Les étapes principales de la conception électronique

La conception électronique c’est développer de nouvelles idées avec la capacité spécifique de résoudre les problèmes et d’anticiper les réponses. Il s’agit également d’un accompagnement ciblé et d’une étude de l’industrialisation des propositions des clients grâce à une sélection éclairée des composants les plus adaptés aux besoins alternatifs du projet d’origine. 

De la conception à la production, de la vente à la maintenance, une équipe d’ingénieurs professionnels accompagne toutes les étapes de travail nécessaires pour créer :des cartes électroniques, du matériel, des micrologiciels et des logiciels spécifiques adaptés aux besoins réels de ces clients.

De cette façon, chaque carte électronique naît sous un contrôle complet, dans les délais de livraison convenus, à travers des phases documentées en totale conformité avec : les normes exigées par le client et/ou  le marché, les tests fonctionnels en température et/ou humidité, les tests de sécurité et de compatibilité électromagnétique. 

Les étapes de la création des cartes électroniques personnalisées 

Analyse de l’idée

Au cours de cette étape, les questions les plus fréquemment posées sont : « Mon idée est-elle réalisable ?  Combien me coûterait-il pour la réaliser ? »
Après avoir compris l’idée, le bureau d’étude identifie la technologie la plus pertinente et la plus rentable pour la mettre en œuvre. De plus, dès les premières étapes de conception électronique et de construction, les concepteur peuvent faire une estimation des coûts de production afin d’optimiser les procédés et donc les coûts finaux.

Analyse spécifique maximale

Dans cette phase, on effectue une analyse de la carte existante et des ajouts spécifiques effectués par le client. De plus, grâce à l’utilisation de technologies de pointe, le bureau d’étude réalise l’analyse et l’étude des composants matériels afin de minimiser les coûts finaux et définir les configurations appropriées. Un synoptique matériel est établi pour caractériser les organes essentiels aux fonctions électroniques demandées.

La simulation et l’étude schématique d’une carte électronique.

Afin de lever les doutes techniques sur certains points, la simulation des fonctions électronique est effectuée, puis la saisie schématique finale avec la création des composants sous forme de symbole et d’empreinte. C’est l’étape la plus longue et la plus exigeante en termes de rigueur et de compétences, en effet, c’est réunir sur des schéma parfois des centaines de références de composants, chaque composants pouvant remplir des fonctions documentées sur plusieurs centaines de page. Cela peut représenter parfois des milliers de pages de documentations.

Une fois le schéma terminé, il est validé par différents ingénieurs afin de confirmer les notes de calculs et lever d’éventuelles erreurs. Les empreintes des composants sont elles aussi validées, puis le préplacement permet de vérifier la conformité avec les éléments mécaniques.

Le placement, le routage d’une carte électronique.

Au même titre que chaque composant possède un symbole schématique qui a permis sa représentation sur le schéma, il possède une ou plusieurs empreintes qui vont permettre de l’assembler (souvent soudé) sur un circuit imprimé. Cette étape du dessin du circuit imprimé et des pistes qui relient entre elles les différentes empreintes de composant s’appelle le routage. C’est l’étape qui transfère dans le monde réel ce qui n’était qu’un schéma. Il faut donc respecter les contraintes géométriques données par les fabricants de composants, et s’assurer d’un dessin qui respecte l’intégrité des signaux parfois très intense en courant et/ou très rapide en fréquence. Le terme routage représente bien le fait de devoir dessiner les routes (les pistes) qui vont voir passer les signaux que vont s’échanger les composants sur la carte.

Souvent, la densité de pistes reliant les composants est telle qu’il faut dessiner les tracés sur plusieurs couches qui peuvent aller de 1 à 32 couches !

Après toutes les revues de design nécessaires (DFx), les fichiers de fabrication de la carte sont générés, et transmis au fabricant. C’est, de manière non exhaustive : les spécifications techniques détaillées, les fichiers gerbers de chaque couche, la sérigraphie, le vernis épargne…etc 

La carte est ensuite assemblée avec ses composants (voir la section dédiée à la fabrication).

Assemblage des prototypes

Les prototypes passent par trois phases : Dans la première, l’assemblage s’effectue en soudant les composants électroniques sur la carte électronique. Puis les contrôle (électriques, optiques, manuel) de la carte ont lieu pour valider l’assemblage selon les critères basé sur les référentiels IPC. Enfin, des modifications manuelles sont apportées aux éventuelles erreurs trouvées.

Écriture  du micrologiciel.

Le firmware qui permet de faire « vivre » la carte est écrit en suivant quelques étapes de base comme : 

• Écriture des pilotes de périphériques utilisés ;
• Acquisition des données du capteur ;
• Logique opérationnelle ;
• Implémentation de tout protocole de communication.

Enfin, tous les tests opérationnels du Micro Logiciel sont exécutés à la recherche d’erreurs système et attendent la validation selon un plan de test établi sur la carte prototype final. 

Test fonctionnel technique

Le processus final de la conception électronique est le test technico-fonctionnel, qui comprend l’assemblage et le test d’un nombre variable de cartes prototypes entre 5 et 10 qui sont livrées au client. Les prototypes sont validés avec et sur le produit final client selon les exigences de ce dernier et de la réglementation.

Industrialisation en série.

Une fois les reprises effectuées dans les éléments d’étude, les dossiers de fabrication industrielle sont générés afin de passer en production série.

Dans le cadre de volumes de production important, un banc de test et de programmation permet d’accélérer les processus de programmation et de tests.