Les circuits imprimés sont des composants essentiels de la plupart des appareils électriques. Les PCB actuels sont composés de plusieurs couches : le substrat, les pistes, le masque de soudure et la sérigraphie. L'un des matériaux les plus importants d'un PCB est le cuivre, et plusieurs raisons expliquent son utilisation à la place d'autres alliages comme l'aluminium ou l'étain.
De quoi sont faits les PCB ?
Selon une entreprise d'assemblage de circuits imprimés, les circuits imprimés sont constitués d'un substrat, composé de fibre de verre renforcée de résine époxy. Une couche de cuivre peut être collée sur les deux faces ou sur une seule. Une fois le substrat fabriqué, les fabricants y placent les composants. Ils utilisent un masque de soudure et une sérigraphie, ainsi que des résistances, des condensateurs, des transistors, des diodes, des puces et d'autres composants hautement spécialisés.
Pourquoi la feuille de cuivre est-elle utilisée dans les circuits imprimés ?
Les fabricants de circuits imprimés utilisent le cuivre pour sa conductivité électrique et thermique supérieure. Lorsque le courant électrique circule le long du circuit imprimé, le cuivre empêche la chaleur d'endommager et de solliciter le reste du circuit imprimé. Avec d'autres alliages, comme l'aluminium ou l'étain, le circuit imprimé pourrait chauffer de manière inégale et ne pas fonctionner correctement.
Le cuivre est l'alliage privilégié, car il permet de transmettre les signaux électriques à travers la carte sans perte ni ralentissement. L'efficacité du transfert thermique permet aux fabricants d'installer des dissipateurs thermiques classiques en surface. Le cuivre lui-même est efficace : une once de cuivre peut recouvrir un pied carré de substrat de circuit imprimé sur une épaisseur de 1,4 millième de pouce, soit 35 micromètres.
Le cuivre est hautement conducteur car il possède un électron libre qui peut se déplacer d'un atome à l'autre sans ralentissement. Comme il reste aussi efficace à cette couche incroyablement fine qu'à des niveaux plus épais, une petite quantité de cuivre peut faire une grande différence.
Cuivre et autres métaux précieux utilisés dans les PCB
La plupart des gens reconnaissent les PCB comme étant verts. Cependant, leur couche externe est généralement composée de trois couleurs : or, argent et rouge. Ils contiennent également du cuivre pur à l'intérieur et à l'extérieur. Les autres métaux du circuit imprimé sont de différentes couleurs. La couche d'or est la plus chère, suivie de la couche d'argent, et la couche rouge est la moins chère.
Utilisation de l'or par immersion dans les circuits imprimés
cuivre sur circuit imprimé
La couche plaquée or est utilisée pour les éclats de connecteurs et les pastilles de composants. Cette couche d'or par immersion empêche le déplacement des atomes de surface. Elle n'est pas seulement de couleur or, elle est constituée d'or véritable. L'or est incroyablement fin, mais suffisant pour prolonger la durée de vie des composants à souder. Il prévient la corrosion des pièces à souder au fil du temps.
Utilisation de l'argent par immersion dans les circuits imprimés
L'argent est un autre métal utilisé dans la fabrication des circuits imprimés. Il est nettement moins coûteux que l'immersion dans l'or. Cette dernière peut être utilisée à la place de l'immersion dans l'or, car elle améliore la connectivité et réduit le coût global de la carte. L'immersion dans l'argent est souvent utilisée dans les circuits imprimés utilisés dans les automobiles et les périphériques informatiques.
Stratifié plaqué cuivre dans les circuits imprimés
Au lieu d'utiliser une immersion, le cuivre est utilisé sous forme de placage. Il s'agit de la couche rouge du circuit imprimé, et c'est le métal le plus couramment utilisé. Le circuit imprimé est fabriqué à partir de cuivre comme métal de base, et il est nécessaire pour que les circuits puissent se connecter et communiquer efficacement entre eux.
Comment la feuille de cuivre est-elle utilisée dans les PCB ?
Le cuivre a de nombreuses utilisations dans les circuits imprimés, du laminé cuivré aux pistes. Il est essentiel au bon fonctionnement des circuits imprimés.
Qu'est-ce que PCB Trace ?
Une piste de circuit imprimé est, comme son nom l'indique, un chemin que doit suivre le circuit. Elle comprend le réseau de cuivre, le câblage et l'isolation, ainsi que les fusibles et les composants utilisés sur la carte.
La façon la plus simple de comprendre une piste est de la comparer à une route ou à un pont. Pour accueillir des véhicules, la piste doit être suffisamment large pour en supporter au moins deux. Elle doit être suffisamment épaisse pour ne pas s'effondrer sous la pression. Elle doit également être fabriquée dans des matériaux capables de supporter le poids des véhicules qui l'empruntent. Cependant, les pistes servent beaucoup moins à transporter de l'électricité que les automobiles.
Composants de PCB Trace
Les pistes d'un circuit imprimé sont composées de plusieurs composants. Leurs fonctions sont diverses et essentielles au bon fonctionnement de la carte. Le cuivre est indispensable à la bonne exécution des pistes, et sans circuit imprimé, nous n'aurions aucun appareil électrique. Imaginez un monde sans smartphones, ordinateurs portables, cafetières et automobiles. Voilà ce que nous vivrions si les circuits imprimés n'utilisaient pas de cuivre.
Épaisseur des traces de PCB
La conception du circuit imprimé dépend de son épaisseur. Cette épaisseur influence l'équilibre et assure la connexion des composants.
Largeur des traces de PCB
La largeur de la piste est également importante. Elle n'affecte ni l'équilibre ni la fixation des composants, mais elle permet au courant de circuler sans surchauffer ni endommager la carte.
Courant de trace PCB
Le courant de trace du circuit imprimé est nécessaire car il permet au circuit de faire circuler l'électricité à travers les composants et les fils. Le cuivre contribue à ce processus, et l'électron libre de chaque atome assure la fluidité du courant sur le circuit.
Pourquoi y a-t-il une feuille de cuivre sur les circuits imprimés ?
Processus de fabrication des PCB
Le processus de fabrication d'un circuit imprimé est le même. Certaines entreprises le font plus rapidement que d'autres, mais elles utilisent toutes relativement le même procédé et les mêmes matériaux. Voici les étapes :
Fabriquer une fondation en fibre de verre et résines
Placer les couches de cuivre sur la fondation
Identifier et définir les motifs de cuivre
Laver la planche dans un bain
Ajoutez le masque de soudure pour protéger le PCB
Fixer la sérigraphie sur le PCB
Placer et souder les résistances, les circuits intégrés, les condensateurs et autres composants
Tester le PCB
Pour fonctionner correctement, les circuits imprimés (PCB) nécessitent des composants hautement spécialisés. L'un de leurs éléments les plus importants est le cuivre. Cet alliage est nécessaire à la conduction de l'électricité dans les appareils qui les accueillent. Sans cuivre, ces appareils ne fonctionneront pas, car l'électricité ne pourra pas circuler dans un alliage.
Date de publication : 25 avril 2022