Un PCB ou circuit imprimé génère de la chaleur lorsqu’un courant électrique le traverse. Sans une isolation adéquate, cette chaleur peut causer de graves problèmes aux PCBS.

Pourquoi les PCB ont-ils besoin d’une isolation ?

Avant de pouvoir comprendre l’isolation des PCB, vous devez comprendre : Qu’est-ce que les PCB ?

Les PCB, ou circuits imprimés, sont de petits carrés verts avec des feuilles de cuivre (mais aussi dans d’autres couleurs). Il peut être trouvé dans presque tous les appareils électroniques ! Les circuits imprimés permettent aux appareils électroniques de fonctionner correctement, ce qui en fait une partie vitale mais invisible de la vie quotidienne. Sans eux, les ordinateurs, les téléphones, les téléviseurs et les appareils électroniques ne fonctionneraient pas et n’existeraient pas.

L’électricité est très puissante pour les PCB. Les PCB contiennent des fils de cuivre imprimés, ils conduisent donc naturellement l’électricité. Cependant, les composants électriques peuvent présenter un danger s’ils ne sont pas enfermés dans un boîtier non conducteur ou s’ils deviennent trop chauds. Le PCB doit être isolé pour empêcher la corrosion du cuivre et réduire les contacts accidentels avec des matériaux conducteurs. Une bonne isolation peut aider à empêcher le PCB de surchauffer ou d’exploser.

Il existe plusieurs façons d’isoler un PCB. Il existe plusieurs matériaux d’isolation courants, mais le type exact d’isolation dépend généralement de l’application de la conception du PCB.

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Matériau isolant PCB

Les matériaux isolants courants pour PCB sont généralement constitués de substrats non conducteurs qui peuvent être fusionnés en plusieurs couches pour permettre au courant de circuler correctement à travers l’ensemble du circuit imprimé. Les PCB plus simples peuvent être à une face ou à une seule couche. Les PCB complexes, tels que ceux utilisés pour les communications numériques à grande vitesse, peuvent contenir plus de deux douzaines de couches.

Le calculateur d’isolation PCB peut vous aider à déterminer la ligne de fuite et le dégagement électrique, qui seront le facteur déterminant du type et de la quantité exacts de matériau isolant. La ligne de fuite est la distance la plus courte entre les pièces conductrices, et le jeu est l’élément séparé par l’air plutôt que par le substrat. Comprendre la ligne de fuite et le dégagement électrique est essentiel pour calculer l’isolation des PCB.

Les fabricants de circuits imprimés peuvent choisir d’utiliser une variété de matériaux différents pour l’isolation, des plastiques bon marché comme le FR-2 aux métaux robustes comme l’aluminium. Le matériau isolant d’un PCB détermine généralement son utilisation. Par exemple, le PCB d’un jouet électronique bon marché n’aurait pas besoin du même type d’isolation que le PCB d’un satellite.

Pour mieux comprendre l’isolation PCB et les matériaux d’isolation, explorons les cinq formes les plus courantes d’isolation PCB.

FR-2

Fr-2 est une option de stratifié ignifuge de faible qualité. Il est fabriqué à partir d’un composite de papier et de résine phénolique plastifiée, ce qui le rend léger et durable. Les circuits imprimés simple face utilisent généralement ce matériau. Le FR-2 est sans halogène et hydrophobe et peut être facilement pressé ou broyé. Le FR-2 est l’une des options les moins chères pour l’isolation des PCB et est un choix courant pour les entreprises fabriquant des appareils électroniques grand public jetables.

FR-4

Fr-4 est une option avancée de stratifié ignifuge. Il s’agit d’un matériau composite en tissu tissé de fibre de verre et est couramment utilisé dans la fabrication de circuits imprimés double face et multicouches. Le FR-4 peut supporter des températures et des pressions physiques plus élevées que le FR-2. C’est également un matériau abordable, ce qui en fait un choix populaire pour les fabricants d’électronique grand public haut de gamme. Le FR-4 n’est pas usiné rapidement, nécessitant des outils de fraisage, d’estampage ou de carbure de tungstène usinés.

Fréquence radio (rf)

Les substrats RF sont conçus pour permettre aux PCBS de fonctionner dans des applications utilisant des RF et des micro-ondes à haute puissance. Les substrats RF sont le plus souvent utilisés pour les PCB installés dans l’électronique militaire, l’avionique et l’avionique. Il est toutefois important de noter que certains produits électroniques grand public contiennent ce type de substrat. Les plastiques qui composent un substrat RF typique ne génèrent pas beaucoup d’isolation et fonctionnent bien pour générer des courants importants. Les PCB RF et micro-ondes n’ont généralement qu’une ou deux couches.

flexible

Bien que la plupart des circuits imprimés soient plats et rigides, il existe des circuits imprimés innovants qui peuvent se plier dans presque toutes les directions sans se casser. Les circuits flexibles nécessitent une forme d’isolation similaire mais unique. Les circuits flexibles sont généralement protégés avec UN SPRAY d’isolant PCB, en plus du film plastique est un choix populaire. Les circuits flexibles nécessitent un revêtement isolant mince et solide pour PCB afin qu’ils puissent se déplacer librement et s’adapter dans des espaces restreints.

métal

Le choix du métal comme isolant peut paraître étrange. Les métaux sont normalement électriquement conducteurs, et une conduction accidentelle peut provoquer la défaillance, l’incendie ou la fonte d’un PCB. Cependant, dans certains cas, un PCB avec un substrat métallique peut être plus avantageux. Le métal est un excellent conducteur de chaleur et peut supporter des courants énormes sans se briser ni brûler. Les PCBS installés dans des équipements chargés électriquement qui consomment beaucoup d’énergie peuvent nécessiter des substrats métalliques pour fonctionner efficacement.

Influence de l’industrie

Pour éviter que le PCB ne surchauffe, ne prenne feu ou ne prenne feu, il doit être correctement isolé. Le type d’isolation correspond au type d’utilisation prévu par le PCB.

Les circuits imprimés électroniques à usage général conviennent à une utilisation avec des substrats FR-2 ou FR-4 plus simples et plus économiques. Les substrats RF sont plus adaptés aux applications impliquant des RF haute puissance.

Les substrats flexibles tels que les plastiques sont bien adaptés pour répondre aux exigences d’isolation des cartes de circuits imprimés flexibles. Les métaux, quant à eux, sont d’excellents conducteurs de chaleur tout en gardant les électrons de puissance au frais.