Des PCB avec le moins de défauts possible, un des nouveaux besoins du hardware

Les dernières générations de cartes mères, cartes graphiques ou encore de cartes sons montrent une tendance de plus en plus forte de fournir des circuits imprimés plus qualitatifs, mettant souvent en avant le design des pistes ou la robustesse du PCB. Des arguments qui laissent parfois douter de leur intérêt, mais qui ne sont pas anodins vis-à-vis de l'évolution de notre hardware : des puces aux circuits de plus en plus complexes, des fréquences et bandes passantes de plus en plus élevées, une optimisation constante de la consommation...

Exemple schématisé d'une production en amélioration continue : à chaque étape, un retour est réalisé, afin de rectifier si besoin les étapes précedentes. Cela permet de profiter de l'expertise de chaque équipe, plutôt que de se baser sur un test final unique.

Bref, tous ces éléments que nous observons plus facilement sur un CPU ou un GPU impactent aussi la construction de leurs cartes de support, ce qui oblige à obtenir des PCB de plus en plus fiables. Et ce sujet n'est pas si simple, car durant les différentes étapes de la conception d'une carte mère par exemple, le PCB passera entre les mains de plusieurs équipes et subira plusieurs tests, cependant les données et résultats de ces étapes n'étaient pas forcément liées il y a encore peu. Il faut dire que le besoin a changé avec le développement des applications plus sensibles comme le Big Data, l'automobile connectée ou les services en cloud, en passant par les IA et le machine learning.

C'est donc un tournant dans ce côté-ci de l'industrie électronique qui est en train de s'opérer. L'amélioration de la collecte des données sur l'ensemble du process de production permet de mieux détecter l'origine des erreurs, et les machines-outils sont devenues de plus en plus précises. L'intérêt principal d'une gestion globale est qu'il est possible de nos jours de rectifier en temps réel les paramètres de construction, comme la quantité de pâte de soudage, la température des fours, le temps de gravure... Grâce à l'analyse plus rapide et avec plus de données des défauts de fabrication, les assembleurs peuvent réduire le nombre de cartes défectueuses en sortie de chaine. 

Lorsque nous observons la construction de certaines cartes graphiques modernes, nous pouvons voir que les pistes et placement de composants sont de mieux en mieux organisés.

Quel impact pour notre matériel ? La réponse est multiple : premièrement, cela permet de réduire le risque de panne lié à des soucis d'assemblage d'une carte, bien que cela n'empêchera pas les erreurs de conception comme le dimensionnement du refroidissement des composants. L'autre point, qui est devenu primordial depuis l'arrivée du PCIe 4.0, est la possibilité de faire transiter des signaux de plus en plus rapidement tout en restant sur des pistes de cuivre. Un point qui sera de plus en plus important avec l'évolution des interconnects et protocoles de communication filaires, avant de passer à des solutions plus radicales comme la fibre optique. (source : Semi Engineering)