Le circuit imprimé (PCB) est une base physique ou une plate-forme sur laquelle des composants électroniques peuvent être soudés. Des traces de cuivre relient ces composants les uns aux autres, permettant à la carte de circuit imprimé (PCB) de remplir ses fonctions de la manière conçue.

Le circuit imprimé est le cœur de l’appareil électronique. Il peut être de n’importe quelle forme et taille, selon l’application du dispositif électronique. Le matériau de substrat/substrat le plus courant pour PCB est le FR-4. Les PCB à base de FR-4 se trouvent couramment dans de nombreux appareils électroniques et leur fabrication est courante. Par rapport aux circuits imprimés multicouches, les circuits imprimés simple face et double face sont plus faciles à fabriquer.

FR-4 PCB est composé de fibre de verre et de résine époxy combinées à un revêtement en cuivre laminé. Certains des principaux exemples de circuits imprimés multicouches complexes (jusqu’à 12 couches) sont les cartes graphiques informatiques, les cartes mères, les cartes à microprocesseur, les FPGA, les CPLD, les disques durs, les RF LNA, les alimentations d’antenne de communication par satellite, les alimentations à découpage, les téléphones Android, etc. Il existe de nombreux exemples d’utilisation de circuits imprimés simples à une ou deux couches, tels que des téléviseurs à tube cathodique, des oscilloscopes analogiques, des calculatrices portables, des souris d’ordinateur et des circuits radio FM.

Application de PCB:

1. Équipement médical :

Les progrès actuels de la science médicale sont entièrement dus à la croissance rapide de l’industrie électronique. La plupart des équipements médicaux, tels que pH-mètre, capteur de rythme cardiaque, mesure de la température, appareil ECG/EEG, appareil d’IRM, radiographie, tomodensitométrie, appareil de pression artérielle, équipement de mesure de la glycémie, incubateur, équipement microbiologique et de nombreux autres équipements. un PCB électronique séparé basé. Ces PCB sont généralement denses et ont un petit facteur de forme. Dense signifie que des composants CMS plus petits sont placés dans un PCB de plus petite taille. Ces dispositifs médicaux sont plus petits, faciles à transporter, légers et faciles à utiliser.

2. Équipement industriel.

Les PCB sont également largement utilisés dans la fabrication, les usines et les usines imminentes. Ces industries disposent de machines et d’équipements de haute puissance qui sont entraînés par des circuits qui fonctionnent à haute puissance et nécessitent des courants élevés. Pour cette raison, une épaisse couche de cuivre est laminée sur le PCB, ce qui est différent des PCB électroniques complexes, qui peuvent consommer des courants allant jusqu’à 100 ampères. Ceci est particulièrement important dans des applications telles que le soudage à l’arc, les grands servomoteurs, les chargeurs de batterie au plomb, l’industrie militaire et les machines à vêtements en coton.

3. éclairage.

En matière d’éclairage, le monde s’oriente vers des solutions d’économie d’énergie. Ces ampoules halogènes sont rarement trouvées maintenant, mais maintenant nous voyons des lumières LED et des LED à haute intensité autour. Ces petites LED fournissent une lumière de haute luminosité et sont montées sur des circuits imprimés à base de substrats en aluminium. L’aluminium a la propriété d’absorber la chaleur et de la dissiper dans l’air. Par conséquent, en raison de leur puissance élevée, ces circuits imprimés en aluminium sont généralement utilisés dans les circuits de lampes à LED pour les circuits à LED de moyenne et haute puissance.

4. Industries automobile et aérospatiale.

Une autre application des PCB est l’industrie automobile et aérospatiale. Le facteur commun ici est la réverbération générée par le mouvement des avions ou des voitures. Par conséquent, afin de satisfaire ces vibrations à force élevée, le PCB devient flexible. Par conséquent, un type de PCB appelé Flex PCB est utilisé. Le PCB flexible peut résister à des vibrations élevées et est léger, ce qui peut réduire le poids total de l’engin spatial. Ces PCB flexibles peuvent également être ajustés dans un espace étroit, ce qui est également un grand avantage. Ces PCB flexibles sont utilisés comme connecteurs, interfaces et peuvent être assemblés dans un espace compact, comme derrière le panneau, sous le tableau de bord, etc. Une combinaison de PCB rigide et flexible est également utilisée.

Type de circuit imprimé :

Les circuits imprimés (PCB) sont divisés en 8 catégories. Elles sont

PCB simple face :

Les composants d’un circuit imprimé simple face ne sont montés que d’un côté et l’autre côté est utilisé pour les fils de cuivre. Une fine couche de feuille de cuivre est appliquée sur un côté du substrat RF-4, puis un masque de soudure est appliqué pour fournir une isolation. Enfin, la sérigraphie est utilisée pour fournir des informations de marquage pour les composants tels que C1 et R1 sur le PCB. Ces PCB monocouches sont très faciles à concevoir et à fabriquer à grande échelle, la demande du marché est importante et ils sont également très bon marché à acheter. Très couramment utilisé dans les produits ménagers, tels que les presse-agrumes/mixeurs, les ventilateurs de charge, les calculatrices, les petits chargeurs de batterie, les jouets, les télécommandes de télévision, etc.

PCB double couche :

Le PCB double face est un PCB avec des couches de cuivre appliquées des deux côtés de la carte. Percez des trous et des composants THT avec des fils sont installés dans ces trous. Ces trous relient une partie latérale à l’autre partie latérale par des pistes en cuivre. Les fils des composants passent à travers les trous, les fils en excès sont coupés par la fraise et les fils sont soudés aux trous. Tout cela se fait manuellement. Il existe également des composants SMT et des composants THT d’un PCB à 2 couches. Les composants CMS n’ont pas besoin de trous, mais des pastilles sont fabriquées sur le PCB et les composants CMS sont fixés sur le PCB par soudure par refusion. Les composants CMS occupent très peu d’espace sur le PCB, donc plus d’espace libre peut être utilisé sur le circuit imprimé pour réaliser plus de fonctions. Les circuits imprimés double face sont utilisés pour les alimentations, les amplificateurs, les pilotes de moteurs à courant continu, les circuits d’instruments, etc.

PCB multicouche:

Le PCB multicouche est composé d’un PCB multicouche à 2 couches, pris en sandwich entre des couches isolantes diélectriques pour garantir que la carte et les composants ne sont pas endommagés par la surchauffe. Le PCB multicouche a différentes dimensions et différentes couches, du PCB à 4 couches au PCB à 12 couches. Plus il y a de couches, plus le circuit est compliqué et plus la conception du circuit imprimé est compliquée.

Les circuits imprimés multicouches ont généralement des plans de masse, des plans d’alimentation, des plans de signaux à grande vitesse, des considérations d’intégrité du signal et une gestion thermique indépendants. Les applications courantes sont les exigences militaires, l’aérospatiale et l’électronique aérospatiale, les communications par satellite, l’électronique de navigation, le suivi GPS, le radar, le traitement des signaux numériques et le traitement des images.

PCB rigide:

Tous les types de PCB mentionnés ci-dessus appartiennent à la catégorie des PCB rigides. Les PCB rigides ont des substrats solides tels que FR-4, Rogers, résine phénolique et résine époxy. Ces plaques ne se plient pas et ne se tordent pas, mais peuvent conserver leur forme pendant de nombreuses années jusqu’à 10 ou 20 ans. C’est pourquoi de nombreux appareils électroniques ont une longue durée de vie en raison de la rigidité, de la robustesse et de la rigidité des PCB rigides. Les PCB des ordinateurs et portables sont rigides. De nombreux téléviseurs, téléviseurs LCD et LED couramment utilisés dans les maisons sont constitués de PCB rigides. Toutes les applications de PCB simple face, double face et multicouches ci-dessus sont également applicables aux PCB rigides.

Carte de circuit imprimé flexible :

PCB flexible ou PCB flexible n’est pas rigide, mais il est flexible et peut être plié facilement. Ils sont élastiques, ont une résistance élevée à la chaleur et d’excellentes propriétés électriques. Le matériau du substrat de Flex PCB dépend des performances et du coût. Les matériaux de substrat courants pour Flex PCB sont le film polyamide (PI), le film polyester (PET), le PEN et le PTFE.

Le coût de fabrication de Flex PCB est plus qu’un simple PCB rigide. Ils peuvent être pliés ou enroulés autour des coins. Par rapport au PCB rigide correspondant, ils prennent moins de place. Ils sont légers mais ont une très faible résistance à la déchirure.

PCB rigide-flex :

La combinaison de circuits imprimés rigides et flexibles est très importante dans de nombreuses applications où l’espace et le poids sont limités. Par exemple, dans une caméra, le circuit est compliqué, mais la combinaison d’un PCB rigide et flexible réduira le nombre de pièces et réduira la taille du PCB. Le câblage de deux PCB peut également être combiné sur un seul PCB. Les applications courantes sont les appareils photo numériques, les téléphones portables, les voitures, les ordinateurs portables et les appareils dotés de pièces mobiles.

PCB haute vitesse :

Les PCB haute vitesse ou haute fréquence sont des PCB utilisés pour des applications impliquant la communication de signaux avec des fréquences supérieures à 1 GHz. Dans ce cas, des problèmes d’intégrité du signal entrent en jeu. Le matériau du substrat PCB haute fréquence doit être soigneusement sélectionné pour répondre aux exigences de conception.

Les matériaux couramment utilisés sont le polyphénylène (PPO) et le polytétrafluoroéthylène. Il a une constante diélectrique stable et une faible perte diélectrique. Ils ont une faible absorption d’eau mais un coût élevé.

De nombreux autres matériaux diélectriques ont des constantes diélectriques variables, ce qui entraîne des changements d’impédance, ce qui peut déformer les harmoniques et la perte de signaux numériques et la perte de l’intégrité du signal

PCB en aluminium :

Les matériaux de substrat de PCB à base d’aluminium ont les caractéristiques d’une dissipation thermique efficace. En raison de sa faible résistance thermique, le refroidissement des PCB à base d’aluminium est plus efficace que son PCB correspondant à base de cuivre. Il rayonne de la chaleur dans l’air et dans la zone de jonction thermique de la carte PCB.

De nombreux circuits de lampes à LED, les LED à haute luminosité sont constitués de PCB de support en aluminium.

L’aluminium est un métal riche et son prix minier est bas, donc le coût du PCB est également très bas. L’aluminium est recyclable et non toxique, il est donc respectueux de l’environnement. L’aluminium est solide et durable, il réduit donc les dommages pendant la fabrication, le transport et l’assemblage

Toutes ces caractéristiques rendent les circuits imprimés à base d’aluminium utiles pour les applications à courant élevé telles que les contrôleurs de moteur, les chargeurs de batterie à usage intensif et les lampes LED à haute luminosité.

en conclusion:

Ces dernières années, les circuits imprimés sont passés de simples versions monocouches à des systèmes plus complexes, tels que les circuits imprimés en téflon haute fréquence.

PCB couvre maintenant presque tous les domaines de la technologie moderne et de la science en évolution. La microbiologie, la microélectronique, la nanotechnologie, l’industrie aérospatiale, l’armée, l’avionique, la robotique, l’intelligence artificielle et d’autres domaines reposent tous sur diverses formes de blocs de construction de cartes de circuits imprimés (PCB).