En électronique, le wrapping est une technique alternative de réalisation de circuit imprimé, consistant à remplacer les soudures par des fils enroulés sur les broches des composants, pour produire des circuits complexes en petit nombre. Elle possède l’avantage d’être facile à défaire, en particulier lors de la création de prototypes.
Cette technique est très utilisée pour la fabrication et le raccordement des commutateurs téléphoniques, d’ordinateurs, de consoles de contrôle, de radios, de radars, de sonars et autres équipements complexes qui n’ont besoin d’être produits qu’en petit nombre. Les circuits assemblés en wrapping sont plus fiables que les circuits imprimés à pistes : les connexions risquent moins de casser en cas de vibrations ou de torsion de la plaque ; l’absence de soudure évite les problèmes de corrosion.
Un inconvénient du wrapping est la qualité des signaux lorsqu’on travaille a des fréquences élevées : l’absence d’adaptation d’impédance et le crosstalk peuvent générer des phénomènes de réflexion et des glitch sur les signaux critiques (horloges, bus rapides). Ces problèmes peuvent être critiques à partir de fréquences de quelques dizaines de MHz.
Les composants électroniques sont placés dans des supports. Les contacts des supports sont prolongés par des broches carrées. Ces broches ont généralement 432 µm de côté sur 25,4 mm de long, elles sont implantées à des intervalles de 2,54 mm. Les broches de qualité supérieure sont faites d’un alliage de béryllium et de cuivre recouvert d’une couche d’or de 64 µm pour éviter la corrosion.
Un fil spécifique est utilisé, typiquement, un fil de jauge 30 de cuivre plaqué d’argent avec une gaine de fluorocarbone, n’émettant pas de gaz toxique au chauffage. Pour wrapper on dénude le fil sur 25 mm.
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Un outil à wrapper possède deux trous : un au centre dans l’axe de l’outil, d’un diamètre très légèrement supérieur à la diagonale de la broche, ce dernier permet la rotation de l’outil autour de la broche et, un autre plus près de la circonférence. L’outil doit tourner sur lui-même rapidement. Il enroule autour de la broche un peu moins de 2 tours de fil gainé plus 7 à 9 tours de fil nu.
La broche est assez longue pour porter jusqu’à trois connexions. Généralement on n’en met qu’une ou deux. Le fil gainé à la base permet à la connexion électrique de ne pas supporter toute la traction mécanique sur le premier tour. Sur les angles de la broche est exercée une pression de plusieurs MPa, qui assure une connexion de qualité mécanique et électrique, entaillant légèrement le fil.
Les machines de wrapping automatique, comme celles produites par la compagnie Gardner Denver dans les années 1960 et 1970, étaient capables de placer, dénuder et enrouler des fils sur des circuits électroniques. Les premières machines (par exemple les modèles 14FB et 14FG) étaient configurées pour travailler « à l’horizontale », c’est-à-dire que le circuit à câbler était placé à l’envers (broches en haut) sur un support horizontal, qui était ensuite glissé dans la machine et fixé sur un plateau capable de tourner (4 positions de rotation) et de glisser (11 positions longitudinales).
Ces machines incluaient d’énormes unités hydrauliques pour alimenter les servomoteurs faisant tourner les vis sans fin qui déplaçaient les chariots, un cabinet électronique de 1,8 m de haut rempli de relais de contrôle IBM, des douzaines de solénoïdes contrôlant les systèmes pneumatiques, et un lecteur de cartes IBM 029 pour la lecture des instructions de positionnement. Les machines elles-mêmes étaient très grandes, 1,8 m de hauteur et 2,4 m de largeur. La maintenance des appareils était extrêmement complexe, et impliquait souvent de s’y glisser pour les débloquer.
Plus tard, des machines plus petites (comme le 14FV) devinrent « verticales », c’est-à-dire que les circuits à wrapper étaient placés de telle sorte que leurs broches soient face à l’opérateur. Les unités hydrauliques étaient remplacées par des moteurs sur les vis sans fin, avec des capteurs angulaires pour connaître les informations de position. Cela donnait à l’opérateur une meilleure visibilité, mais la surface wrappable était réduite par rapport aux machines horizontales.
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Les fils les plus longs sont généralement placés les premiers, ce qui permet de les retenir avec les fils plus courts placés par-dessus. Placer ensemble tous les fils d’une certaine longueur facilite l’utilisation d’une machine manuelle ou semi-automatique avec du fil pré-coupé. On peut également placer ensemble les fils d’une même couleur. Les fils sont souvent bleus ; les fils réservés à l’alimentation sont souvent rouges et noirs. Les fils de signal d’horloge (ou d’autres fils spéciaux) sont souvent jaunes ou blancs.
Une autre optimisation consiste à sélectionner pour chaque taille et couleur de fil, le prochain fil le plus proche de la broche courante, pour réduire le déplacement du wrapper. Dernièrement, la direction de placement d’un fil peut être optimisée pour les opérateurs droitiers, c’est-à-dire que les fils sont placés de la droite vers la gauche. Dans un système semi-automatique, cela signifie que le wrapper s’écarte de la main de l’utilisateur lors du placement du fil.
À la fin de l’optimisation, la liste de fils est imprimée pour être utilisée par un opérateur, ou encodée sur une bande ou une carte pour les machines.
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