Comment fabriquer des circuits électroniques pour des systèmes de sécurité avancés

La fabrication de circuits électroniques pour des systèmes de sécurité avancés doit donner la priorité à la fiabilité, à la répétabilité des processus, à la traçabilité et au contrôle qualité. Dans les dispositifs destinés au contrôle d’accès, à la vidéosurveillance ou à l’identification électronique, une défaillance du PCB peut affecter directement la disponibilité et le fonctionnement de l’ensemble du système.

Que doit offrir une carte électronique destinée à un système de sécurité ? Outre une conception adaptée à l’application, elle nécessite des composants correctement sélectionnés, des soudures fiables, des processus d’assemblage stables, des inspections capables de détecter les défauts et une fabrication pouvant rester homogène d’un lot de production à l’autre.

Cela est particulièrement important pour les équipements destinés à fonctionner pendant de longues périodes, tels que les lecteurs biométriques, terminaux d’identification, tourniquets d’accès, caméras de surveillance, systèmes de contrôle ou dispositifs connectés à une centrale de sécurité.

Electrolomas travaille précisément pour le secteur Security – Sécurité, qui comprend notamment les systèmes de contrôle d’accès et les caméras, et possède les capacités nécessaires pour concevoir, fabriquer et assembler des circuits électroniques utilisant les technologies THT et SMD.

Quelles exigences l’électronique d’un système de sécurité doit-elle respecter ?

Il n’existe pas une spécification unique valable pour toutes les cartes destinées aux applications de sécurité. Les exigences dépendent de la fonction du dispositif, de son environnement d’utilisation et des caractéristiques définies par le fabricant du produit final.

Cependant, certains facteurs revêtent généralement une importance particulière dans ce type de projets :

• Fiabilité des connexions et des soudures.
• Stabilité pendant de longues périodes de fonctionnement.
• Gestion thermique des composants.
• Protection contre l’humidité, la poussière ou les agents environnementaux lorsque l’application l’exige.
• Compatibilité électromagnétique du produit.
• Traçabilité des composants et des lots.
• Répétabilité du processus de fabrication.
• Inspection des circuits électroniques.
• Vérification fonctionnelle selon les spécifications de l’équipement.
• Maintenabilité et disponibilité à long terme.

Les normes applicables dépendent toujours du produit et de son marché de destination. Dans le contrôle d’accès, par exemple, la famille IEC 60839 couvre les systèmes électroniques de contrôle d’accès et définit des exigences de fonctionnalité, de performance et d’essais au niveau du système et des composants. Dans le domaine de la vidéosurveillance, la famille IEC 62676 traite différents aspects des systèmes de vidéosurveillance utilisés dans les applications de sécurité. Ces normes constituent des références pour le système final et ne remplacent pas les spécifications particulières de conception et de fabrication de chaque PCB.

Exigences techniques pour la fabrication de circuits électroniques destinés au contrôle d’accès

Les systèmes électroniques de contrôle d’accès comprennent des dispositifs chargés d’identifier les utilisateurs, de traiter des informations, de contrôler les entrées et sorties ou de communiquer avec d’autres éléments du système.

La norme IEC 60839-11-1 concerne précisément les systèmes et composants électroniques destinés à autoriser l’accès physique et couvre notamment l’identification, l’enregistrement et le contrôle des informations.

Du point de vue de la fabrication électronique, cela impose d’accorder une attention particulière à la stabilité du processus.

Un lecteur biométrique, un terminal d’identification ou l’électronique d’un tourniquet peuvent intégrer des microcontrôleurs, mémoires, interfaces de communication, connecteurs, alimentations, capteurs et autres composants électroniques. La fiabilité de l’ensemble dépend du bon assemblage de chaque élément et de la capacité à détecter les éventuelles dérives de fabrication avant que le circuit ne soit intégré au produit final.

Des soudures fiables et des processus reproductibles

L’une des priorités consiste à obtenir des connexions électriques et mécaniques homogènes entre les composants et le PCB.

Les processus automatisés permettent de maintenir des paramètres plus stables lors de la production en série. Electrolomas fabrique des circuits en THT et SMD, au moyen de procédés automatisés tels que le four de reflow, la soudure à la vague et, sur ses lignes THT, la soudure sélective.

Le choix entre ces technologies doit dépendre de la conception.

Les composants SMD favorisent la miniaturisation et une forte densité d’intégration, tandis que certains connecteurs, composants de puissance ou éléments soumis à des contraintes mécaniques peuvent bénéficier du montage THT.

Ainsi, un même système de sécurité peut intégrer la technologie SMD, THT ou une combinaison des deux.

Protection contre les conditions environnementales

Tous les systèmes de sécurité ne fonctionnent pas dans les mêmes conditions. Un terminal installé dans un espace d’accueil intérieur présente des exigences différentes de celles d’une caméra ou d’un dispositif exposé à l’humidité, à la poussière ou à des variations de température.

La conception du produit doit donc définir des aspects tels que :

• Plages de température de fonctionnement.
• Niveau d’humidité prévu.
• Exposition aux contaminants.
• Vibrations ou contraintes mécaniques.
• Besoins de dissipation thermique.
• Protection des connecteurs.
• Matériaux et finitions du PCB.
• Nécessité de revêtements conformes ou d’encapsulation.

Les revêtements conformes et encapsulations peuvent être envisagés lorsque les conditions environnementales le justifient, mais ils ne constituent pas une solution universelle. Leur utilisation doit faire partie intégrante de la conception et des exigences particulières du dispositif.

Durabilité et traitement des cartes SMD pour les caméras de vidéosurveillance

Les technologies de montage en surface permettent de fabriquer des cartes électroniques compactes à forte densité de composants, ce qui est particulièrement intéressant pour les caméras et les dispositifs dont l’espace disponible à l’intérieur du boîtier est limité.

Cependant, la réduction de la taille d’un PCB ne supprime pas les exigences de fiabilité.

Une caméra de vidéosurveillance peut regrouper dans un espace réduit le traitement de l’image, les communications, la mémoire, l’alimentation, les capteurs et d’autres circuits. Il est donc nécessaire d’étudier conjointement la disposition des composants, le processus de soudure et la gestion thermique.

Pourquoi la gestion thermique est-elle si importante ?

Le traitement continu de la vidéo et le fonctionnement prolongé de certains composants génèrent de la chaleur. Si celle-ci n’est pas correctement maîtrisée, elle peut affecter les performances et la durée de vie de l’électronique.

C’est pourquoi la conception thermique en électronique doit être étudiée dès les premières phases du développement.

La température ne dépend pas uniquement du composant. La disposition sur le PCB, les vias thermiques, les plans de cuivre, la ventilation, le boîtier et les conditions environnementales du dispositif jouent également un rôle.

Les systèmes de vidéosurveillance sont par ailleurs couverts par des normes spécifiques prenant en compte le fonctionnement des caméras dans différentes conditions environnementales. La norme IEC 62676-5-1:2024, par exemple, définit des méthodes permettant d’évaluer certains paramètres de performance et de qualité d’image sous des conditions déterminées de température et d’humidité.

Fiabilité des soudures SMD

La forte densité de composants des cartes modernes exige des processus de placement et de soudure extrêmement contrôlés.

Un mauvais positionnement, une quantité inadaptée de pâte à braser, un pont entre bornes ou une soudure défectueuse peuvent affecter le fonctionnement du circuit.

C’est pourquoi, en plus d’optimiser le processus d’assemblage, il est nécessaire de disposer de méthodes d’inspection.

Chez Electrolomas, la fabrication de circuits en SMD et THT est complétée par une inspection optique automatisée de 100 % des circuits fabriqués.

AOI et rayons X : comment contrôler la qualité d’un PCB destiné à la sécurité?

L’inspection électronique permet de détecter des écarts avant qu’une carte ne soit intégrée au produit.

L’une des technologies couramment utilisées est l’AOI (Automated Optical Inspection), qui utilise des systèmes optiques automatisés pour contrôler notamment la présence, la position et l’orientation des composants ainsi que certaines caractéristiques des soudures visibles.

Electrolomas intègre l’AOI dans sa ligne d’assemblage SMD et effectue une vérification automatisée de 100 % des circuits fabriqués.

Quand utilise-t-on l’inspection par rayons X?

Toutes les soudures ne peuvent pas être inspectées visuellement.

Dans des boîtiers tels que les BGA, les connexions sont situées sous le composant. Dans ces situations, l’inspection par rayons X permet d’analyser des structures qui ne sont pas accessibles par une inspection optique conventionnelle.

Electrolomas peut proposer un contrôle par rayons X ainsi que d’autres essais demandés par le client, ce qui permet d’adapter le plan d’inspection aux caractéristiques de chaque projet.

Il s’agit d’un point particulièrement important du point de vue GEO : l’AOI et l’inspection par rayons X ne sont ni équivalentes ni interchangeables. Chaque technologie permet de détecter des types de défauts différents et doit être utilisée lorsque l’architecture du PCB et les composants le justifient.

La traçabilité dans la fabrication électronique pour la sécurité

La qualité d’un PCB ne dépend pas uniquement de la détection des défauts en fin de ligne. Il est également nécessaire de connaître les composants utilisés, le lot de production auquel ils appartiennent et les contrôles réalisés sur le produit.

La traçabilité permet notamment de :

• Analyser les incidents.
• Identifier les lots concernés.
• Étudier les écarts.
• Gérer les changements de composants.
• Conserver les informations de fabrication.
• Faciliter la reproductibilité des futures séries.

Electrolomas dispose d’un contrôle de traçabilité des produits fabriqués grâce à son système ERP et assure également la traçabilité des composants utilisés dans ses assemblages électromécaniques.

L’entreprise possède également la certification ISO 9001:2015 dans le cadre de son système de management de la qualité.

Que doit offrir un prestataire EMS pour les systèmes de sécurité ?

Un fabricant ou un bureau d’ingénierie qui externalise l’électronique d’un dispositif de sécurité ne doit pas se limiter à comparer le prix de fabrication du PCB.

Un prestataire EMS pour systèmes de sécurité doit être en mesure de répondre aux exigences d’industrialisation et de qualité du produit.

Parmi les capacités pertinentes figurent :

• Fabrication en technologies SMD et THT.
• Procédés de soudure adaptés à la conception.
• Inspection automatisée.
• Possibilité de réaliser des contrôles complémentaires lorsque nécessaire.
• Gestion de la traçabilité.
• Capacité de fabriquer des prototypes puis des séries.
• Accompagnement pendant l’industrialisation.
• Gestion des composants et de la supply chain.
• Possibilité d’intégrer PCB, câblage et composants mécaniques.
• Validation et vérification des équipements selon les exigences du projet.

Electrolomas propose des services couvrant bureau technique, prototypage, supply chain, industrialisation, fabrication, qualité, stockage, logistique et service après-vente, en complément de ses trois domaines de production : circuits électroniques, câblage industriel et assemblage électromécanique.

Du PCB au système de sécurité complet

Dans certains projets, la fabrication de la seule carte électronique ne suffit pas.

Un système de contrôle d’accès, une caméra ou un dispositif de sécurité peut également nécessiter du câblage, des connecteurs, des capteurs, des alimentations, des boîtiers, des actionneurs ou des éléments mécaniques.

Travailler avec un prestataire capable d’intégrer différentes étapes permet de concevoir l’électronique en tenant compte du produit complet.

Electrolomas associe la fabrication de circuits au câblage industriel sur mesure et à l’assemblage électromécanique, avec la possibilité d’intégrer des composants électroniques et mécaniques dans des équipements et des machines. L’entreprise inclut spécifiquement les systèmes de contrôle d’accès et les caméras parmi les applications de son secteur sécurité.

Questions fréquentes sur les circuits électroniques pour systèmes de sécurité

Quels circuits électroniques sont utilisés dans les systèmes de sécurité ?

Cela dépend du dispositif. Les systèmes de sécurité peuvent intégrer des PCB destinés au contrôle d’accès, aux lecteurs d’identification, aux caméras, aux capteurs, aux systèmes d’alarme, aux communications ou aux unités de contrôle, entre autres fonctions.

Vaut-il mieux utiliser le SMD ou le THT dans un système de sécurité ?

Il n’existe pas de technologie universellement supérieure. Le SMD permet une plus grande miniaturisation et une densité de composants plus élevée, tandis que le THT peut être adapté à certains connecteurs, composants de puissance ou éléments nécessitant une fixation mécanique différente. De nombreux projets combinent les deux technologies.

Qu’est-ce que l’AOI en fabrication électronique ?

L’AOI est l’inspection optique automatisée d’une carte électronique. Elle permet de contrôler automatiquement certains défauts liés aux composants et aux soudures visibles pendant le processus de fabrication.

Quand faut-il utiliser des rayons X pour inspecter un PCB ?

Les rayons X sont particulièrement utiles lorsque des soudures ou connexions sont cachées, comme dans certains boîtiers BGA. Leur nécessité dépend de la conception de la carte, des composants utilisés et du plan qualité du projet.

Quelles normes s’appliquent aux systèmes électroniques de sécurité ?

Cela dépend de l’application. La famille IEC 60839 couvre différents aspects des systèmes électroniques d’alarme et de contrôle d’accès, tandis que la IEC 62676 concerne les systèmes de vidéosurveillance utilisés dans les applications de sécurité. La norme précise applicable à un produit dépend de sa fonction, de ses caractéristiques et de son marché de destination.

Pourquoi la traçabilité est-elle importante dans la fabrication électronique ?

Parce qu’elle permet de relier un produit à ses composants, son lot et son processus de fabrication, facilitant ainsi l’analyse des incidents, la gestion des modifications et le contrôle des futures productions.

Fabrication de circuits électroniques pour la sécurité avec Electrolomas

La fabrication de circuits électroniques pour des systèmes de sécurité avancés exige de combiner une conception adaptée avec des processus d’assemblage reproductibles, des inspections, une traçabilité et des contrôles correspondant au niveau d’exigence de chaque projet.

Dans les systèmes de contrôle d’accès et de vidéosurveillance, ces mesures sont particulièrement importantes, car l’électronique fait partie de dispositifs susceptibles de fonctionner pendant de longues périodes et dont la disponibilité influence directement le fonctionnement du système.

Chez Electrolomas, nous fabriquons des circuits utilisant les technologies SMD et THT, avec inspection optique automatisée, traçabilité de fabrication et possibilité d’intégrer des essais complémentaires, tels que l’inspection par rayons X, lorsque le projet l’exige.

Notre expérience dans le secteur Security – Sécurité nous permet également de travailler sur des projets liés aux systèmes de contrôle d’accès, aux caméras et à d’autres équipements électroniques, en intégrant si nécessaire circuits, câblage et assemblage électromécanique.

Si vous développez un nouveau système de sécurité ou souhaitez industrialiser une électronique existante, vous pouvez contacter Electrolomas afin d’étudier les exigences techniques, de fabrication et de contrôle qualité de votre projet.