À quoi sert un circuit imprimé ?

Les circuits imprimés sont utilisés pour contrôler le courant électrique en électronique. Ils comprennent des composants tels qu'une batterie, une résistance et un condensateur. Chacun d'entre eux remplit une fonction spécifique, permettant à l'électricité de passer d'une tension plus élevée à une tension plus faible. Cela permet de garantir que les appareils reçoivent la bonne quantité d'énergie. Cet article vous permettra d'en savoir plus sur les circuits imprimés.

PCB monocouche

Le circuit imprimé monocouche est une conception standardisée utilisée pour soutenir l'assemblage correct de diverses pièces. Il permet une production automatisée en grande quantité. Les circuits imprimés simple face peuvent être utilisés pour créer des circuits complexes et même des machines complètes. Ces cartes sont produites en quantités standard et comprennent des pièces standard, ce qui les rend faciles à inspecter et à réparer. En outre, les circuits imprimés monocouches sont relativement peu coûteux.

Un circuit imprimé monocouche est constitué d'une seule couche conductrice, généralement en cuivre. Le cuivre conduit le courant vers les différents composants le long d'une route préétablie. Les différents composants sont reliés à la couche de base par des plots et des vias. La carte est ensuite fixée à l'aide d'un trou de montage.

Circuit imprimé

Les circuits imprimés sont utilisés dans une grande variété d'applications. Par exemple, un circuit imprimé peut être utilisé pour un système de communication, une voiture autopilotée ou un équipement médical. Ces circuits imprimés doivent être durables et puissants, et ils peuvent être exposés à des produits chimiques agressifs et à des températures élevées. Certains de ces PCB sont fabriqués avec des métaux très épais pour assurer leur durabilité.

Le circuit imprimé de base est constitué de plusieurs couches de cuivre, généralement disposées par paires. Sa complexité dépend du nombre de couches utilisées et de la conception des interconnexions. Plus de couches signifient plus de possibilités de routage et un meilleur contrôle de l'intégrité des signaux, mais plus de couches signifient plus de travail pour les fabricants. Le choix des vias est un autre facteur important. Ceux-ci permettent d'affiner la taille de la carte et d'évacuer les signaux provenant de circuits intégrés complexes.

Inducteur

Un inducteur est un composant résonant qui modifie la fréquence d'un signal électrique. En règle générale, un inducteur a une valeur comprise entre deux microhertz (mH) et dix microhertz (H). Ce type de circuit présente plusieurs avantages par rapport aux composants résistifs et constitue donc un choix courant pour le filtrage des signaux à haute fréquence. Il permet de réduire la résistance au courant continu et la capacité de shunt parasite, ainsi que la traversée à haute fréquence d'un système. Cependant, les inductances ne sont pas sans limites et nécessitent des considérations particulières lorsqu'elles sont utilisées pour des mesures à large bande à des niveaux inférieurs au millivolt.

Les inducteurs sur circuits imprimés sont un choix populaire pour les applications RF. Ils sont peu coûteux et peuvent être fabriqués en grandes quantités. Ils conviennent également aux systèmes implantables, car ils peuvent s'adapter à la courbure du corps.

Condensateur

Les condensateurs sont utilisés en électronique pour une large gamme d'applications. Ils sont particulièrement utiles dans les équipements numériques et électroniques. Comme leur nom l'indique, les condensateurs sont constitués de matériaux fins et conducteurs qui sont insérés entre deux couches de cuivre. Cela permet de minimiser l'inductance parasite et les interférences électromagnétiques (EMI) générées par les condensateurs. Par conséquent, les condensateurs fabriqués avec ce type de matériau sont particulièrement utiles pour les équipements portables, informatiques et de télécommunication.

Pour remplacer un condensateur, assurez-vous d'abord que l'appareil est débranché et éteint. Ensuite, ouvrez le boîtier pour découvrir les multiples languettes et vis. Si vous constatez que le condensateur est endommagé ou qu'il a explosé, vous pouvez le retirer et le remplacer par un nouveau.

Sérigraphie

La sérigraphie sur les circuits imprimés est une méthode d'impression courante qui nécessite des encres spéciales. Les encres utilisées à cette fin sont généralement à base d'époxy et ne sont pas conductrices. L'encre blanche est la couleur la plus courante, mais des encres noires et jaunes peuvent également être utilisées. Les entreprises peuvent également choisir la police de caractères qu'elles souhaitent utiliser. La plupart des logiciels de circuits imprimés comprennent des polices standard, mais il est également possible de concevoir des polices personnalisées.

Lorsqu'il s'agit de choisir une taille de police, le concepteur doit d'abord prendre en considération les dimensions du PCB. Cela déterminera la taille du texte qui peut être sérigraphié. En règle générale, la taille de la police doit être comprise entre 35 et 50 millièmes de pouce. La largeur des lignes ne doit pas être inférieure à cinq millièmes de pouce. En outre, les lignes de la sérigraphie doivent être orientées de gauche à droite et de haut en bas pour garantir la lisibilité.

Comment construire un circuit imprimé pour les nuls

Apprendre à construire un circuit imprimé est plus facile que vous ne le pensez. Il existe de nombreuses façons différentes d'en créer un. La première étape consiste à dessiner un schéma de circuit. Cela s'apparente à un jeu de points à relier où vous devez dessiner les lignes reliant les différents composants. Une fois que vous avez dessiné le schéma, le programme vous montrera comment connecter les composants les uns aux autres.

Circuit imprimé

Un circuit imprimé (PCB) est un élément de base de l'équipement électronique. Il est composé de pastilles conductrices et de surfaces métalliques encastrées. Les composants électroniques sont soudés sur ces plages. Les circuits imprimés peuvent comporter une, deux ou plusieurs couches de circuits. L'objectif d'un circuit imprimé est d'assurer la connectivité électrique et la stabilité entre tous les composants.

Lorsque l'on travaille sur un circuit imprimé, il est essentiel de comprendre comment les composants sont connectés. L'emplacement correct des composants permet d'améliorer les performances et la qualité du signal. Un placement correct commence par l'emplacement des composants principaux, tels que l'unité centrale, la mémoire, les circuits analogiques et les connecteurs. Ensuite, vous devez déterminer l'emplacement des éléments auxiliaires, tels que les condensateurs de découplage et les trous de montage. Vous devez également tenir compte des obstacles physiques, tels que les câbles, les connecteurs et le matériel de montage, car ils peuvent interférer avec l'emplacement de certaines pièces.

Conception d'un circuit imprimé

Lors de la conception d'un circuit imprimé, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Tout d'abord, vous devez vous assurer que votre carte respecte l'emplacement et les exigences de tous les composants. Vous devez ensuite tenir compte des dimensions physiques des composants, ainsi que du poids et de la longueur de traçage de la carte. Il est également important de tenir compte de la manière dont les composants seront placés sur la carte.

Le circuit imprimé comporte un certain nombre de couches, appelées plots. Ces traces sont gravées sur la carte et sont l'équivalent des fils conducteurs dans un circuit. C'est au concepteur du circuit imprimé qu'il incombe d'acheminer ces traces conformément au schéma. Elles peuvent être longues ou courtes en fonction des composants qu'elles relient. Elles peuvent également tourner à droite ou à gauche. En raison de l'empreinte réduite de la carte, les concepteurs doivent connaître la meilleure façon d'acheminer les traces.

Choisir des composants plus petits

Lors de la construction d'un circuit imprimé, il est important de choisir le bon emballage pour les composants en fonction de la conception du circuit. Le maître du circuit imprimé privilégie les boîtiers plus grands, mais dans certains cas, des boîtiers plus petits sont nécessaires. Le choix d'un boîtier trop petit peut affecter le rendement de l'assemblage et rendre la carte plus difficile à retravailler. Il peut être plus rentable de retravailler la carte que de remplacer les composants.

Soudure

Si vous vous intéressez à l'électronique et aux projets électroniques, vous avez probablement entendu parler de la soudure. Cette technique consiste à appliquer un alliage métallique appelé soudure sur les composants électroniques pour former une liaison électrique solide. Une fois le processus de soudure terminé, vous pouvez utiliser un outil de dessoudage pour retirer les pièces. La bonne nouvelle, c'est qu'il n'est pas nécessaire d'avoir des outils de soudure coûteux pour commencer. Le matériel de soudure de base suffit pour la plupart des projets.

Lorsque vous soudez des circuits imprimés, utilisez une pince ou un support. Préparez les composants avant de commencer. Veillez à vérifier le code couleur de chaque composant afin d'éviter toute erreur. Lorsque vous soudez des résistances ou d'autres composants, vous devez également plier les fils pour qu'ils s'adaptent à la carte. Veillez à ne pas dépasser les spécifications de tension du composant.

Gravure

Pour graver un circuit imprimé, vous devez utiliser la bonne solution chimique. L'acide chlorhydrique ou le peroxyde d'hydrogène peuvent être achetés dans n'importe quelle quincaillerie. En général, un litre de chaque produit chimique suffit pour graver un grand nombre de PCB. Cependant, il est important de s'assurer que vous préparez la solution chimique avant de commencer le processus. En outre, vous devez utiliser un plateau en plastique suffisamment grand pour contenir le circuit imprimé.

Après le processus de photolithographie, vous devez nettoyer la surface de la carte. La dernière étape consiste à retirer la couche d'étain. Il s'agit d'une solution temporaire qui protège la couche de cuivre souhaitée.

Substrat

Lorsqu'il s'agit de construire un circuit imprimé, de nombreux facteurs doivent être pris en compte. L'un des plus importants est le matériau dans lequel la carte sera fabriquée. Il existe de nombreux types de matériaux différents, notamment conducteurs et non conducteurs. Le type de substrat que vous choisissez dépend du type de projet sur lequel vous travaillez.

Le substrat est un matériau utilisé pour fabriquer des circuits imprimés. Un circuit imprimé simple face est composé d'un substrat et d'une couche de matériau de base. La partie supérieure du substrat est recouverte d'une fine couche de cuivre ou d'un autre matériau conducteur. Un masque de soudure protecteur est ensuite placé sur la couche de cuivre. La partie supérieure du circuit imprimé est également recouverte d'une dernière couche de sérigraphie pour marquer les différents éléments.

Comment rechercher un circuit imprimé

Il existe plusieurs façons de rechercher un circuit imprimé et de déterminer ses composants. La première étape consiste à connaître le nom des composants, qui sont des numéros de pièces. Ensuite, il faut déterminer de quel type de composant il s'agit. Ces composants peuvent être des résistances, des condensateurs, des inducteurs ou des potentiomètres. Les résistances sont marquées d'un repère de mesure ohm. Le symbole de l'ohm ressemble à la lettre grecque Omega. Un exemple est 100MO, qui signifie cent mégaohms. Parmi les autres composants pouvant se trouver sur une carte, citons les oscillateurs et les diodes, qui sont marqués de la lettre D. Les relais, quant à eux, sont généralement marqués d'un K.

Numéros de pièces

Les numéros de pièces sont utilisés pour identifier les pièces sur les cartes de circuits imprimés. Ils facilitent les réparations ou les remplacements et contribuent à garantir l'intégrité des appareils électroniques. Les cartes de circuits imprimés sont fabriquées au fil des mois ou des années, et leur conception change souvent. Certaines cartes comportent également des numéros de série individuels, qui aident les techniciens à identifier la bonne pièce en cas de problème ou de réparation.

Couche de cuivre

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est important de tenir compte de l'épaisseur de la couche de cuivre. L'épaisseur du cuivre peut varier en fonction de la quantité de courant à transporter et du type de circuit. Par exemple, les circuits imprimés à haut niveau de courant nécessitent plus de cuivre qu'un circuit à basse tension. En général, l'épaisseur de la couche de cuivre est spécifiée en onces par pied carré. Toutefois, certains circuits imprimés utilisent deux ou trois onces par pied carré pour les circuits à haute puissance. Une feuille de cuivre standard d'une once par pied carré a une épaisseur de 34 micromètres.

Substrat

Les circuits imprimés sont généralement fabriqués à partir de différents types de substrats. Le type de matériau utilisé pour la fabrication d'une carte détermine ses performances. Les substrats sont généralement sélectionnés en fonction de leurs propriétés électriques, de leurs propriétés environnementales et de leur facteur de forme.

Rails d'alimentation

Lorsque vous construisez des circuits, vous devez souvent connecter l'alimentation à différents endroits. Cette opération est facilitée par les rails d'alimentation. Chaque rail d'alimentation est étiqueté avec + ou -, et peut avoir une bande rouge, bleue ou noire.

Transistors

Pour s'assurer qu'un transistor est compatible avec un circuit donné, il faut savoir comment trouver son numéro de référence sur un circuit imprimé. La plupart des transistors ont un numéro de référence qui commence généralement par "2N". Cette référence indique généralement le type de transistor et n'est pas nécessairement un format standard.

LED

Les circuits imprimés à LED sont l'un des types de circuits imprimés les plus populaires. Ils sont utilisés dans pratiquement tous les types de circuits aujourd'hui. Pour rechercher un circuit imprimé, vous devez d'abord télécharger le logiciel Kicad. Une fois que vous l'avez téléchargé, vous devez décompresser les fichiers de conception Kicad. Ces fichiers comprennent le Pro, le CMP, la mise en page du circuit imprimé Kicad et le schéma.

Résistances

Les résistances d'une carte de circuit imprimé jouent un rôle essentiel dans un circuit. Si les résistances sont endommagées, cela peut entraîner une panne. Lorsque vous choisissez une résistance, vous devez tenir compte de sa capacité maximale de transport de courant. Si les résistances ont une capacité trop faible, elles ne protégeront pas vos composants électriques contre les fluctuations de courant élevées. Des résistances de forte puissance sont disponibles pour les applications à courant élevé.

Inducteurs

Il y a quelques propriétés essentielles à connaître lors du choix d'un inducteur. Tout d'abord, vous devez connaître la fréquence d'auto-résonance de l'inducteur. Elle doit être au moins 1,5 fois supérieure à la fréquence de fonctionnement. Vous devez également connaître la résistance et l'impédance en courant continu. Ces propriétés sont essentielles pour choisir des inductances qui filtreront les interférences électromagnétiques.

Comment sont fabriqués les circuits imprimés ?

Les trous de connexion constituent l'un des éléments les plus importants d'un circuit imprimé. Ces trous sont percés selon un schéma précis pour permettre aux circuits de se connecter les uns aux autres. Les machines de perçage automatisées utilisent des limes de perçage à commande numérique, également appelées limes excellon, pour déterminer l'endroit où percer et la taille des trous. En fonction de la structure du circuit imprimé, le perçage peut être effectué une couche à la fois ou en plusieurs couches avant la stratification.

Circuits imprimés multicouches

Un circuit imprimé multicouche est un circuit imprimé comportant plus de trois couches. Ces cartes sont utilisées dans une grande variété d'appareils, des appareils ménagers aux appareils médicaux. En règle générale, un circuit imprimé doit comporter au moins quatre couches pour fonctionner correctement. Cette technologie est de plus en plus répandue dans les appareils ménagers et dans les appareils médicaux, tels que les appareils à rayons X et les appareils de tomodensitométrie.

Le processus de fabrication des PCB multicouches implique l'utilisation d'une toile de verre tissée et d'une résine époxy. Les résines époxy sont ensuite durcies, formant le noyau du circuit imprimé. Ensuite, le noyau et la feuille de cuivre sont collés ensemble par la chaleur et la pression. On obtient ainsi un circuit imprimé multicouche aux propriétés uniformes.

Un autre procédé de fabrication est la panélisation, qui consiste à combiner plusieurs petites cartes de circuits imprimés sur un seul panneau. Cette technique permet de combiner plusieurs conceptions différentes sur une seule grande carte. Chaque panneau se compose d'une bande d'outillage extérieure comportant des trous d'outillage, des repères de panneau et un coupon d'essai. Certains panneaux comprennent également une coulée de cuivre hachurée afin d'éviter toute déformation au cours du processus de panneautage. La mise en panneaux est fréquente lorsque les composants sont montés près du bord d'une carte.

PCB de classe 2 et 3

Bien que la plupart des fabricants de cartes de circuits imprimés de classe 2 et de classe 3 respectent les mêmes normes, il existe quelques différences essentielles entre ces deux classes. Les cartes de classe 2 sont généralement fabriquées pour des produits qui ne sont pas exposés à des conditions environnementales extrêmes, qui ne sont pas essentiels pour l'utilisateur final et qui ne sont pas soumis à des tests rigoureux. Les cartes de classe 3, en revanche, sont conçues pour répondre aux normes les plus strictes et doivent offrir des performances continues et des temps d'arrêt minimaux. La principale différence entre les deux classes réside dans les exigences relatives à la conception des cartes et au processus de fabrication.

Les cartes de circuits imprimés de classe 2 et 3 sont fabriquées conformément aux normes IPC-6011. Ces normes décrivent les exigences applicables aux circuits imprimés de classe 1, de classe 2 et de classe 3. Il existe également des normes IPC plus récentes appelées Classe 3/A. Elles sont conçues pour l'avionique militaire et les applications spatiales. Les circuits imprimés de classe 1 et de classe 2 doivent répondre aux normes IPC Rigid, Flex et MCM-L.

Circuits imprimés simple face

Les circuits imprimés simple face (PCB) sont des circuits courants et relativement faciles à concevoir. Par conséquent, la plupart des fabricants et des concepteurs peuvent les concevoir et les fabriquer. Les circuits imprimés simple face sont également plus faciles à produire que les circuits imprimés multicouches. Par conséquent, presque toutes les entreprises de fabrication de circuits imprimés peuvent les produire. Les circuits imprimés simple face sont le plus souvent commandés en grandes quantités.

Les circuits imprimés simple face sont généralement fabriqués en FR4, une substance semblable à la fibre de verre mélangée à de l'époxy. Le matériau est formé en plusieurs couches, chaque couche contenant une couche de matériau conducteur. Les fils sont ensuite soudés à des pistes de cuivre du côté des composants. Les circuits imprimés à une face étaient à l'origine utilisés pour fabriquer des prototypes de circuits imprimés, mais la demande de composants montés en surface ayant augmenté, ils ont été remplacés par des circuits imprimés à plusieurs couches.

Les circuits imprimés simple face sont la forme la plus simple et la moins chère des circuits imprimés. Ils comportent une seule couche de cuivre conducteur au-dessus du substrat. En outre, les circuits imprimés simple face ne comportent pas de trous d'interconnexion. C'est pourquoi ils conviennent le mieux aux conceptions à faible densité. Ils sont faciles à fabriquer et sont souvent disponibles dans des délais courts.

Circuits imprimés flexibles

La production de circuits imprimés flexibles comporte plusieurs étapes. La première étape consiste à concevoir la disposition de la carte. Cette opération peut être réalisée à l'aide d'outils de CAO tels que Proteus, Eagle ou OrCAD. Une fois le schéma conçu, le processus d'assemblage peut commencer.

L'étape suivante consiste à acheminer les conducteurs. La largeur des conducteurs doit être fixée à un niveau standard pour l'appareil. Toutefois, le nombre de conducteurs peut varier en fonction de la conception. La largeur standard des conducteurs est nécessaire pour un circuit qui requiert un certain pourcentage de courant. Les diamètres des trous peuvent également varier en fonction de la conception.

Une fois le gabarit gravé, le circuit flexible est découpé par un procédé appelé "blanking". Un jeu de poinçons et de matrices hydrauliques est utilisé pour ce processus, mais les coûts d'outillage peuvent être élevés. Une autre option consiste à utiliser un couteau à découper. Il s'agit d'une longue lame de rasoir que l'on plie pour lui donner la forme du circuit flexible. Il est ensuite inséré dans une fente d'un panneau de support, généralement en MDF ou en contreplaqué.

Types de cartes de circuits imprimés

PCB boards come in many types. There are Rigid, Conventional, Multi-layer, and Single-sided varieties. Each has a specific purpose and application. To learn more about PCBs, read on. These boards are used in bulk manufacturing, radio, printers, and solid-state drives, among others.

Rigid PCBs

Rigid PCBs are made up of several layers, with the first layer being the substrate. Typically, this layer is made from FR4 fiberglass, which is stiffer than phenolics and epoxies. It also includes copper foil, which helps transmit data along different paths.

Rigid PCBs are used in heavy-duty and light-duty applications and are highly durable. They are not subject to distortion and can withstand high temperatures and stress. This makes them ideal for appliances and electronic devices. Moreover, they are RoHS compliant. They can also be easily repaired and assembled.

Rigid PCBs have many uses in the automotive industry. They can be used in vehicles of moderate to large size. Due to their high-temperature laminates, they protect the circuitry from the harsh environment and engine heat. Additionally, they can be used in AC/DC power converters. Rigid PCBs are also used for avionics, including aircraft instruments and auxiliary Power Units.

Rigid PCBs are the most commonly manufactured type of PCB. These are made from solid substrate materials that prevent the circuit board from deforming. A computer motherboard is an example of a rigid PCB. It is made of many layers and connects all the computer parts together. Rigid PCBs can be single-sided, double-sided, or even multi-layered.

Conventional PCBs

Conventional PCBs are aromatic hydrocarbon compounds made of two benzene rings linked together by a carbon-carbon bond. These compounds contain up to ten chlorine atoms and can exist in a variety of forms, from yellowish resins to viscous liquids. The resulting materials exhibit excellent dielectric properties and are resistant to high temperatures and chemical degradation. These materials do not degrade in the presence of light, so they can be safely disposed of without harming the environment.

Conventional PCBs can be categorized into two major types: rigid and flexible. Rigid PCBs are the most common type of PCB, and are most often used for devices that require a PCB to stay in one shape. These circuit boards can be single or double-layered. They are generally less expensive than flexible PCBs.

Single-sided and double-sided PCBs both have their benefits and drawbacks. Single-sided PCBs are easy to design and manufacture and can be purchased at a low price in bulk orders. They are suited for circuits with intermediate complexity. Common examples include power supplies, instrumentation, and industrial controls.

Circuits imprimés multicouches

High-tech multi-layer PCBs are designed to meet the requirements of complex industrial setups. They can be manufactured with four, eight, ten, twelve, and fourteen layers. Multi-layer PCBs are suitable for applications requiring ruggedness, such as medical equipment and military hardware.

Typically, multi-layer PCBs are composed of copper and insulating layers. A proper design of these boards is crucial for better electrical performance. However, a poorly designed board or the wrong choice of materials can decrease the overall performance and lead to higher emissions and crosstalk. Furthermore, improper layers can increase the PCB’s sensitivity to external noise.

A multi-layer PCB is more expensive than a standard printed circuit board. The manufacturing process for multilayer boards is more complex, requiring detailed manufacturing drawings and additional ground planes. Creating these output files is more efficient with modern CAD software. A multilayer PCB can fit more circuits on a single board and allows for greater space.

Circuits imprimés simple face

Single-sided printed circuit boards, also known as single-sided PCBs, are a type of circuit board with just one layer of conductive material. The board has one side in which electronic components are mounted and the other side is where the circuit is etched. These single-sided boards are easy to manufacture and have lower costs than double-sided circuit boards. Single-sided PCBs are widely used in a variety of electronic devices.

Single-sided PCB boards are used for very simple, low-cost electrical devices. Examples of these devices are LED Lighting boards, radios, Timing Circuits, and power supplies. However, single-sided PCBs are not recommended for complex projects. They may not be able to provide enough functionality for your project.

Single-sided PCB boards are often used for prototypes and hobbyist projects. They are lightweight and can withstand a variety of conditions. In addition, they are easy to replace. Some of their benefits include high-density mounting, high-density element mounting, and mechanical fastening.