À propos du Pool multicouche, Dans le cas du multicouche, les cartes de circuits imprimés comportent une variété de couches différentes. Ces couches peuvent dérouter ceux qui ne sont pas tout à fait férus et avertis dans ce domaine.
La plupart des prototypes de PCB, réalisés rapidement, sont à deux couches. Cependant, de nombreux appareils électroniques ne se limitent pas aux cartes à double couche. Ils nécessitent des cartes plus hautes et plus fines.
Cet article vous aidera à mieux comprendre les couches de PCB et leur fonctionnement.
Que sont les couches de PCB
1.1 Définition des couches de PCB
Les cartes de circuits imprimés ont des significations différentes selon le message à transmettre. En ce qui concerne les couches de PCB, elles sont également décrites comme des couches de cuivre fournies dans une certaine quantité et dans un certain ordre.
Les couches de cuivre peuvent être qualifiées de couches de signal ou de simples couches. Les couches de PCB sont nommées en fonction de leur positionnement et des fonctions qu’elles remplissent. PCB sont classés en fonction du nombre de couches de cuivre.
Les cartes qui ont une ou deux couches, par exemple, peuvent être appelées respectivement PCB à une couche ou PCB simple face et PCB à deux couches ou simplement PCB double face.
Il existe différents types de couches de PCB, et les suivantes sont les plus courantes :
1. Couche mécanique
2. Couches de superposition/sérigraphie
3. Couches de routage
4. Couches de masque de soudure
5. Couches de pâte à braser
6. Couche d’exclusion
7. Plans de masse et plans d’alimentation
8. Plans de fractionnement
N’oubliez pas que tous les circuits imprimés ne comportent pas toutes les couches énumérées ci-dessus. Ce sont les spécificités de votre conception qui déterminent le besoin de différents types de couches. Les cartes à une couche comprennent généralement six types de couches.
Celles-ci comprennent une couche mécanique, une couche de protection, une couche de routage, une couche de recouvrement, un masque de soudure et une couche de pâte à souder.
Les circuits imprimés multicouches se composent des six couches, plus une combinaison d’autres centrales, ainsi que des plans de masse et des couches de routage supplémentaires.
Les PCB à deux, quatre et six couches sont les cartes les plus courantes, et il n’est pas rare de trouver des PCB comportant plus de 12 couches.
1.2 Couche mécanique
Bien que vous puissiez avoir plusieurs couches mécaniques, vous en aurez toujours besoin d’une – au moins – pour construire votre carte. La couche mécanique la plus élémentaire définit les dimensions physiques de votre carte.
Couche mécanique est également connue sous le nom de Mechanical 1. La couche que le fabricant utilisera pour découper le circuit imprimé dans son matériau.
Les cartes de circuits imprimés peuvent être aussi simples qu’une simple couche de routage définissant les dimensions physiques de votre carte ou aussi complexes qu’une carte comportant de nombreuses couches, y compris toutes les couches mentionnées dans cet article.
D’autre part, lorsqu’elle est considérée séparément, chaque couche a une fonction particulière, et simplement une fonction. Il est essentiel de comprendre la fonction de chaque couche, car dès que vous le faites, la construction du circuit imprimé devient extrêmement simple, quelle que soit la complexité de la carte.
Ce cadre peut être de deux types : un simple rectangle ou une forme compliquée avec des coins courbes et/ou des découpes.
Bien que cela soit rare, des couches mécaniques supplémentaires sont parfois incluses, spécifiant les spécifications de l’outillage ainsi que diverses informations automatiques supplémentaires. Toutefois, ces couches mécaniques supplémentaires ne sont pas nécessaires pour la majorité des cartes de circuits imprimés.
Empilement des couches (distinction avec les couches du PCB)
2.1 Qu’est-ce que l’empilement des couches ?
Un empilement de couches est le placement approprié d’un type de couche. Les PCB sont en général classés en trois catégories :
-Les couches simples.
-Couches doubles.
-Couches multiples.
Les termes ci-dessus décrivent le nombre de couches de cuivre dans un PCB. Les circuits imprimés multicouches sont ceux qui comportent plus de deux couches, soit 4, 6 ou 8.
Dans un circuit imprimé multicouche, les couches supérieures et inférieures sont appelées couches externes, tandis que les couches intermédiaires sont appelées couches internes. La complexité de la fabrication des circuits imprimés multicouches les rend assez coûteux par rapport aux circuits imprimés à double ou simple couche.
Dans l’empilement des couches, il y a quelques éléments que vous pouvez prendre en considération, notamment les suivants :
-Le matériau du substrat.
-L’ordre des couches du PCB.
-L’épaisseur du cuivre.
Différentes conceptions de circuits ont des empilements de couches différents qui leur conviennent.
L’empilement des couches est essentiel au fonctionnement des cartes de circuits imprimés.
Différents problèmes peuvent survenir lorsque l’empilement des couches n’est pas bien planifié :
-La diaphonie des signaux.
-Couplage.
-Dépassement.
-Dépassement inférieur.
-Interférences électromagnétiques.
-Dissipation du signal.
Pour éviter les problèmes ci-dessus et bien d’autres encore, il est essentiel d’avoir un empilement de couches de PCB bien planifié. Vous pouvez économiser beaucoup en concevant un empilement de couches de PCB efficace qui peut contribuer à prévenir les problèmes qui peuvent survenir en raison d’une conception inadéquate.
Dans l’empilement des couches, outre l’ordre des couches du PCB, le matériau du substrat et les épaisseurs de cuivre sont également pris en compte.
Il existe différents empilements de couches pour différents types de conception de circuits. Un empilement de couches de PCB bien planifié garantit les meilleures performances du PCB, telles que la réduction des interférences électromagnétiques, de la diaphonie des signaux, du couplage, du dépassement et du sous-dépassement, et de la dissipation des signaux.
Le fait que la conception soit achevée et qualifiée du premier coup signifie qu’elle peut réduire considérablement les coûts et la durée du cycle de conception. C’est possible si les problèmes d’intégrité du signal sont éliminés avant qu’ils ne surviennent.
La figure 1 ci-dessous présente deux schémas d’empilement à 8 couches qui mettent en évidence le changement d’ordre des couches.
Outre les couches de signaux, les plans de puissance jouent également un rôle essentiel dans le développement de produits réussis.
Les signaux, qu’ils soient numériques ou analogiques, peuvent être acheminés par des lignes microruban ou des lignes à bande qui réduisent la diaphonie et améliorent par conséquent l’intégrité du signal.
Les signaux à basse fréquence sont acheminés sur les couches internes tandis que les signaux à haute fréquence sont acheminés sur les couches externes.
Une bonne pratique consiste à placer une couche de plan de masse adjacente à chaque couche de signaux. Toutefois, pour réduire l’empilement des couches et les coûts de fabrication, la couche de masse est placée après chaque paire de couches de signaux. Les plans de puissance doivent également être adjacents aux plans de masse qui assurent un couplage étroit.
Les plans d’alimentation sont divisés en plusieurs parties dans le cas de rails d’alimentation multiples. Habituellement, l’épaisseur du PCB est de 1,6 mm, mais il est difficile de maintenir une épaisseur de 1,6 mm dans le cas d’un PCB de plus de 12 couches.
La figure 1 ci-dessous présente deux schémas d’empilement à 8 couches qui mettent en évidence le changement d’ordre des couches.
La figure 2 décrit le schéma d’empilage de 10 couches de PCB.
2.2 Distinction entre les couches de PCB et les empilements de couches
Bien que ces deux termes puissent sembler signifier la même chose, ce n’est pas du tout le cas. Un empilement de couches tel que défini ci-dessus est le placement approprié d’un type de couche.
D’autre part, les couches du PCB font référence aux couches de cuivre données dans une certaine quantité et un certain ordre. Alors que l’empilement des couches concerne la planification des couches, les couches de PCB concernent la quantité et l’ordre des couches.
Types de couches de PCB
3.1 PCB à une couche
Au début, tous les PCB étaient conçus manuellement, mais grâce aux progrès technologiques, ils peuvent maintenant être créés à l’aide de logiciels spécialisés tels que le logiciel eagle PCB. Cela se fait à l’aide d’ordinateurs équipés de ce programme.
Les PCB monocouches existent en différents types. Certains d’entre eux sont les suivants :
– Les PCB flexibles. Ces circuits imprimés monocouches sont fabriqués à partir de matériaux flexibles au lieu de matériaux rigides. Les matériaux qui peuvent être utilisés dans ce cas sont les plastiques. Le coût de production de ce type de PCB monocouche est assez élevé, ce qui le rend peu rentable.
– Les PCB rigides. Ces circuits imprimés monocouches sont fabriqués à partir de matériaux rigides tels que la fibre de verre. Ils ne sont pas flexibles et ne permettent donc pas au circuit de se plier. Ils sont couramment utilisés dans la plupart des appareils tels que les calculatrices, les alimentations et autres.
– Les circuits imprimés haute fréquence. Ces circuits imprimés à couche unique sont utilisés dans les circuits qui nécessitent des fréquences très élevées pour fonctionner. Lors du choix du matériau à utiliser pour ces circuits imprimés, la dilatation thermique, l’absorption d’eau et la perte diélectrique sont quelques-uns des facteurs qui sont pris en compte.
– Circuits imprimés rigides-flexibles. Ces circuits imprimés à couche unique sont fabriqués à partir d’une combinaison de plastique et de fibre de verre. Ces deux matériaux sont combinés en une seule couche. Cette combinaison réduit considérablement la taille et le poids du circuit imprimé.
– Circuits imprimés à dos d’aluminium. Ces circuits imprimés à couche unique sont fabriqués à partir d’aluminium. La conception de ce circuit imprimé est presque similaire à celle du circuit imprimé en cuivre, la seule différence résidant dans l’article utilisé.
Comme vous pouvez le constater, les PCB monocouches sont assez simples.
Cependant, ne laissez pas leur simplicité vous tromper sur ce qu’ils peuvent accomplir. Ils sont peut-être simples, mais ils produisent beaucoup en ce qui concerne le travail dans des dispositifs complexes. Ils remplissent certaines fonctions, dont les suivantes :
1. ils sont utilisés dans les circuits des équipements radio et stéréo.
2.Ils sont utilisés dans les appareils photo numériques.
3.Ils sont utilisés dans les photocopieuses et les imprimantes.
4. Ils sont utilisés dans les calculatrices numériques.
5. ils sont utilisés dans les distributeurs automatiques.
Les circuits imprimés à une seule couche présentent certains avantages, notamment
Facile à concevoir et à réaliser.
Facile à installer.
Economique.
Ils sont facilement compréhensibles.
Les probabilités de court-circuit sont faibles.
Plus fiable et plus efficace.
3.2 PCB à deux couches
Un circuit imprimé à deux couches est également appelé circuit imprimé double couche ou double face. Il est principalement constitué d’un substrat en verre époxy FR-4 stratifié avec un mince film ou des couches de cuivre sur les deux faces. Il s’agit du circuit imprimé le plus simple et le plus économique à concevoir.
Un PCB à deux couches peut facilement être fabriqué par une usine professionnelle de prototypage de PCB (par exemple, wellpcb.com), et peut également être fabriqué à la maison. Le PCB à deux couches ne comporte que les couches de cuivre supérieure et inférieure.
Il s’agit d’une conception simple à réaliser, sans oublier qu’elle est également économique. Ce modèle de PCB peut facilement être fabriqué à la maison avec le bon logiciel. Il est le plus souvent réalisé par des sociétés de prototypage de circuits imprimés.
Les couches du PCB dans cette conception sont principalement la couche de signal qui forme la couche supérieure et la couche inférieure qui est constituée de composants électriques.
Tous les composants d’un PCB double couche sont les suivants :
-Trace.
-Plaques.
-Les couches du PCB qui comprennent la couche de soie, la couche supérieure et la couche inférieure.
Les PCB double couche sont utilisés dans certains endroits. Voici quelques-uns de ces domaines d’application :
– Dans l’éclairage. Les PCB double couche sont utilisés dans les lumières LED et donc la puissance qu’elles ont.
– Dans les appareils médicaux. Les PCB double couche sont utilisés dans les équipements médicaux tels que les stimulateurs cardiaques et les machines de contrôle CAT.
– Industries automobile et aérospatiale. Les circuits imprimés sont très utilisés dans l’industrie automobile et dans l’industrie aéronautique. PCB double face, pour être plus précis, sont utilisés principalement dans ces deux industries.
Les PCB double couche présentent un large éventail d’avantages. Vous pouvez jeter un coup d’œil à certains d’entre eux ci-dessous :
- 1.Ils simplifient la pose des pistes.
- 2.Ils permettent une plus grande épaisseur des segments.
- 3.Ils offrent une meilleure diffusion de la chaleur.
3.3 PCB à 4 couches
Un PCB à quatre couches comporte quatre couches de cuivre. Les couches supérieure et inférieure sont les couches de routage, tandis que les deux couches intercalées sont les plans d’alimentation et de masse.
Entre les couches de cuivre du PCB à quatre couches se trouvent le noyau et le pré-imprégné. Au cours de la fabrication, tous ces éléments sont réunis (pris en sandwich) par un stratifié soumis à une chaleur et une pression élevées afin de garantir que l’ensemble de l’empilement est maintenu en place.
Le PCB à quatre couches peut contenir des vias traversants, des vias aveugles et des vias enterrés. Pour un PCB à quatre couches, les vias enterrées ne peuvent se trouver qu’entre la deuxième et la troisième couche et les vias aveugles peuvent se trouver entre la partie supérieure (première) et la deuxième couche ou entre la partie inférieure (quatrième) et la troisième couche.
La configuration typique d’une carte à quatre couches est la suivante
Alimentation et masse pour les deux couches intérieures, puis les signaux sur les deux couches extérieures. On achemine généralement les deux couches de signaux perpendiculairement.
Ce n’est pas aussi critique si les couches sont séparées par l’alimentation et la masse, mais si vous avez des signaux sur des couches adjacentes, cela devient plus important afin de minimiser la diaphonie.
En ce qui concerne la numérotation, on va généralement de 1 à n en commençant par le haut et en descendant vers le bas. C’est la seule convention, vous pouvez faire ce que vous voulez, car vous fournirez les informations sur l’empilement lorsque vous enverrez les fichiers pour la production.
Dans le cas de la fabrication d’un PCB à quatre couches, le coût peut être très utile si vous disposez d’une usine de fabrication.
3.4 PCB à 6 couches
La conception qui fait le PCB à six couches est immunisée et silencieuse. Il y a quelques raisons pour lesquelles le PCB à six couches est avantageux par rapport aux autres. Voici quelques-unes de ces idées :
– Le traçage qui se trouve entre la troisième et la première couche ne nécessite aucun traitement particulier.
– Chaque trace est proche de la terre.
3.4.1 Plan de référence
Le plan de référence est utilisé pour le transfert du courant de retour. Dans la conception à quatre couches, la première couche a une monnaie de retour à haute fréquence sur la deuxième couche, et la quatrième couche a également une haute fréquence sur la troisième couche ; il n’y a donc aucune différence avec le PCB à six couches.
Lorsque les plans de référence sont rapprochés des couches de routage ou de signal, vous aurez réduit la zone de boucle qui détermine les émissions rayonnées et la susceptibilité en haute fréquence.
Voici quelques-uns des facteurs qui permettent à la pile à six couches de bien fonctionner.
1. La proximité de la terre par chaque trace.
2. La proximité des plans de masse et de la puissance qui crée la capacité du planificateur.
3. Le traçage entre la troisième et la première couche qui ne nécessite pas de traitement particulier.
4. Le plan de référence de la quatrième couche est plus élevé que la distance qui le sépare de la deuxième couche.
3.4.2 La conception courante d’un PCB à 6 couches par empilage
La meilleure conception de PCB à six couches nécessitera un piquage pour connecter deux plans de masse présents dans le PCB qui, à leur tour, sont censés renvoyer le courant vers les plans de référence. Certaines personnes affirment que l’ajout de plans de masse supplémentaires contribue au blindage contre les émissions et à l’immunité.
3.4.3 Les coupes de plan du PCB tuent la CEM
Les coupures de plan peuvent être dévastatrices pour la CEM, tant au niveau des émissions que de la susceptibilité. On parle de coupures de plan ou de vides lorsque le plan d’alimentation ou de masse présente une coupure non intentionnelle ou intentionnelle dans une partie donnée d’un plan. Les coupures de plan peuvent être de tailles et de formes différentes.
Le chemin de retour du courant sur le plan se trouve à quelques milliers de pouces, et dans les bonnes conceptions, la trace est adjacente au plan, ce qui fait que le chemin de retour du courant est proche et que la zone de boucle est relativement petite.
Lorsque vous introduisez des vides dans la couche plane de cuivre, vous devez créer une boucle qui sera nécessaire pour que la trace traverse les vides et les coupures du plan. La zone de boucle actuelle est alors beaucoup plus importante.
3.5 PCB à 8 couches
Une carte à huit couches peut être utilisée pour ajouter deux couches de routage supplémentaires ou pour améliorer les performances CEM en ajoutant deux plans supplémentaires.
Le pourcentage d’augmentation du coût d’une carte à huit couches par rapport à une carte à six couches est inférieur au pourcentage d’augmentation du passage de quatre à six couches, ce qui permet de justifier plus facilement l’augmentation du coût pour améliorer les performances CEM.
Par conséquent, la plupart des cartes à huit couches se composent de quatre couches de câblage et de quatre plans.
En général, pour fabriquer un PCB à huit couches, il faut alterner les couches de cuivre, le pré-imprégné et le noyau. Le pré-imprégné agit comme une colle qui combine fermement l’empilement du PCB à huit couches en une seule carte.
En respectant les règles visant à améliorer la compatibilité électromagnétique, une configuration simple de PCB à huit couches se présente comme suit. Il est important de noter qu’un PCB à huit couches est capable d’atteindre une intégrité de signal élevée par rapport à un PCB à six couches et moins.
Vous pouvez choisir la méthode de conception de l’empilement des PCB en fonction du nombre de réseaux de signaux, de la densité des dispositifs, de la densité des broches, de la fréquence des signaux et de la taille de la carte. Plus le nombre de réseaux de signaux est élevé, plus la densité des dispositifs est élevée, plus la densité des broches est élevée et plus le signal est élevé.
En outre, pour une bonne performance EMI, il est préférable de s’assurer que chaque couche de signal a sa référence.
L’utilisation d’un PCB à huit couches présente certains avantages. Voici quelques-uns de ces avantages :
– Il réduit les interférences électromagnétiques qui peuvent entraîner des interruptions.
– Il améliore l’intégrité du signal.
3.6 PCB multicouches
3.6.1 PCB à 32 couches
Il s’agit simplement d’un PCB multicouche composé de 32 couches. Les couches sont assemblées pour fonctionner comme un seul PCB. Ces couches de PCB sont avancées et nécessitent donc des compétences et des précisions.
Toute conception d’un PCB commence par le logiciel. Pour un PCB à 32 couches, un empilement est réalisé qui contient de nombreuses couches de PCB. Cela est possible grâce à l’utilisation d’une machine qui prend en sandwich les couches ensemble.
Il existe plusieurs raisons pour lesquelles vous pouvez choisir d’utiliser le PCB à 32 couches. En voici quelques-unes :
– Utilisé dans les systèmes aérospatiaux.
– Utilisé dans le domaine de l’automobile.
La technique derrière le PCB 32 couches
Pour fabriquer un PCB 32 couches, on construit une pile composée de plusieurs couches de PCB.
Cela est rendu possible par la machine qui prend en sandwich plusieurs circuits imprimés à double couche avec l’aide d’une couche isolante en fibre époxy entre chaque deux circuits imprimés à double couche. Ce matériau isolant est également appelé préimprégné.
Cela implique que les blocs de construction de base de tout PCB multicouche sont des PCB double couche.
Avec cette technique de fabrication de PCB double face à portée de main, et avec des machines plus avancées pour gérer la complexité accrue, la fabrication d’un PCB 32 couches, voire 50 couches, est tout à fait réalisable.
Applications des circuits imprimés à 32 couches
Pourquoi avons-nous besoin de ces circuits imprimés à 32 ou 50 couches ? L’une des raisons évidentes est d’intégrer efficacement toute l’électronique nécessaire au système dans un PCB de petite taille.
Même si l’assemblage des composants est dédié aux couches supérieures et inférieures, il est possible d’avoir des composants entre les couches. L’industrie aérospatiale fait un excellent travail en réalisant ces conceptions de PCB complexes.
Dans tout système aérospatial, l’objectif est d’avoir très peu ou pas d’émissions électromagnétiques. L’organisation d’un PCB lors de la phase de conception permet d’arrêter ces émissions.
Chaque couche du PCB est généralement dédiée à une fonction spécifique qui n’entre pas en conflit avec les autres couches. Par exemple, les couches intermédiaires peuvent être utilisées comme plans d’alimentation, tandis que les couches supérieures et inférieures sont réservées au placement des composants.
3.6.2 PCB multicouches
Les PCB multicouches possèdent un nombre illimité de couches conductrices. L’aide de couches isolantes sépare ensuite les couches. Ils sont généralement constitués à l’intérieur des cartes double face. Les couches extérieures sont généralement constituées de cartes à une face.
Les fabricants de circuits imprimés multicouches utilisent la chaleur et la pression pour lier chacune des couches du circuit imprimé afin de former un circuit imprimé. Tout circuit imprimé comportant plus de deux couches peut être classé comme un circuit imprimé multicouche.
L’empilement doit être réalisé de telle sorte que la carte complète réponde aux besoins en matière de signaux électriques et de puissance, ainsi qu’aux exigences de résistance mécanique. La plupart des conceptions professionnelles de PCB peuvent présenter des émissions inférieures d’environ 15dB.
Il existe plusieurs raisons pour lesquelles vous devriez envisager d’utiliser un circuit imprimé multicouche plutôt qu’un circuit imprimé simple ou double face. Voici quelques-unes de ces raisons :
- 1.Ils donnent lieu à des produits de haute qualité et fiables.
- 2.Ils ont une densité d’assemblage plus élevée.
- 3.Ils augmentent la fonctionnalité.
Précautions à prendre
Lorsque vous fabriquez un PCB multicouche, vous devez prévoir la configuration de votre empilement de PCB. Une mauvaise configuration du PCB peut donner lieu à des interférences électromagnétiques indésirables et à une mauvaise intégrité du signal.
Vous trouverez ci-dessous certains des éléments essentiels à prendre en compte en matière de signal lors de la conception d’un PCB multicouche.
-Considérez le type de signaux à acheminer, par exemple, différentes fréquences de signaux.
-Tenir compte de la montée et de la descente du signal
-Retour suffisant pour la boucle du signal
Retard probable du signal dû à la permittivité – Connexions croisées et chevauchements possibles.
Circuit multicouche
Un circuit qui comporte plus de deux couches est connu sous le nom de PCB multicouche. Cela implique donc que le nombre minimum de couches qui doivent être présentes pour un PCB multicouche est de trois. Le laminage des matériaux ensemble n’est pas facile mais est nécessaire pour une piscine multicouche.
Un pool multicouche ne doit pas avoir d’air emprisonné entre les deux. logiciel de conception de PCB Eagle est nécessaire à la fabrication du pool multicouche.
Le processus est compliqué et, comme d’habitude, il commence par la préparation d’un schéma de principe. Le schéma est ensuite modifié à l’aide du menu de l’éditeur du logiciel Eagle.
Vous vous demandez peut-être pourquoi la plupart des couches du PCB sont paires. Il est important de noter qu’il est plus rentable de préparer des couches paires que des couches impaires. C’est donc la raison pour laquelle les couches sont paires.
4.1 Les PCB multicouches
Lors de la fabrication de PCB multicouches, le noyau et les matériaux préimprégnés sont utilisés pour la fabrication des couches. Les matériaux préimprégnés sont ceux qui ne sont pas durcis, ce qui signifie qu’ils sont malléables.
Les matériaux alternatifs, qu’il s’agisse du préimprégné ou de l’âme, sont ensuite laminés ensemble à haute température et sous pression, ce qui fait fondre le matériau préimprégné.
Notez que le PCB multicouche présente un large éventail d’avantages, dont les suivants :
-Une plus grande flexibilité
-Une densité d’assemblage plus élevée
-Caractéristiques d’impédance contrôlée
-Taille réduite
-Possède un blindage EMI
-Supprime la nécessité d’interconnecter les harnais, ce qui réduit le poids total.
4.2 Processus de fabrication de PCB multicouches
Le processus de fabrication de circuits imprimés multicouches implique l’utilisation du logiciel Eagle pour la conception des circuits imprimés. Il s’agit d’une procédure complexe qui commence par la réalisation d’un diagramme schématique. Le schéma est édité par le menu de l’éditeur du logiciel Eagle.
4.3 Piscine multicouche
Après avoir conçu et dessiné le diagramme schématique, la prochaine chose à faire est de travailler sur la mise en page ; Cela peut être fait en prenant les dimensions de votre circuit imprimé et en les téléchargeant sur un logiciel.
Si vous utilisez le logiciel Eagle, vous aurez la possibilité de choisir une grille appropriée pour aider chaque couche de votre PCB à se chevaucher ; Cela peut être fait en utilisant un bouton qui dirige chacune des couches séparément selon vos besoins.
Vous pouvez également créer le pool multicouche pour le PCB en le créant automatiquement à l’aide du logiciel Eagle. Toutefois, si vous optez pour cette technique, il vous faudra vérifier les composants, le texte, les couches et les dimensions.
Vous devez ensuite utiliser l’option de vérification des règles pour évaluer la mise en page finale.
4.4 Cartes de circuits imprimés multicouches
Les circuits imprimés multicouches sont devenus le cœur de l’électronique mondiale. Ils constituent les fonctions essentielles des composants et du câblage. Les nouveaux circuits imprimés sont donc plus avancés et plus sophistiqués.
Ils offrent aux utilisateurs finaux des options flexibles avancées et des variétés de formes bizarres. Les circuits imprimés destinés à l’électronique simple sont constitués d’une seule couche, tandis que les circuits imprimés sophistiqués, tels que ceux utilisés dans les cartes mères d’ordinateurs, sont composés de plusieurs couches, c’est pourquoi ils sont appelés circuits imprimés multicouches.
Il est important de noter que la technologie avancée a permis aux fabricants de réduire considérablement la taille des PCB.
Les PCB multicouches sont des PCB composés d’au moins trois couches de feuilles de cuivre. Ils se présentent comme plusieurs circuits imprimés à simple ou double face qui sont collés ensemble par une isolation thermique et protectrice. Les deux couches sont généralement placées du côté de la surface du PCB.
Les connexions électriques dans les couches sont réalisées par des vias, comme les vias enterrés et le placage à travers les trous ; c’est ainsi que l’on obtient une génération de PCB complexes que l’on trouve sur le marché en différentes tailles.
Les circuits imprimés multicouches ont été découverts grâce aux changements qui se sont produits dans le monde de l’électronique. Leur utilisation et leur fonction continues dans le monde moderne de l’électronique les ont rendus plus complexes et sophistiqués.
Au départ, les PCB présentaient des problèmes, notamment de diaphonie, de capacité et de bruit.
Par conséquent, les fabricants ont dû mettre en place des contraintes spécifiques pour limiter ces problèmes.
La considération de la conception signifiait qu’il était prudent de concevoir des PCB qui aboutiraient à des niveaux de performance élevés, d’où le PCB double face et ainsi de suite. C’est cette compréhension qui a conduit à la découverte des PCB multicouches.
Cette découverte a permis de réduire la taille des circuits imprimés multicouches afin de répondre aux besoins toujours croissants de l’électronique.
Les PCB modernes comportent plusieurs couches, de 4 à 12. Les feuilles sont en nombre pair afin de réduire les problèmes tels que le gauchissement qui est associé à un nombre impair de couches.
En outre, il est plus rentable de produire un nombre pair de couches que de construire un nombre différent de couches.
En outre, la plupart des appareils modernes, dont les smartphones et les appareils mobiles, utilisent des circuits imprimés à 12 feuilles. Certains fabricants peuvent fabriquer des PCB avec environ 32 couches.
Notez que, bien que la fabrication de PCB multicouches nécessite une main-d’œuvre importante et coûteuse, elle devient importante dans le monde moderne.
La raison en est qu’ils offrent une multitude d’avantages par rapport aux PCB à double ou simple couche.
4.5 Avantages des PCB multicouches
Ils sont de petite taille ; c’est la caractéristique la plus excellente des PCB multicouches. petits que les PCB à une ou deux couches, ce qui a entraîné un avantage significatif pour les tendances actuelles.
Ils sont plus compacts, plus robustes et trouvent de nombreuses applications dans les ordinateurs portables, les smartphones et les tablettes. Ils sont légers dans leur construction.
Les circuits imprimés plus petits sont moins lourds car ils n’utilisent pas de connecteurs multiples qui nécessitent d’être reliés aux circuits imprimés à double couche ou simples, ce qui augmente la mobilité des appareils dans lesquels ils sont appliqués.
Haute qualité.
La création d’un PCB multicouche nécessite une planification et une organisation appropriées, ce qui signifie que le résultat sera des produits de meilleure qualité que les PCB à double ou simple couche. En outre, ces PCB sont plus fiables.
Durabilité accrue.
Les PCB multicouches sont durables. Ils peuvent résister à un poids important et sont capables de supporter la chaleur et la pression qui leur sont toujours appliquées lors de la fixation. Ils comportent également plusieurs couches de matériau isolant entre les différentes couches et un agent de liaison préimprégné qui augmente leur durabilité.
Une grande flexibilité.
Les assembleurs de PCB qui utilisent des techniques de construction flexibles aboutissent à des PCB multicouches flexibles, qui présentent des caractéristiques hautement souhaitables telles que la capacité à être appliqués dans des zones où la flexion et le pliage seront nécessaires. Cependant, il est important de noter que plus le nombre de couches utilisées dans un PCB est élevé, moins il est flexible.
Plus puissant.
Les PCB multicouches intègrent de nombreuses couches dans une unité de PCB, ce qui permet à la carte d’être plus connectée et lui confère des propriétés qui lui permettent d’atteindre une vitesse et une capacité plus élevées, même si elle est de petite taille.
Point de connexion unique.
Les circuits imprimés multicouches fonctionnent dans une unité singulière et n’ont donc toujours qu’un seul point de connexion, ce qui n’est pas le cas lorsque vous utilisez plusieurs circuits imprimés à une ou deux couches, ce qui présente des avantages significatifs pour le monde de l’électronique car cela permet de minimiser la taille et le poids.
4.6 Inconvénients
1. Même si nous avons beaucoup parlé des avantages des circuits imprimés multicouches, il est essentiel qu’ils s’accompagnent de quelques problèmes.
2. Ils sont plus coûteux que les PCB monocouches en raison de la complexité du processus de fabrication et du temps considérable nécessaire à leur construction. Cela augmente le coût de la main-d’œuvre, ce qui se traduit par des prix élevés des PCB.
3. Ils sont plus difficiles à fabriquer et nécessitent beaucoup de temps et des techniques de fabrication plus avancées que les PCB monocouches, car le moindre petit défaut peut les rendre inutilisables. 4.
4. L’offre est limitée – comme leur fabrication nécessite des machines coûteuses, très peu de fabricants peuvent les produire, et leur production est donc limitée.
5. Nécessitent une conception et une interconnexion poussées entre les couches et l’on doit être en mesure d’atténuer les problèmes d’impédance et de diaphonie. La moindre erreur peut entraîner le non-fonctionnement de la carte.
6. La fabrication du PCB nécessite beaucoup de temps et d’heures de travail, et il est donc parfois difficile de livrer les commandes dans les délais prévus.
4.7 Comment les PCB multicouches se comparent aux PCB monocouches ?
1. Ils ont une densité élevée et une plus grande fonctionnalité car la superposition des couches augmente leur capacité et leur vitesse.
2. Ils sont de petite taille car l’ajout de couches augmente leur surface, ce qui signifie que vous aurez une capacité élevée de PCB par rapport à ce que vous pouvez obtenir avec un PCB monocouche.
3. Ils sont légers car ils nécessitent moins de connecteurs et peuvent être utilisés dans des applications électriques complexes.
4. Les circuits imprimés multicouches ont des fonctionnalités améliorées par rapport aux circuits imprimés monocouches et présentent un excellent blindage EMI, une impédance contrôlée et d’autres caractéristiques malgré leur petite taille.
4.8 Application
Les PCB multicouches peuvent être utilisés pour n’importe quel usage et sont devenus une option préférée car ils peuvent être utilisés dans toutes les technologies.
On les trouve dans presque tous les appareils électroniques, y compris les smartphones, les fours à micro-ondes et autres équipements domestiques grand public. Ils sont également utilisés dans les smartwatches et les appareils mobiles, car ils sont de petite taille et présentent des fonctionnalités accrues.
Dans l’électronique informatique, ils trouvent beaucoup d’applications dans les cartes mères et les serveurs. Leur caractère peu encombrant facilite leur application à grande échelle dans l’industrie technologique.
Les PCB multicouches sont également largement utilisés dans les appareils de télécommunication. Ils sont utilisés dans le GPS, la transmission de signaux ainsi que dans les applications satellites. Comme ils sont durables, ils peuvent facilement être utilisés dans les tours extérieures et les appareils mobiles.
Dans l’industrie, les PCB multicouches sont tout à fait essentiels car ils sont de petite taille et durables.
Ils sont donc largement appliqués dans le contrôle industriel et sont utilisés pour faire fonctionner les machines dans les applications industrielles.
Le domaine médical a également beaucoup bénéficié des PCB. On les trouve dans les équipements utilisés pour le diagnostic et pour le traitement.
Ils sont légers et de petite taille, et peuvent donc être utilisés dans les moniteurs cardiaques, les appareils de radiographie, les appareils de tests médicaux et les équipements de tomodensitométrie.
L’armée a également beaucoup profité des PCB multicouches. Ils sont déployés dans les circuits à grande vitesse, et sont donc très utilisés dans les applications militaires. Ils sont également utilisés dans les appareils qui nécessitent un mouvement accru.
L’industrie automobile, en particulier la voiture électrique, a également bénéficié de manière significative des PCB. Ils sont utilisés dans les interrupteurs de phares et les capteurs de moteur des GPS.
Ils sont de petite taille, durables et résistants à la chaleur, ce qui les rend tout à fait applicables dans l’environnement automobile.
4.9 Technologie de la piscine multicouche
Cette technologie a permis la production de cartes de qualité et est considérée comme la clé du succès dans les domaines de l’armée, des communications et d’autres domaines qui dépendent des PCB multicouches.
Cette technologie permet aux fabricants de fabriquer des PCB à partir de matériaux tels que le flex, le téflon et le polyimide, ce qui permet aux clients de répondre à leurs besoins en matière de PCB.
4.10 Commutateur multicouche de piscine
Les PCB jouent un rôle essentiel dans la fabrication de dispositifs de mise en réseau informatique tels que le commutateur multicouche qui offre des fonctions supplémentaires, notamment une capacité de routage. Le commutateur peut donner la priorité aux paquets et mettre en œuvre des services QoS différenciés dans le matériel.
4.11 Condensateur céramique multicouche de type Pool
Les condensateurs céramiques multicouches sont communément appelés MLCC et sont utilisés dans les blocs de construction de l’électronique moderne. Les MLCC représentent plus de 30 % des composants d’un module de circuit hybride.
Ils sont constitués d’un bloc céramique monolithique avec des électrodes qui apparaissent à l’extrémité de la surface du bloc céramique qui forme le contact qui est fait en ayant brûlé dans la couche métallique.
Types
Les MLCC se présentent sous différents types, dont ceux décrits comme la tolérance, la capacité, le diélectrique, la taille du boîtier, etc. Leurs valeurs varient, mais les plus courantes vont de 10 nF à 1µF. De même, leur tension nominale va de 16V à 100V.
Au fur et à mesure que la technologie progresse, de plus en plus de PCB multicouches sont produits. Ces PCB trouvent de nombreuses applications dans l’industrie de la recherche et dans la science. Ils sont utilisés dans les appareils de sécurité, les systèmes d’alarme ainsi que les capteurs à fibre optique.
Ils sont également utilisés dans les équipements d’analyse météorologique et les accélérateurs atomiques. Les PCB multicouches sont de plus en plus légers, compacts et peu encombrants.
Épaisseur des couches de PCB
Les différentes couches de PCB ont une épaisseur différente selon l’endroit où elles seront appliquées. Par exemple :
- 1.Les cartes à 11 couches peuvent avoir des dimensions de 20 par 14, sauf spécifications supplémentaires.
- 2.Les cartes à six couches sont produites avec une épaisseur de 0,031, 0,040, 0,047, 0,062 et 0,125 pouces.
- 3.Les panneaux à 8 et 10 couches peuvent être trouvés avec une épaisseur de 0,062, 0,093 et 0,125 pouces.
L’épaisseur standard de mise en commun pour les PCB multicouches est de 1,55 mm. Cette mesure standard n’est pas la mesure réelle pour tous les PCB multicouches mais peut être utilisée comme référence dans leur construction.
Ordre des couches de PCB
Les couches du PCB sont disposées en ordre. Le processus d’organisation de ces couches peut être le suivant :
– Choisir le nombre initial de couches. C’est ici que vous allez sélectionner les couches de PCB qui correspondent au besoin que vous voulez atteindre. S’il s’agit de prototypage à domicile, une ou deux couches peuvent être très utiles. Les PCB à quatre couches sont des cartes simples ou plutôt bon marché.
Les circuits imprimés à six couches sont bon marché et abondants. Circuits imprimés à huit couches sont assez rentables, tandis que les circuits imprimés à douze couches sont idéaux pour les cartes destinées à l’industrie lourde ou simplement pour les cartes comportant de nombreuses pistes.
– Commencer la mise en page
– Ici, vous commencerez par les couches de signaux supérieure et inférieure. En fonction de la conception que vous utilisez, les deux signaux supérieurs et inférieurs seront juste suffisants, à moins que vous n’ayez trop de connexions qui nécessiteraient également des couches de signaux internes.
Il existe plusieurs options que vous pouvez utiliser pour commander vos couches de PCB. Voici quelques-unes des plus courantes :
- 1.Empilement de quatre couches.
- 2.Empilage à six couches.
- 3.Empilage à huit couches.
- 4.Empilage à dix couches.
- 5.Empilage à 12 couches avec deux couches de signaux supplémentaires.
- 6.Empilage à 12 couches avec 4 GND’s.
Vous pouvez faire un devis du type de PCB que vous souhaitez ici https://www.wellpcb.com/pcb-quote.
Conclusion
Comme vous l’avez vu, les couches de PCB constituent différents modèles de circuits imprimés pour divers appareils. Les feuilles varient en fonction de l’endroit où vous souhaitez utiliser les PCB.
Les couches simple et double face sont moins chères à construire mais n’effectuent pas les opérations complexes que les PCB multicouches peuvent faire. Circuits imprimés multicouches sont utilisés dans des machines et des systèmes électroniques plus avancés que les autres.
PCB multicouches sont constitués de trois couches de PCB ou plus qui sont formées de cuivre, entre autres matériaux. Pour toute question ou problème, vous pouvez nous contacter aux coordonnées suivantes :
