Circuit imprimé (PCBS) are boards used as substrates in most electronic devices – both as physical supports and as wiring areas for surface mount and socket assemblies. PCBS are usually made of fiberglass, composite epoxy resin, or other composite materials.

Présentation du type de PCB

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. Le matériel plus complexe tel que les cartes graphiques ou les cartes mères d’ordinateur peut avoir plusieurs couches, parfois jusqu’à 12.

Although PCBS are usually associated with computers, they can be found in many other electronic devices, such as televisions, radios, digital cameras and cell phones. En plus d’être utilisés dans l’électronique grand public et les ordinateurs, différents types de PCB sont utilisés dans divers autres domaines, notamment :

• Medical equipment. L’électronique est désormais plus dense et consomme moins d’énergie que les produits précédents, de sorte que de nouvelles technologies médicales passionnantes peuvent être testées. Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. Cela aide à atténuer certaines des limitations uniques impliquées dans le développement de dispositifs destinés à être utilisés dans le domaine médical en raison de la nécessité d’une petite taille et d’un poids léger. Les PCBS ont fait des percées dans tout, des petits appareils (comme les stimulateurs cardiaques) aux plus gros (comme les équipements à rayons X ou les scanners CAT).

• Industrial machinery. Les PCB sont couramment utilisés dans les machines industrielles de haute puissance. Thick copper PCBS can be used where current one-ounce copper PCBS do not meet requirements. Les PCB en cuivre plus épais sont bénéfiques dans les cas comprenant les contrôleurs de moteur, les chargeurs de batterie à courant élevé et les testeurs de charge industriels.

• lighting. Because LED-based lighting solutions are popular because of their low power consumption and high efficiency, so are the aluminum backplane PCBS used to make them. Ces PCBS servent de radiateurs et permettent des niveaux de transfert de chaleur plus élevés que les PCBS standard. These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Automotive and aerospace industries. The automotive and aerospace industries use flexible PCBS designed to withstand the high vibration environments common in both fields. Selon les spécifications et la conception, ils peuvent également être très légers, ce qui est nécessaire pour la fabrication de pièces dans l’industrie du transport. They can also fit into tight Spaces that may exist in these applications, such as inside the dashboard or behind the instruments on the dashboard.

Il existe de nombreux types de cartes PCB, chacune avec ses propres spécifications de fabrication, types de matériaux et utilisations : PCB monocouche, PCB double couche, PCB multicouche, PCB rigide, PCB flexible, PCB flexible rigide, PCB haute fréquence, dos en aluminium PCB.

A single layer PCB

Un PCB simple ou simple face est un PCB ou un substrat constitué d’un seul substrat. One side of the substrate is coated with a thin metal layer. Copper is the most common coating because of its good electrical conductivity. Once a copper-based coating is applied, a protective welding mask is usually used, followed by the use of all elements on the last screen printing plate.

Présentation du type de PCB

Single-layer/single-side PCBS are easy to design and manufacture because they weld the various circuits and components on only one side. This ubiquity means they can be purchased at low cost, especially for high-volume orders. Les modèles à faible coût et à haute capacité signifient qu’ils sont couramment utilisés dans une variété d’applications, notamment les calculatrices, les appareils photo, les radios et les équipements stéréo, les disques SSD, les imprimantes et les alimentations.

Double-layer printed circuit board

The substrate material for a double – or double-sided printed circuit board has a thin layer of conductive metal, such as copper, applied to both sides of the board. Des trous percés à travers la carte permettent aux circuits d’un côté de la carte de se connecter aux circuits de l’autre côté.

Présentation du type de PCB

Components of a circuit and a double-layer PCB board are usually connected in one of two ways: using a through-hole or using a surface mount. A through-hole connection means that small wires called leads are fed through the hole, with each end of the leads welded to the right-hand component.

Les circuits imprimés à montage en surface ne peuvent pas utiliser de fils comme connecteurs. Instead, many of the small leads are welded directly to the board, meaning that the board itself is used as a wiring surface for the different components. Cela permet au circuit d’être complété avec moins d’espace, libérant de l’espace pour permettre à la carte d’effectuer plus de fonctions, souvent plus rapidement et pesant moins que ne le permettrait la carte à trous traversants.

Double side PCBS are commonly used in applications that require intermediate levels of circuit complexity, such as industrial controls, power supplies, instrumentation, HVAC systems, LED lighting, car dashboards, amplifiers, and vending machines.

PCB Multilayer

Multi-layer PCB consists of a series of three or more layers of double-layer PCBS. These plates are then held together with special glue and clamped between the insulation pieces to ensure that excess heat does not melt any of the components. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. The largest multilayer PCB ever built is 50 layers thick.

Présentation du type de PCB

For multilayer printed circuit boards, designers can produce very thick, complex designs suitable for a variety of complex electrical tasks. Beneficial applications for multilayer PCBS include file servers, data storage, GPS technology, satellite systems, weather analysis and medical devices.

PCB rigide

Rigid printed circuit boards are printed circuit boards made of a strong substrate material that prevents the board from twisting. Probably the most common example of a rigid PCB is a computer motherboard. The motherboard is a multi-layer PCB designed to distribute power from the power supply while allowing all parts of the computer to communicate with each other, such as the CPU, GPU and RAM.

Rigid PCB composition is perhaps the largest number of PCBS manufactured. These PCBS can be used anywhere the PCB itself needs to be set to a shape and remain so for the rest of the life of the device. Les PCB rigides peuvent être de simples PCB monocouches, ou des PCB à 8 ou 10 couches.

Présentation du type de PCB

All rigid PCBS have single, double, or multilayer structures, so they share the same application.

PCB flexible

Contrairement aux PCB rigides, qui utilisent des matériaux antiadhésifs tels que la fibre de verre, les PCB flexibles sont constitués de matériaux pouvant être pliés et déplacés, tels que le plastique. Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Because they need to be printed on flexible materials, they tend to be more expensive to manufacture.

Présentation du type de PCB

Néanmoins, les PCB flexibles offrent de nombreux avantages par rapport aux PCB rigides. The most striking of these advantages is their flexibility. This means they can be folded around the edges and wound around the corners. Their flexibility saves on cost and weight by using a single flexible PCB to cover areas that might need multiple rigid PCBS.

Les PCB flexibles peuvent également être utilisés dans des zones susceptibles d’être affectées par plusieurs PCB rigides. Environmental hazards. À cette fin, ils sont fabriqués uniquement à partir de matériaux pouvant être imperméables, résistants aux chocs, à la corrosion ou à l’huile à haute température, une option que les PCB rigides traditionnels peuvent ne pas avoir.

PCB rigide flexible

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. The flexible rigid board is composed of multiple flexible PCB layers attached to multiple rigid PCB layers.

Flexible rigid PCBS have many advantages over using rigid or flexible PCBS only in certain applications. Par exemple, les plaques rigides-flexibles ont un plus petit nombre de pièces que les plaques rigides ou flexibles traditionnelles car les options de câblage pour les deux peuvent être combinées en une seule plaque. Combining rigid and flexible boards into a single rigid-flexible board also allows for a more streamlined design that reduces overall board size and package weight.

Présentation du type de PCB

Les circuits imprimés rigides flexibles sont le plus souvent utilisés dans les applications où l’espace ou le poids sont les plus importants, notamment les téléphones portables, les appareils photo numériques, les stimulateurs cardiaques et les voitures.

PCB haute fréquence

Hf PCBS fait référence à des éléments de conception de PCB généraux plutôt qu’à la construction de PCB comme dans les modèles précédents. Hf PCBS are circuit boards designed to transmit signals in excess of 1 gigahertz.

Présentation du type de PCB

Hf PCB materials typically include FR4 grade glass fiber reinforced epoxy laminate, polyphenylene ether (PPO) resin and teflon. Teflon is one of the most expensive options because of its small and stable dielectric constant, small dielectric loss and overall low water absorption.

Many aspects of the PCB board and its corresponding type of PCB connector need to be considered when selecting high frequency, including dielectric constant (DK), dissipation, loss, and dielectric thickness.

Le plus important d’entre eux est le Dk du matériau en question. Les matériaux avec une forte probabilité de changement de constante diélectrique produisent souvent des changements d’impédance qui perturbent les harmoniques qui composent le signal numérique et conduisent à une perte globale de l’intégrité du signal numérique – un facteur que les circuits imprimés hf sont conçus pour empêcher.

Other considerations when choosing the type of circuit board and PC connector to use when designing hf PCBS include:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Small dielectric loss may result in a small amount of signal waste.

• Thermal expansion. Si les matériaux utilisés pour construire le PCB, tels que la feuille de cuivre, ont des taux de dilatation thermique différents, les matériaux peuvent se séparer les uns des autres en raison des changements de température.

• Water absorption. High water intake can affect the dielectric constant and dielectric loss of a PCB, especially when used in wet environments.

• Other resistors. Materials used to construct HF PCBS shall be rated as required for heat resistance, impact resistance and hazardous chemicals.

Aluminum backing PCB

The design of an aluminum backed PCB is roughly the same as that of a copper backed PCB. Cependant, au lieu d’utiliser de la fibre de verre, ce qui est courant dans la plupart des types de cartes de circuits imprimés, les cartes de fond de panier en aluminium utilisent des substrats en aluminium ou en cuivre.

Présentation du type de PCB

The aluminum backing is lined with insulation and is designed to have low thermal resistance, meaning less heat is transferred from the insulation to the backing. Once insulation is applied, layers of copper circuit from 1 ounce to 10 inches thick are applied.

Aluminum backed PCBS have a number of advantages over fiberglass backed PCBS, including:

• Low cost. Aluminum is one of the most abundant metals on Earth, accounting for 8.23% of the earth’s weight. Mining aluminum is easy and cheap, which helps reduce costs in the manufacturing process. As a result, it is cheaper to make products out of aluminum.

• protection environnementale. L’aluminium est non toxique et facile à recycler. Fabriquer des circuits imprimés en aluminium est également un bon moyen d’économiser de l’énergie car il est facile à assembler.

• heat dissipation. L’aluminium est l’un des meilleurs matériaux pouvant être utilisés pour dissiper la chaleur des composants clés d’un circuit imprimé. It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. Les PCB en aluminium refroidissent plus rapidement que les PCB en cuivre de même taille.

• Durabilité du matériau. L’aluminium est plus durable que les matériaux comme la fibre de verre ou la céramique et est particulièrement bon pour les tests de chute. L’utilisation de substrats plus résistants permet de réduire les dommages pendant la fabrication, le transport et l’installation.

Tous ces avantages font des PCB en aluminium un excellent choix pour les applications nécessitant une puissance de sortie élevée dans des tolérances très strictes, y compris les phares de circulation, l’éclairage automobile, les alimentations, les contrôleurs de moteur et les circuits à courant élevé.

En plus de leurs principaux domaines d’utilisation, les PCB sur support aluminium peuvent également être utilisés lorsqu’un degré élevé de stabilité mécanique est requis ou lorsque le PCB peut résister à des niveaux élevés de contraintes mécaniques. They are less susceptible to thermal expansion than fiberglass panels, which means that other materials on the board, such as copper foil and insulation, are less likely to peel off, further extending the life of the product.

Au fil des ans, les PCB ont évolué de simples PCB monocouches tels que des calculateurs pour appareils électroniques à des systèmes plus complexes tels que des conceptions en téflon haute fréquence. Les PCB ont trouvé leur place dans presque toutes les industries sur terre, de la simple électronique comme les solutions d’éclairage jusqu’aux industries plus complexes comme la technologie médicale ou aérospatiale.

Le développement des PCB a également conduit au développement de matériaux de construction PCB : plus seulement des PCB faits de feuilles de cuivre soutenues par de la fibre de verre. Les nouveaux matériaux de construction comprennent l’aluminium, le téflon et même les plastiques pliables. Les plastiques pliables et l’aluminium en particulier ont facilité la création de produits tels que les PCB rigides-flexibles et adossés à l’aluminium pour résoudre les problèmes courants associés à de nombreuses industries.