Focus sur les cartes électroniques des produits technologiques

Également désignée par circuit imprimé ou PCB (Printed Circuit Board), la carte électronique est un support reliant un ensemble de composants électriques. Elle assure le bon fonctionnement des produits high-tech, qu’il s’agisse des ordinateurs, des applications, des objets connectés, etc. De nombreuses entreprises souhaitant automatiser leur chaîne de production ou proposer des solutions innovantes à leur cible investissent dans la fabrication d’appareils intelligents. Alors, que faut-il savoir sur les cartes électroniques intégrées à ces produits technologiques ?

Qui est habilité à fabriquer des cartes électroniques ?

Les cartes électroniques sont des plaques sur lesquelles sont imprimés des circuits électriques complexes. Leur conception suit un processus technique qui ne peut être appliqué que par des spécialistes de la conception assistée par ordinateur (CAO). Ces professionnels travaillent en synergie au sein d’un bureau d’études électronique dans le but de concrétiser les projets de fabrication de produits technologiques.

Les missions de l’équipe d’un bureau d’études électronique

Un bureau d’études électronique prend en charge l’ensemble des étapes de la fabrication des circuits imprimés, qu’il s’agisse de l’approvisionnement des composants électriques, de leur assemblage et de leur paramétrage. Ces tâches sont assurées par une équipe technique pluridisciplinaire composée de développeurs (hard, soft, langage C, etc.), d’ingénieurs en CAO, de programmeurs et de designers (UI/UX).

Pour vous proposer des solutions à la fois innovantes et adaptées à vos besoins, les techniciens du bureau d’études étudient en amont la faisabilité de votre projet, élaborent un cahier des charges précis et réalisent un schéma électronique. Ils produisent une version 3D du PCB, puis sélectionnent les composants thermiques et électromagnétiques à monter. Ces derniers sont assemblés, câblés et programmés de sorte à éviter les failles techniques.

Comment choisir un bureau d’études électronique ?

Que vous souhaitiez automatiser votre système de production ou concevoir un produit high-tech, nous vous conseillons de faire appel à un bureau d’études qualifié. En plus d’être informée des dernières innovations concernant la conception des cartes électroniques, l’entreprise ciblée doit être polyvalente. Elle doit prendre en charge la conception et la personnalisation des composants numériques, industriels, mécaniques et analogiques.

Avant de solliciter les services d’une telle entreprise, vérifiez que celle-ci dispose d’une équipe pluridisciplinaire d’ingénieurs en CAO (conception assistée par ordinateur). Ces professionnels doivent faire preuve d’éthique et exercer leur activité dans le strict respect des normes en vigueur (ISO 9001, IPC 2152, 4761 et 6012E).

Par ailleurs, un bureau d’études électronique fiable doit prendre en charge les démarches de certification de votre produit technologique, conformément aux standards R10, Red, CE, CE médical, etc.

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Les projets réalisables avec un bureau d’études électronique

Les réalisations d’un bureau d’études électronique prennent en compte tous les domaines d’activité : automobile, santé, musique, sécurité, transport, aéronautique, agriculture, etc. Vous pouvez ainsi faire appel à cette entreprise pour concevoir un PCB destiné à :

• commander à distance les bras hydrauliques des bennes de gros porteurs,
• faciliter l’utilisation des équipements d’énergie photovoltaïque,
• réguler la température des poêles à bois connectés,
• faire fonctionner un autoradio,
• concevoir des équipements de photothérapie.

Par ailleurs, le bureau d’études électronique peut vous accompagner dans votre projet de conception d’objets connectés (montres, tensiomètres, bracelets, caméras, drones connectés, alarmes, etc.). À cet effet, l’entreprise s’occupe de l’architecture des terminaux physiques, du développement logiciel et de la mise en place des solutions réseau (cloud, firmwares, etc.).

Les cartes électroniques sont au cœur des produits technologiques

Alliant intelligence artificielle et connectivité, les cartes électroniques (monocouches, double-face ou multicouches) peuvent être intégrées à une multitude de produits technologiques (montres, bracelets connectés, appareils automatisés, etc.). En plus de faciliter le quotidien des consommateurs dont les besoins sont de plus en plus orientés vers le numérique, elles contribuent à l’efficacité des chaînes de production. Les entreprises du secteur industriel et celles engagées dans la transition énergétique allouent d’ailleurs une part importante de leur budget à la conception de circuits imprimés très performants afin de faire face à la concurrence.

Pour accompagner au mieux les TPE, PME et particuliers souhaitant mettre au point des produits technologiques innovants, les bureaux d’études électronique misent sur la recherche et le développement. À cet effet, ils assurent une veille permanente sur les derniers outils de conception assistée par ordinateur, en l’occurrence les logiciels CAO 3D, les compilateurs, les API (Application Programming Interface) et les débogueurs. Avec ces équipements de dernière génération, ils parviennent à développer des circuits imprimés à la fois complexes, logiques et résistants.

Ces dernières décennies, la révolution digitale et technologique a conduit les bureaux d’études à mettre au point des puces électroniques sophistiquées, adaptées à tous les domaines. Parmi les réalisations les plus originales, on distingue :

• les circuits intégrés pour machines de soudure,
• les cartes électroniques pour valises de mesure,
• les PCB (Printed Circuit Board) destinés au pilotage des flottes automobiles,
• les puces imprimées IHM pour les simulateurs de vol ou équipements spatiaux,
• les programmateurs autonomes (simples ou multi-protocoles) pour microcontrôleurs.

Au regard de ces exemples, nous pouvons confirmer que les cartes électroniques sont au cœur de toutes les innovations technologiques. L’originalité de ces circuits dépend toutefois de l’expertise dont fait preuve l’équipe technique du bureau d’études ayant conduit le projet.

Les différents types de cartes électroniques

Il existe plusieurs modèles de cartes électroniques qui sont classées en fonction du nombre de couches conductrices, du niveau de stratification, de la rigidité et de la présence ou non de liaisons métallisées. Voici les types de circuits imprimés que vous pouvez faire réaliser par un bureau d’études spécialisé en électronique.

La carte électronique simple face

Également appelé PCB monocouche, le circuit imprimé simple face est le support électronique le plus simple à concevoir. Il comporte une unique couche conductrice en cuivre à laquelle est combiné un revêtement isolant. Cette association de matières, ajoutée aux trous d’insertion de la plaque, donne la possibilité de souder l’ensemble des composants électroniques.

Les PCB simple face se retrouvent dans une multitude de produits électroniques tels que les imprimantes, les calculatrices, les équipements audio, etc. Leur conception est assez rentable, en particulier lorsque vous envisagez d’effectuer une production de masse.

Le PCB double-face

Le PCB double-face possède des couches supérieures et inférieures sur lesquelles sont montés des composants électroniques ainsi que du cuivre conducteur. Le processus de fabrication de cette carte est plus complexe que celui du circuit imprimé monocouche. Nous vous suggérons toutefois de privilégier cette carte électronique, puisque sa densité lui confère une grande résistance. De plus, il est possible d’y monter de nombreux connecteurs, ce qui n’est pas le cas avec les PCB simple face.

La carte électronique double-face donne également de nombreuses possibilités d’intégration. Vous la trouverez ainsi dans les systèmes téléphoniques, les tableaux de bord de voiture, les distributeurs automatiques, les dispositifs d’éclairage LED, etc.

Le circuit électronique multicouche

Les circuits imprimés multicouches sont composés de plus de trois couches conductrices qui sont séparées par des matières isolantes. Ce type de plaque dispose de plusieurs trous d’insertions qui maintiennent en place l’ensemble des composants électroniques. De plus, une large variété de trous métallisés assure la connexion électrique entre les couches conductrices externes et internes.

La conception des cartes imprimées multicouches est impérative lorsque la liaison entre ses composants est complexe. En raison de son caractère technique et onéreux, les ingénieurs en CAO appliquent des procédés spécifiques qui garantissent son efficacité et sa durabilité. Vous trouverez les PCB multicouches dans les produits sophistiqués tels que les accélérateurs atomiques, les moniteurs cardiaques, les équipements spatiaux, les systèmes GPS ainsi que les derniers modèles de smartphones.

Thierry Janguin