La demande croissante de produits électroniques plus compacts exige des PCB multicouches et une perspective de conception tridimensionnelle. Cette perspective de conception donne lieu à de nouveaux problèmes relatifs aux stratégies de conception, tels que le packaging de CMS (composant monté en surface) et l'empilage des couches. L'empilage, ou empilement de PCB, a pris beaucoup d'ampleur dernièrement, avec la production de circuits imprimés de plus en plus complexes, composés de nombreuses couches. Les premiers prototypes de PCB étaient simples et servaient uniquement de base de connexion pour les composants électroniques. Du fait de leur simplicité, l'empilage de plusieurs couches était peu nécessaire. Examinons quelques règles pour mieux concevoir les empilages afin de créer des systèmes très professionnels.
L'empilage consiste à assembler les couches de cuivre et d‘isolants qui composent un PCB avant de concevoir la configuration finale de la carte. Réussir un bon empilage n'est pas une tâche facile et les entreprises qui fabriquent des circuits imprimés multicouches, comme Proto-Electronics, une plateforme européenne dédiée au prototypage rapide de circuits imprimés en CMS (SMT) et composants traversants pour les professionnels, doivent être à la pointe de la technologie.
Le fait d'intégrer plusieurs couches (voir figure 1) augmente la capacité de la carte à distribuer l'énergie, réduit les interférences croisées, élimine les interférences électromagnétiques et permet de supporter les signaux à grande vitesse. Alors qu'un niveau d'empilage permet d'obtenir plusieurs circuits électroniques sur une seule carte à travers les différentes couches de la carte PCB, la structure de la conception de l'empilage des PCB offre de nombreux autres avantages :
Dans le cas d'un PCB à une ou deux couches, l'épaisseur de la carte est rarement prise en compte. Cependant, avec l'avènement des PCB multicouches, l'empilage des matériaux commence à devenir de plus en plus important et le coût final est le facteur qui affecte l'ensemble du projet. Les empilages les plus simples peuvent comprendre des PCB à 4 couches. Les plus complexes nécessitent une stratification séquentielle professionnelle. Plus le nombre de couches est élevé, plus le concepteur est libre de défaire son circuit, en étant moins susceptible de tomber sur des solutions « impossibles ». Les opérations de chevauchement des PCB consistent à superposer les couches de cuivre et les couches isolantes qui composent un circuit. L'empilage que vous choisissez joue certainement un rôle important quant aux performances de la carte, et ce de plusieurs façons.
Une bonne gestion de l'empilage permet d'obtenir d'excellents produits
Par exemple, une superposition correcte des couches peut réduire l'impédance de la carte et limiter les radiations et la diaphonie. Elle a également un impact majeur sur les performances CEM (compatibilité électromagnétique) d'un produit. D'autre part, une mauvaise conception de l'empilage peut augmenter considérablement les radiations et le bruit du circuit. Il existe quatre facteurs importants à prendre en compte en matière d'empilage de cartes :
En général, ces facteurs sont peu pris en compte, à l'exception de ceux concernant le nombre de couches. Souvent, le quatrième facteur n'est même pas connu du concepteur PCB. Pour décider du nombre de couches, vous devez tenir compte des éléments suivants :
Tous les facteurs sont importants et essentiels, et doivent être considérés avec la même attention. Les cartes multicouches qui utilisent le plan de masse et d'alimentation permettent une réduction significative des émissions rayonnées. Une règle empirique souvent utilisée indique qu'une carte à quatre couches produira 15 dB de rayonnement en moins qu'une carte à deux couches, tous les autres facteurs étant identiques.
Les règles et les critères pour réaliser un bon empilage se comptent par centaines. En voici quelques-uns :
Pour atteindre tous ces objectifs, il est nécessaire de fonctionner avec un minimum de huit couches. De plus :
En raison des vitesses de fonctionnement élevées des circuits d'aujourd'hui, une conception soignée des PCB est nécessaire, et cela devient, à tous égards, un art. Une carte de circuit imprimé mal conçue peut dégrader les performances électriques de la transmission des signaux, la distribution d'énergie, la productibilité et la fiabilité à long terme du produit fini.
L'envoi de fichiers Gerber aux entreprises détermine les coûts de production, qui, comme pour tout autre produit, sont réduits en fonction des quantités requises. La croissance mondiale du marché des PCB est due à l'utilisation accrue de PCB multicouches et flexibles. La densité des cartes et la complexité de la conception ne cessent d'accroître à mesure que les entreprises électroniques tentent d'ajouter des fonctionnalités aux appareils. Le prix, la qualité, le délai de livraison et le service sont les critères les plus courants pour choisir un fabricant de cartes électroniques, et la plupart des gens devraient d'abord se préoccuper du prix.
La mission de Proto-Electronics est de vous aider dans cette phase cruciale du prototypage en réduisant vos délais de livraison. Des devis en ligne en 10 minutes et des délais de livraison à partir de 5 jours ouvrables vous permettront d'être plus serein pour travailler.