Qu’est ce que PCB Multilayer?

Un PCB multicouche est défini comme un PCB composé de trois couches ou plus de feuille de cuivre conductrice. Ils ressemblent à des couches de circuits imprimés double face, laminées et collées ensemble, avec plusieurs couches d’isolation entre elles. L’ensemble de la structure est agencé de manière à ce que deux couches soient placées sur le côté de la surface du PCB pour se connecter à l’environnement. Toutes les connexions électriques entre les couches sont réalisées à travers des trous tels que des trous traversants électrolytiques, des trous borgnes et des trous enterrés. Cette méthode peut ensuite être appliquée pour générer des PCB très complexes de différentes tailles.

Pourquoi les PCB multicouches sont-ils si largement utilisés

Les PCB multicouches ont vu le jour en réponse aux changements en constante évolution de l’industrie électronique. Au fil du temps, les fonctions des appareils électroniques sont devenues de plus en plus complexes, nécessitant des PCB de plus en plus complexes. Malheureusement, les PCBS sont limités par des problèmes tels que le bruit, la capacité parasite et la diaphonie, de sorte que certaines contraintes de conception doivent être respectées. Ces considérations de conception ont rendu difficile l’obtention de performances satisfaisantes à partir de circuits imprimés simple face ou même double face, d’où la naissance des circuits imprimés multicouches.

L’encapsulation de la puissance des PCB double couche dans ce format ne représente qu’une fraction de la taille, et les PCB multicouches deviennent de plus en plus populaires dans l’électronique. Ils sont disponibles dans une variété de tailles et d’épaisseurs pour répondre aux besoins de leurs applications étendues, avec des variations allant de 4 à 12 couches. Le nombre de couches est généralement pair car les couches impaires peuvent causer des problèmes dans le circuit, comme le gauchissement, et ne sont pas rentables à produire. La plupart des applications nécessitent quatre à huit couches, mais les applications telles que les appareils mobiles et les smartphones ont tendance à utiliser environ 12 couches, tandis que certains fabricants de circuits imprimés spécialisés ont la capacité de produire près de 100 couches. Cependant, les PCB multicouches avec plusieurs couches sont rares car ils sont extrêmement rentables.

Pourquoi les PCB multicouches sont-ils si largement utilisés

Alors que les PCB multicouches ont tendance à être plus coûteux et plus laborieux à produire, ils deviennent une partie importante de la technologie moderne. Cela est principalement dû aux nombreux avantages qu’elles offrent, en particulier par rapport aux variétés à un ou deux étages.

Avantages des PCB multicouches

D’un point de vue technique, les PCB multicouches présentent plusieurs avantages dans la conception. Ces avantages du PCB multicouche incluent :

• Petite taille : L’un des avantages les plus importants et les plus appréciés de l’utilisation de cartes de circuits imprimés multicouches est leur taille. En raison de leur conception en couches, les PCB multicouches sont eux-mêmes plus petits que les autres PCB avec des fonctionnalités similaires. Cela a apporté d’énormes avantages à l’électronique moderne, car la tendance actuelle est aux gadgets plus petits, plus compacts mais plus puissants tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les tablettes et les appareils portables.

• Construction légère : des circuits imprimés plus petits sont utilisés pour un poids plus léger, d’autant plus que les connecteurs multiples requis pour l’interconnexion des circuits imprimés simple et double couche sont éliminés au profit de conceptions multicouches. Encore une fois, cela fait le jeu de l’électronique moderne, qui a tendance à être plus mobile.

• Haute qualité : Ces types de PCB ont tendance à être meilleurs que les PCB monocouche et double couche en raison de la quantité de travail et de planification qui doit être effectuée lors de la fabrication de PCB multicouches. En conséquence, ils sont également plus fiables.

• Durabilité améliorée : les PCB multicouches ont tendance à durer plus longtemps en raison de leur nature. Ces PCB multicouches doivent non seulement supporter leur propre poids, mais également être capables de supporter la chaleur et la pression utilisées pour les coller ensemble. En plus de ces facteurs, les PCB multicouches utilisent plusieurs couches d’isolation entre les couches de circuit, en les combinant avec des adhésifs préimprégnés et des matériaux de protection.

• Flexibilité accrue : bien que cela ne s’applique pas à tous les composants PCB multicouches, certains utilisent des techniques de construction flexibles, résultant en des PCB multicouches flexibles. Cela peut être idéal pour les applications où une légère flexion et une flexion peuvent se produire sur une base semi-régulière. Encore une fois, cela ne s’applique pas à tous les PCB multicouches, et plus vous ajoutez de couches à un PCB flexible, moins le PCB devient flexible.

• Plus puissant : les circuits imprimés multicouches sont des composants à très haute densité qui combinent plusieurs couches en un seul circuit imprimé. Ces distances rapprochées rendent les cartes plus connectées et leurs propriétés électriques inhérentes leur permettent d’atteindre une capacité et une vitesse supérieures malgré leur taille plus petite.

• Point de connexion unique : les PCB multicouches sont conçus pour être utilisés comme une seule unité plutôt qu’en série avec d’autres composants PCB. En conséquence, ils ont un seul point de connexion, plutôt que les multiples connexions requises pour utiliser plusieurs PCB monocouches. Cela s’avère également bénéfique dans la conception de produits électroniques, car ils n’ont besoin d’inclure qu’un seul point de connexion dans le produit final. Ceci est particulièrement utile pour les petits appareils électroniques et les gadgets conçus pour minimiser la taille et le poids.

Ces avantages rendent les PCB multicouches utiles dans une variété d’applications, en particulier les appareils mobiles et l’électronique haute fonction. À leur tour, alors que de nombreuses industries se tournent vers des solutions mobiles, les PCB multicouches trouvent leur place dans un nombre croissant d’applications spécifiques à l’industrie.

Pourquoi les PCB multicouches sont-ils si largement utilisés

Inconvénients des PCB multicouches

Le PCB multicouche présente de nombreux avantages et convient à diverses technologies de pointe. Cependant, ces types de PCB ne conviennent pas à toutes les applications. En fait, plusieurs inconvénients peuvent l’emporter sur les avantages des PCB multicouches, en particulier pour l’électronique à moindre coût et complexité. Ces inconvénients incluent :

• Coût plus élevé : les circuits imprimés multicouches sont beaucoup plus chers que les circuits imprimés simple et double couche à chaque étape du processus de fabrication. Ils sont difficiles à concevoir et prennent beaucoup de temps pour résoudre les problèmes potentiels. Ils nécessitent également des processus de fabrication très complexes pour produire, ce qui nécessite beaucoup de temps et de main-d’œuvre pour les assembleurs. De plus, en raison de la nature de ces PCBS, toute erreur commise lors de la fabrication ou de l’assemblage est extrêmement difficile à retravailler, ce qui entraîne des coûts de main-d’œuvre supplémentaires ou des frais de rebut. De plus, l’équipement utilisé pour produire des PCB multicouches est très coûteux car il s’agit encore d’une technologie relativement nouvelle. Pour toutes ces raisons, à moins que la petite taille ne soit une nécessité absolue pour une application, une alternative moins chère peut être un meilleur choix.

• Production complexe : les PCB multicouches sont plus difficiles à produire que les autres types de PCB, nécessitant plus de temps de conception et des techniques de fabrication minutieuses. C’est parce que même de petits défauts dans la conception ou la fabrication des PCB peuvent les rendre inefficaces.

• Disponibilité limitée : L’un des plus gros problèmes avec les PCB multicouches est les machines nécessaires pour les produire. Tous les fabricants de PCB n’ont pas les moyens ou la nécessité d’une telle machine, donc tous les fabricants de PCB ne la proposent pas. Cela limite le nombre de fabricants de PCB pouvant être utilisés pour produire des PCB multicouches pour les clients. Par conséquent, il est conseillé de se renseigner soigneusement sur les capacités du fabricant de PCB en PCB multicouches avant de choisir un fabricant de PCB en tant que sous-traitant.

• Concepteur technique requis : Comme mentionné précédemment, les PCB multicouches nécessitent beaucoup de conception au préalable. Sans expérience préalable, cela peut être problématique. Les cartes multicouches nécessitent des interconnexions entre les couches, mais doivent simultanément réduire les problèmes de diaphonie et d’impédance.Un seul problème dans la conception peut entraîner une carte qui ne fonctionne pas correctement.

• Temps de production : à mesure que la complexité augmente, les exigences de fabrication augmentent également. Cela joue un rôle clé dans le chiffre d’affaires des PCB multicouches – chaque carte prend beaucoup de temps à produire, ce qui entraîne des coûts de main-d’œuvre plus élevés. De plus, cela peut entraîner un intervalle de temps plus long entre la passation de la commande et la réception du produit, ce qui peut être problématique dans certains cas.

Cependant, ces problèmes n’ont pas disparu de l’utilité des PCBS multicouches. Bien qu’ils aient tendance à coûter plus cher que les PCB monocouches, les PCB multicouches présentent de nombreux avantages par rapport à ce type de carte de circuit imprimé.

Avantages des PCB multicouches par rapport aux alternatives monocouches

Les avantages des PCB multicouches par rapport aux alternatives monocouches deviennent encore plus évidents. Certaines des principales améliorations apportées par les PCB multicouches incluent :

• Densité d’assemblage plus élevée : alors que la densité des PCB monocouches est limitée par leur surface, les PCB multicouches multiplient leur densité par stratification. Malgré la plus petite taille du PCB, l’augmentation de la densité permet une plus grande fonctionnalité, augmentant la capacité et la vitesse.

• Taille plus petite : Dans l’ensemble, les PCB multicouches sont plus petits que les PCB monocouches. Alors que les PCB monocouches doivent augmenter la surface du circuit en augmentant la taille, les PCB multicouches augmentent la surface en ajoutant des couches, réduisant ainsi la taille globale. Cela permet d’utiliser des PCB multicouches de plus grande capacité dans des appareils plus petits, tandis que des PCB monocouches de plus grande capacité doivent être installés dans des produits plus grands.

• Plus léger : l’intégration des composants dans les circuits imprimés multicouches signifie moins de besoin de connecteurs et d’autres composants, offrant une solution légère pour les applications électriques complexes. Les PCB multicouches peuvent accomplir la même quantité de travail que plusieurs PCB monocouches, mais avec une taille plus petite, moins de composants connectés et un poids réduit. Il s’agit d’une considération essentielle pour les petits appareils électroniques où le poids est un problème.

• Caractéristiques de conception améliorées : Dans l’ensemble, les PCB multicouches peuvent surpasser les PCB monocouches moyens. En combinant des caractéristiques d’impédance plus contrôlées, un blindage EMI plus élevé et une qualité de conception globalement améliorée, les PCB multicouches peuvent faire plus, bien qu’ils soient plus petits et plus légers.

Pourquoi les PCB multicouches sont-ils si largement utilisés

Alors, que signifient ces facteurs lors du choix des structures multicouches et monocouches ? Essentiellement, si vous souhaitez produire des équipements petits, légers et complexes où la qualité est essentielle, les PCB multicouches peuvent être votre meilleur choix. Cependant, si la taille et le poids ne sont pas des facteurs majeurs dans la conception du produit, les conceptions de circuits imprimés à une ou deux couches peuvent être plus rentables.