Il existe de nombreuses couches différentes dans la conception et la fabrication de circuit imprimé. Ces couches peuvent être moins familières et parfois même causer de la confusion, même pour les personnes qui travaillent souvent avec elles. Il existe des couches physiques pour les connexions de circuits sur la carte de circuit imprimé, puis des couches pour la conception de ces couches dans l’outil de CAO PCB. Voyons la signification de tout cela et expliquons les couches PCB.

Description de la couche PCB dans la carte de circuit imprimé

Comme le snack ci-dessus, le circuit imprimé est composé de plusieurs couches. Même un simple panneau simple face (une couche) est composé d’une couche métallique conductrice et d’une couche de base qui sont composées ensemble. À mesure que la complexité du PCB augmente, le nombre de couches à l’intérieur augmentera également.

Un PCB multicouche aura une ou plusieurs couches centrales constituées de matériaux diélectriques. Ce matériau est généralement composé de tissu de fibre de verre et d’adhésif en résine époxy, et est utilisé comme couche isolante entre deux couches métalliques immédiatement adjacentes. Selon le nombre de couches physiques dont la carte a besoin, il y aura plus de couches de métal et de matériau de base. Entre chaque couche métallique il y aura une couche de fibre de verre en fibre de verre, pré-imprégnée d’une résine appelée « prepreg ». Les préimprégnés sont essentiellement des matériaux de noyau non durcis et, lorsqu’ils sont placés sous la pression de chauffage du processus de stratification, ils fondent et relient les couches entre elles. Le préimprégné sera également utilisé comme isolant entre les couches métalliques.

La couche métallique sur le PCB multicouche conduira le signal électrique du circuit point par point. Pour les signaux conventionnels, utilisez des pistes métalliques plus fines, tandis que pour les réseaux d’alimentation et de terre, utilisez des pistes plus larges. Les cartes multicouches utilisent généralement une couche entière de métal pour former un plan d’alimentation ou de masse. Cela permet à toutes les pièces d’entrer facilement dans le plan de l’avion à travers de petits trous remplis de soudure, sans avoir besoin de câbler les plans d’alimentation et de masse tout au long de la conception. Il contribue également aux performances électriques de la conception en fournissant un blindage électromagnétique et un bon chemin de retour solide pour les traces de signal

Couches de circuits imprimés dans les outils de conception de circuits imprimés

Afin de créer les couches sur la carte de circuit physique, un fichier image du motif de trace métallique que le fabricant peut utiliser pour construire la carte de circuit est requis. Afin de créer ces images, les outils de CAO de conception de circuits imprimés disposent de leur propre ensemble de couches de circuits imprimés que les ingénieurs peuvent utiliser lors de la conception de circuits imprimés. Une fois la conception terminée, ces différentes couches CAO seront exportées vers le fabricant via un ensemble de fichiers de sortie de fabrication et d’assemblage.

Chaque couche métallique sur la carte de circuit imprimé est représentée par une ou plusieurs couches dans l’outil de conception de PCB. Normalement, les couches diélectriques (noyau et préimprégné) ne sont pas représentées par des couches CAO, bien que cela varie en fonction de la technologie de carte de circuit imprimé à concevoir, que nous mentionnerons plus tard. Cependant, pour la plupart des conceptions de PCB, la couche diélectrique n’est représentée que par les attributs dans l’outil de conception, afin de prendre en compte le matériau et la largeur. Ces attributs sont importants pour les différents calculateurs et simulateurs que l’outil de conception utilisera pour déterminer les valeurs correctes des traces et des espaces métalliques.

En plus d’obtenir une couche distincte pour chaque couche métallique de la carte de circuit imprimé dans l’outil de conception de PCB, il y aura également des couches de CAO dédiées au masque de soudure, à la pâte à souder et aux marques de sérigraphie. Une fois les circuits imprimés stratifiés ensemble, des masques, des pâtes et des agents de sérigraphie sont appliqués sur les circuits imprimés, de sorte qu’ils ne constituent pas les couches physiques des circuits imprimés réels. Cependant, pour fournir aux fabricants de PCB les informations nécessaires à l’application de ces matériaux, ils doivent également créer leurs propres fichiers image à partir de la couche CAO PCB. Enfin, l’outil de conception de PCB comportera également de nombreuses autres couches intégrées pour obtenir d’autres informations nécessaires à la conception ou à la documentation. Cela peut inclure d’autres objets métalliques sur ou sur la carte, les numéros de pièces et les contours des composants.

Au-delà de la couche PCB standard

En plus de la conception de cartes de circuits imprimés monocouches ou multicouches, les outils de CAO sont également utilisés aujourd’hui dans d’autres techniques de conception de circuits imprimés. Les conceptions flexibles flexibles et rigides auront des couches flexibles intégrées, et ces couches doivent être représentées dans les outils de CAO de conception de circuits imprimés. Non seulement il faut afficher ces couches dans l’outil pour fonctionner, mais il faut également un environnement de travail 3D avancé dans l’outil. Cela permettra aux concepteurs de voir comment la conception flexible se plie et se déplie et le degré et l’angle de flexion lors de l’utilisation.

Une autre technologie qui nécessite des couches CAO supplémentaires est la technologie électronique imprimable ou hybride. Ces conceptions sont fabriquées en ajoutant ou « imprimant » des matériaux métalliques et diélectriques sur le substrat au lieu d’utiliser un processus de gravure soustractive comme dans les PCB standard. Afin de s’adapter à cette situation, les outils de conception de PCB doivent pouvoir afficher et concevoir ces couches diélectriques en plus des couches standards de métal, de masque, de pâte et de sérigraphie.