Le PCB, ou circuit imprimé, est l’épine dorsale des appareils modernes. Il est généralement utilisé comme base pour connecter et disposer les pièces électriques. Il est généralement livré avec différentes couches de PCB. Chaque couche est responsable de tâches uniques. Leurs corps plats et rigides constituent une base stable pour le placement des pièces. Leur tâche principale consiste à garantir que la connexion électrique est sûre et efficace.
Cet article met principalement en évidence les différents types de couches de PCB. Il montre comment ils fonctionnent dans un PCB.
Qu'est-ce qu'une couche PCB ?
Une carte PCB comporte principalement trois catégories de couches : structurelle, fonctionnelle et conductrice.
Un PCB comporte différentes couches structurelles, telles que le substrat, le cuivre, le masque de soudure et la sérigraphie. Chaque couche effectue un travail particulier pour faire fonctionner le PCB.
Pour fabriquer un PCB, ces couches sont empilées. Des adhésifs les maintiennent en place. Les couches de cuivre sont les plus importantes. Ils se placent entre les couches isolantes. Ainsi, une couche de PCB est comme un niveau séparé dans un sandwich.
Concernant les couches conductrices, le nombre de couches de PCB correspond généralement au nombre de couches de cuivre dans un PCB. Plusieurs couches sont nécessaires pour s'adapter aux conceptions de circuits complexes.
Cependant, il existe huit couches fonctionnelles différentes. Nous parlerons de ces couches dans les sections suivantes.
Chaque couche d'un PCB a un objectif unique. La couche de substrat rend le PCB solide. Le cuivre aide à connecter les pièces électriques. D'un autre côté, un masque de soudure protège la trace des dommages. Enfin, la sérigraphie nous aide à savoir quelle partie correspond à quelle partie.
Sans ces couches, l’électronique ne fonctionnerait pas correctement. Ainsi, chaque couche est extrêmement importante pour le fonctionnement du PCB.
4 Structure commune Couches de circuits imprimés
Comme mentionné, chaque couche d'un PCB a un objectif unique. Ils fonctionnent ensemble et rendent le PCB à la fois robuste et efficace. Ils le protègent des situations dangereuses et assurent son bon fonctionnement. Cependant, vérifions-les en détail.
Couche n°1 Couche de substrat
La couche de substrat est la base d'un PCB. Il constitue une base solide pour tous ses composants. Vous le trouverez au bas du PCB. Il maintient tous les éléments ensemble.
Le substrat est généralement en fibre de verre (FR4). Il est résistant et rigide, assurant la stabilité du PCB. Bien que les PCB flexibles puissent être en plastique (Kapton), certains peuvent utiliser des époxy. Cependant, la fibre de verre (FR4) est la meilleure pour créer des circuits imprimés de haute qualité.
Couche n°2 Couche de cuivre
La couche de cuivre est une fine feuille de cuivre chauffée et fixée au circuit imprimé. C'est juste au-dessus de la couche de substrat. La couche de cuivre est cruciale pour conduire l’électricité.
Différents PCB comportent un nombre variable de couches de cuivre. Les PCB simple face n'ont qu'une seule couche de cuivre et sont couramment utilisés dans les appareils électroniques plus simples.
En revanche, les doubles faces ont du cuivre des deux côtés. Ils utilisent généralement des vias pour connecter les couches supérieure et inférieure. En conséquence, ils peuvent gérer un acheminement plus serré des traces. Cette fonctionnalité est pratique pour connecter des circuits à tous les niveaux.
Notez que des couches de cuivre plus épaisses sont répandues pour gérer une puissance élevée.
Couche n°3 de masque de soudure, couche PCB
La couche de masque de soudure est un revêtement protecteur appliqué sur la surface d'un PCB. Il est généralement de couleur verte et recouvre les traces de cuivre sur le PCB. Il agit comme un bouclier pour empêcher les traces de cuivre de toucher tout ce qui pourrait causer des dommages.
Une fois la couche de cuivre en place, vous pouvez ajouter le masque de soudure. Cette couche isole également le cuivre, l’empêchant d’entrer en contact avec d’autres métaux.
La couche du masque de soudure est généralement constituée de résine époxy liquide. Pour la coloration, ce liquide est accompagné d'un pigment vert.
Couche n°4 Couche de sérigraphie ou couche de superposition
La couche de sérigraphie, également connue sous le nom de couche de superposition, se trouve sur la couche la plus externe du PCB. Il contient des lettres, des chiffres et des symboles, comme un étiquetage sur une carte.
La sérigraphie sert généralement de guide. Il vous montre quelle partie se trouve sur le PCB. Avec des étiquettes et des symboles, il est plus facile de savoir où connecter les LED ou les broches.
PCB monocouche ou multicouche
A PCB monocouche n'a qu'une seule couche de cuivre conductrice. Sa conception est plus simple et moins chère mais ses capacités sont limitées. PCB multicouches, en revanche, ont plus de couches de cuivre. Ils peuvent gérer des circuits et des composants plus complexes. Cependant, ils sont plus chers.
Le choix dépend donc de la complexité du projet et du budget.
| Aspect | PCB monocouche | PCB multicouche |
| Nombre de couches | Il ne contient qu'une seule couche de cuivre conductrice. | Il se compose de plusieurs couches de cuivre conductrices. |
| Densité des composants | Densité de composants inférieure en raison d'un espace de routage limité | Densité de composants plus élevée |
| Taille | Souvent plus grand pour accueillir des traces et des composants. | Il peut être plus petit car les composants et les traces peuvent être répartis sur plusieurs couches. |
| Complexité | Conception moins complexe | Conception plus complexe |
| Prix | Coût généralement inférieur | Coût plus élevé |
| L'intégrité du signal | Plus sensible aux interférences | Meilleure intégrité du signal |
| Application | Convient aux appareils électroniques simples | Idéal pour les appareils électroniques complexes |
Couches fonctionnelles sur une carte PCB
Lorsque vous regardez le dessus d'une carte PCB, vous verrez différentes couches, chacune ayant sa fonction unique. Regardons de plus près ce qu'ils font.
Couches mécaniques
La couche mécanique d'un PCB montre clairement la structure physique. Il définit précisément la forme et la taille de la planche. Les fabricants utilisent cette couche pour la fabrication et l'assemblage de PCB.
Sa tâche principale est de garantir que le PCB est construit correctement et conformément aux spécifications de conception. De plus, il vous aide à couper et façonner la carte PCB pendant la fabrication. Cependant, il existe également d’autres couches. Les découpes, les trous d'outillage et les bords sont d'autres sections qui se démarquent.
Gardez les couches à l'écart
Quittez ma région ! Les calques à exclure sont comme des limites qui vous indiquent où vous ne pouvez pas placer des éléments. Ils marquent les zones où vous ne pouvez pas placer de composants ni tirer de fils.
Ces couches sont très utiles car elles vous aident à organiser les appareils électriques. Cela vous permet également de vous assurer que rien d’important n’est gâché.
Les couches à exclure garantissent que vous suivez les règles et ne placez pas les éléments là où ils ne devraient pas être. Finalement, ils vous aident à utiliser le plus efficacement possible l’espace sur le circuit imprimé.
Couches de routage
Les couches de routage dans un PCB sont les endroits où les traces de cuivre s'étendent pour connecter les composants électroniques. Ces couches relient les composants en transportant des signaux entre elles. C'est comme une route sur une carte.
Un bon routage est vital pour de nombreuses raisons. Premièrement, cela aide les signaux à se déplacer en douceur et réduit les interférences des signaux. Deuxièmement, il contrôle les EMI électromagnétiques. Enfin, cela garantit que tout fonctionne efficacement.
Parfois, des conceptions complexes peuvent nécessiter plusieurs couches de routage. C’est comme ajouter des voies supplémentaires sur une autoroute pour gérer plus de trafic.
Plans de puissance et de masse
Le plan d’alimentation et de masse est une couche spécifique d’un PCB qui transporte l’électricité. Sa tâche principale est de garantir que les tensions d'alimentation et de terre sont correctement réparties sur le PCB. D'un point de vue technique, cela permet de maintenir la puissance des composants électriques stable. Cela garantit également que les chemins vers le retour du pouvoir se déroulent sans heurts.
Les plans d'alimentation et de masse répartissent efficacement la chaleur, ce qui peut aider à refroidir la carte.
Plans divisés et au sol
Un plan divisé dans un PCB divise la couche d'alimentation ou de terre en sections distinctes, chacune avec son niveau de tension spécifique. Cela peut créer des zones distinctes pour les terrains analogiques et numériques.
La tâche principale de cet avion est d’isoler différentes régions de tension. Techniquement, il empêche les interférences sonores. Cependant, en divisant soigneusement les surfaces, il gère le couplage sonore. Ils fournissent également plusieurs niveaux de tension nécessaires à divers composants du PCB.
Couches de masque de soudure
La couche de masque de soudure sur un PCB est un revêtement protecteur constitué de matériaux isolants. Dans la plupart des cas, une résine époxy liquide est utilisée comme matériau de masque de soudure pour PCB. Cette couche recouvre la plupart des parties du PCB. Cependant, certaines zones restent exposées au soudage.
Sa tâche principale est de protéger le PCB de l’oxydation et d’éviter les courts-circuits électriques. De plus, il permet de définir les zones où les connexions électriques sont réalisées et isolées.
Couches de pâte à souder
Comme son nom l’indique, c’est la couche sur laquelle vous appliquez la pâte à souder. La pâte à souder améliore le flux de soudure entre les fils des composants et les plots du PCB. En conséquence, vous pouvez obtenir une connexion sécurisée pour un assemblage électronique fiable.
Les couches de pâte à souder garantissent que la pâte à souder est appliquée correctement. Cette couche est cruciale pour les conceptions utilisant des pièces à pas fin ou de petite taille. Globalement, cela garantit que la soudure est effectuée correctement et efficacement pendant la production.
Calques de superposition
La couche de recouvrement est également connue sous le nom de couche de sérigraphie. C'est là que les informations importantes sont imprimées. Il est essentiel pour aider aux tâches de production et de réparation.
Ces couches utilisent généralement la couche de masque de soudure comme arrière-plan et se trouvent principalement sur les couches externes du PCB.
Il est essentiel de s'assurer que l'impression s'aligne correctement avec la couche de masque de soudure. Ainsi, la couche de superposition est comme les étiquettes sur une carte, vous montrant où tout se trouve sur le PCB.
Nombre de couches de PCB
Vous pouvez également trouver différents types de PCB basés sur différentes couches de cuivre conductrices. Les PCB suivants sont les plus courants dans le monde d'aujourd'hui.
Carte PCB à 2 couches
Un PCB à deux couches est également connu comme une carte PCB double face. Il comporte un seul noyau isolant pris en sandwich entre de fines couches de cuivre.
Les cartes PCB à deux couches conviennent aux projets peu coûteux et relativement plus simples.
Carte PCB à 4 couches
Comme son nom l'indique, une carte PCB à quatre couches comporte deux couches de cuivre supplémentaires. L'espace supplémentaire pour le traçage améliore généralement la qualité du signal et réduit le bruit. Il offre également une densité de composants plus élevée.
Empilage de cartes PCB à 6, 8, 10 et 12 couches
En conséquence, vous pouvez également trouver des empilements de cartes PCB à plusieurs couches. Chaque type convient à des applications uniques. Cette diversité est généralement due aux besoins distincts de diverses industries. Ces cartes PCB multicouches sont largement utilisées dans les conceptions industrielles et les configurations complexes.
| Nombre de couches | Configuration des couches |
| Empilement de cartes PCB à 6 couches | Masque de soldat | Couche de signal HS | Prépeg | Couche de signal HS | Noyau | Couche de signal HS | prépeg | Couche de signal HS | Noyau | Couche de signal HS | enceinte | Couche de signal HS | Masque de soudure |
| Empilement de cartes PCB à 8 couches | Deux couches de signal HS supplémentaires |
| Empilement de cartes PCB à 10 couches | Couche de signal 4 HS supplémentaire |
| Empilement de cartes PCB à 12 couches | Couche de signal 6 HS supplémentaire |
Contactez-nous aujourd'hui
Prêt à démarrer votre prochain projet ? Contactez-nous dès aujourd’hui pour des services experts en conception et fabrication de PCB. Notre équipe est là pour vous accompagner à chaque étape du processus. Contactez-nous dès maintenant pour discuter de vos besoins.