépannage.

Soudage au trempé. Ce procédé n’est utilisé que pour les grandes séries. Il consiste à effleurer la surface d’un bain d’étain fondu avec la face cuivrée du circuit préalablement recouvert d’un flux permettant à la soudure de « prendre » plus vite. Le temps de contact avec le bain d’étain doit être rigoureusement déterminé (3 ou 4 s) en fonction de la température du bain, de sa composition et de la nature du flux utilisé. La descente du circuit et sa remontée sont commandées automatiquement par un système de temporisation.