Qu’est-ce qu’un substrat circuit imprimé IC ?
Un substrat circuit imprimé IC est un composant électronique en forme de carte qui est installé dans toutes sortes d’équipements électroniques, tels que les PC et les appareils ménagers.
Substrats circuits imprimés IC est la traduction de Printed Circuit Board (PCB), sur lequel les composants du circuit communiquent entre eux et échangent de l’énergie.
Un terme similaire à celui de substrats circuits imprimés IC est PWB, Printed Wired Board. Un circuit imprimé câblé (PWB) est un circuit imprimé sur lequel sont montés des composants électroniques tels que des puces IC et des condensateurs, ce qui en fait un circuit imprimé qui fonctionne réellement.
Utilisations des substrats circuits imprimés IC
Les substrats circuits imprimés IC sont utilisés dans un très large éventail de domaines, depuis les équipements électroniques généraux tels que les PC et les appareils ménagers jusqu’aux grands équipements de l’industrie manufacturière, en passant par les serveurs pour le développement de l’IA et les centres de données, ainsi que les dispositifs de contrôle pour les automobiles et les chemins de fer.
Les substrats circuits imprimés IC ont été mis en pratique pour la première fois vers 1950 et le nombre d’appareils et d’équipements développés et fabriqués a augmenté de façon spectaculaire. Ces dernières années, avec l’amélioration des performances des appareils IoT et des serveurs pour le développement de l’IA, les substrats circuits imprimés IC sont devenus des composants de plus en plus miniaturisés, densément montés et très performants. Cette technologie a conduit à l’incorporation de PCB haute performance même dans les produits électroniques grand public courants. Aujourd’hui, les circuits imprimés constituent un élément indispensable de l’industrie électronique.
Principe des substrats circuits imprimés IC
Les composants électroniques sont soudés sur un circuit imprimé et communiquent et transfèrent l’énergie entre eux. Cela permet de réaliser les performances et les fonctions du circuit. Il n’est pas exagéré de dire que la fiabilité et les performances des équipements électroniques sont déterminées par le circuit imprimé.
Types de substrats circuits imprimés IC
Les circuits imprimés, comme les PWB, peuvent être classés en deux catégories : les circuits imprimés rigides et les circuits imprimés flexibles. Ils varient en forme et en taille, allant de la taille des deux mains d’une personne à celle d’un doigt.
Les cartes rigides sont des cartes dures qui ne peuvent pas être pliées, tandis que les cartes flexibles sont des cartes souples qui peuvent être pliées. Elles sont utilisées différemment ou ensemble en fonction des contraintes de conception et de l’application de l’équipement.
Les substrats rigides sont généralement de forme rectangulaire et d’une épaisseur de 1 à 1,6 mm. La majorité des couleurs de surface sont vertes. Il existe une grande variété de types, allant des cartes simples avec un câblage d’un seul côté et des composants d’un seul côté, aux cartes complexes avec 10 couches ou plus de câblage multicouche et des composants double face. Les cartes comportant un grand nombre de composants peuvent avoir des milliers ou des dizaines de milliers de composants montés dessus.
Les substrats flexibles sont fabriqués dans une variété de formes, tirant parti de leur flexibilité. L’épaisseur est généralement de quelques dizaines de micromètres. En raison des contraintes de flexibilité, le nombre de couches et de composants qui y sont montés est plus faible que sur les cartes rigides.
Choisir un substrat circuit imprimé IC
Les circuits imprimés doivent être choisis en fonction des performances exigées du circuit (caractéristiques électriques, caractéristiques mécaniques, durabilité/fiabilité, etc.) et du coût.
1. Cartes de circuits imprimés rigides
Les circuits imprimés rigides sont plus rigides et plus épais que les circuits imprimés souples. Elles permettent donc de monter plus de composants que les substrats souples et de supporter un courant plus élevé. Un autre avantage des cartes rigides est qu’elles permettent de réaliser des schémas de câblage complexes sur une surface limitée.
Les circuits rigides constituent la majorité des substrats imprimés IC dans le monde. Par conséquent, les cartes rigides sont moins chères que les cartes flexibles. Le coût correspondant au montage des composants est également inférieur à celui des cartes souples. Pour ces raisons, les cartes rigides sont souvent choisies lorsqu’il s’agit de réaliser diverses fonctions et de faire fonctionner de manière stable des équipements électroniques à forte consommation d’énergie.
2. Substrats flexibles
Les substrats souples sont utilisés pour le glissement et l’ouverture/fermeture de pièces d’équipement et de connexions entre circuits imprimés en raison de leurs caractéristiques flexibles. Par exemple, les substrats flexibles sont utilisés dans les charnières d’ouverture/fermeture des anciens téléphones portables.
Bien que la quantité de courant pouvant circuler et la quantité de composants pouvant être montés soient limitées et que le coût de la préparation de gabarits spéciaux pour le montage des composants soit élevé, les cartes flexibles sont parfois utilisées pour réaliser des appareils aux structures complexes.
Structure des substrats circuits imprimés IC
Les PCB ont la même structure que les PWB, décrits pour les circuits imprimés. Le choix de la structure doit être déterminé en fonction de la taille et de la structure de l’appareil, des performances requises et du coût.
Par exemple, les petits appareils grand public très performants tels que les smartphones et les tablettes ont de fortes exigences en matière de circuits avancés et complexes, d’économie d’espace et de réduction des coûts. C’est pourquoi les cartes multicouches rigides, qui peuvent accueillir des composants fins à haute densité, et les cartes flexibles, qui peuvent être intégrées dans de petits espaces, sont utilisées conjointement. Dans le secteur automobile, l’espace de montage et les coûts sont un peu plus généreux que pour les équipements grand public, c’est pourquoi l’on choisit une structure de substrat qui donne la priorité aux performances, à la fiabilité et à la durabilité.