Qu'est-ce qu'un PCB ?

Résumé : Qu'est-ce qu'un circuit imprimé en électronique ? Quelle est sa fonction ? Quels sont les appareils électroniques qui utilisent des circuits imprimés ? Je pense que ces questions peuvent gêner de nombreuses personnes qui ne connaissent pas le circuit imprimé. Aujourd'hui, FS Technology va vous informer et, je l'espère, répondre à toutes ces questions, avec des connaissances allant du concept de base à l'histoire du développement. Ensuite, nous allons comprendre quelques concepts de base du circuit imprimé en regardant la vidéo YouTube ci-dessous.

Qu'est-ce que le PCB ?

PCB est un terme informel qui signifie carte de circuit imprimémais auparavant, il était connu sous le nom de PWBIl s'agit d'un terme plus précis qui signifie "carte de câblage imprimée". Toutefois, la notion de circuit et de câblage s'étant estompée au fil du temps, ce terme est de moins en moins utilisé. Un PCB fait référence à des chemins conducteurs, des pistes ou des traces de signaux gravés à travers des feuilles de cuivre sur un substrat non conducteur pour supporter et connecter électriquement les composants électroniques entre eux. Nous pouvons considérer le circuit imprimé comme le support des composants. La raison pour laquelle les produits électroniques peuvent fonctionner correctement est due aux composants électroniques qui sont connectés les uns aux autres à travers les traces sur une carte PCB. Ces traces permettent de réaliser la connexion électrique entre les composants. Lorsque vous recherchez la signification d'un PCB sur Google, vos résultats peuvent également vous orienter vers la signification de PCBA. Bien qu'il n'y ait qu'une lettre différence entre PCB et PCBALe PCB représente la carte nue, qui est souvent considérée comme la "carte verte" qui ne fonctionne pas et ne contient pas de composants. Un PCB représente la carte nue, qui est souvent considérée comme la "carte verte" qui ne fonctionne pas et ne contient pas de composants. En revanche, PCBA signifie Assemblage de PCB et les composants sont montés sur la carte nue grâce à la technologie de montage en surface (SMT), à la technologie des trous traversants (THT) et à d'autres technologies d'assemblage.

PCB vert carte nue

Composition du PCB Carte nue

L'image ci-dessus montre les détails complexes d'un circuit imprimé nu, comprenant divers éléments tels que le substrat, la feuille de cuivre, la pastille, viaL'identification de la lettre, du masque de soudure et de la lettre. Pour améliorer votre compréhension de définitions des circuits imprimésPour ce faire, nous allons examiner ces éléments d'une manière plus technique :

  • Substrat : Le composant principal d'un circuit imprimé, généralement fabriqué à partir d'un matériau non conducteur tel que l'époxy renforcé de fibre de verre. Il sert de base au support et à la fixation des composants électroniques.
  • Feuille de cuivre : Il s'agit de la couche conductrice présente sur le circuit imprimé. Les fabricants créent le modèle de circuit requis par des procédés de gravure et utilisent ensuite des méthodes chimiques ou mécaniques pour le fixer sur le substrat. Cela facilite l'interconnexion des fils entre les composants électroniques.
  • Pad : Ce sont les parties du circuit imprimé qui établissent les connexions avec les broches des composants. Elles ont souvent une forme circulaire ou carrée et permettent les connexions électriques et mécaniques.
  • Via le trou : Également connus sous le nom de trous traversants, ce sont des ouvertures sur le substrat utilisées pour interconnecter des circuits à différents niveaux. Ils fournissent des connexions électriques pour Composants DIP et sont indispensables à la fabrication et à l'assemblage de circuits multicouches.
  • Masque de soudure : Dans les circuits imprimés courants, l'encre du masque de soudure utilisée est généralement verte, ce qui donne une couleur verte. L'encre du masque de soudure est généralement verte, ce qui donne un aspect vert. masque de soudure est appliqué sur la surface de la carte pour protéger le circuit de la contamination, de l'oxydation et des contraintes mécaniques.
  • Sérigraphie : Sur l'image susmentionnée, vous pouvez observer de manière évidente des chiffres et des caractères numériques. Ces marques représentent la couche de sérigraphie, qui sert à indiquer la position des composants, la fonction des broches, l'identification du schéma de circuit et d'autres informations pertinentes.

Comment le PCB est présent dans les applications électroniques

Avec le texte ci-dessus, vous avez probablement déjà une certaine compréhension du concept de circuit imprimé, ou au moins une compréhension de base de ce qu'est un circuit imprimé, n'est-ce pas ? Mais même si vous avez déjà parcouru tous les appareils électroniques qui vous entourent, il se peut que vous ayez du mal à trouver un circuit imprimé. Comme indiqué précédemment, un circuit imprimé fait généralement référence à la carte nue, tandis que l'application des circuits imprimés dans les produits électroniques est appelée carte PCBA. Une carte PCBA est une carte entièrement assemblée ou soudée après la mise en place des composants et la soudure. Un dicton circule sur l'internet selon lequel "sans les circuits imprimés, il serait impossible de progresser dans la technologie aujourd'hui". En effet, les circuits imprimés sont tellement répandus dans nos vies qu'ils constituent l'élément de base de la plupart des appareils électroniques. De votre ouvre-porte (une seule couche) à votre smartphone (6 couches), en passant par votre ordinateur et votre serveur (60 couches), ils fonctionnent tous sur des circuits imprimés.

Équipement médical

Avec le développement de l'industrie manufacturière, les progrès de la technologie médicale sont évidents pour tous. À l'époque des technologies sous-développées, les médecins utilisaient des signaux de pouls artificiels pour juger de l'état des patients en observant les mots et les expressions. Toutefois, il est désormais possible d'utiliser de minuscules dispositifs électroniques médicaux injectés dans le corps humain pour observer l'état du patient. 

Depuis l'apparition de la pandémie de COVID-19, la demande d'appareils de téléthérapie, de ventilateurs et de testeurs de température a considérablement augmenté dans l'industrie médicale. Ces produits, sans exception, nécessitent des normes plus élevées en matière de précision des tests, de performance de transmission des signaux et de compacité.

Tout d'abord, l'adoption de l'IDH et du SMT est considérée comme primordiale pour obtenir une densité accrue et une taille réduite pour les produits de l'UE. PCBA médical. Ces technologies avancées permettent d'intégrer davantage de composants dans un espace limité, ce qui garantit le bon fonctionnement des dispositifs médicaux.

En outre, compte tenu de l'impact direct de ces produits sur la santé humaine, il est impératif que les fabricants de PCB possèdent des certifications industrielles et adhèrent à des protocoles d'essai rigoureux. Il est essentiel de respecter les normes de qualité et de fiabilité les plus strictes pour garantir la sécurité et l'efficacité des dispositifs médicaux.

Enfin, la prévalence croissante de l'électronique implantable et des dispositifs médicaux portables nécessite des circuits imprimés d'une grande souplesse. Cette exigence a conduit à l'émergence de PCB rigide-flexiblequi combine les avantages des cartes rigides et flexibles. Ce type de circuit imprimé permet une intégration transparente dans diverses applications médicales, en s'adaptant à la nature dynamique de l'électronique implantable et portable.

Équipement aérospatial

PCBA utilisé dans les équipements d'aviation

Vous avez bien lu, les petites cartes de circuits imprimés utilisées dans l'industrie aérospatiale occupent une place centrale. Vous vous posez peut-être beaucoup de questions à ce sujet, mais lorsque vous comprenez vraiment le fonctionnement d'un circuit imprimévous comprendrez et accepterez ce fait. Les avions, les satellites, les drones et autres systèmes avioniques n'existeraient pas s'ils étaient encore connectés à l'aide de composants et de technologies anciens. Les circuits imprimés utilisés dans l'industrie aérospatiale sont qualitativement différents de ceux utilisés dans notre vie quotidienne, car il s'agit de produits plus petits et plus complexes. Ce type de circuit imprimé est souvent très difficile à fabriquer et il est impossible de le faire sans l'aide d'un professionnel. Entreprise de PCBA.

Tout d'abord, des exigences strictes sont imposées quant au nombre de couches du circuit imprimé. Alors que l'électronique grand public nécessite généralement des circuits imprimés comportant jusqu'à 10 couches, l'industrie aérospatiale exige des dispositifs beaucoup plus complexes et fiables. Les fabricants doivent donc mettre en œuvre plusieurs processus d'empilage pour répondre à ces applications spécifiques. Il est important de noter que chaque ajout de deux couches (car toutes les cartes multicouches ont un nombre pair de couches) augmente considérablement la complexité de la fabrication et la probabilité de défaillance.

 

En outre, comme indiqué précédemment, la fonction première d'un circuit imprimé est de servir de plate-forme pour les composants électroniques. Pour répondre aux exigences fonctionnelles des circuits imprimés utilisés dans les applications aérospatiales, il devient nécessaire d'intégrer un plus grand nombre de composants sur une carte plus petite. Cela pose des problèmes importants, car l'intégration d'un plus grand nombre de composants est intrinsèquement difficile et les circuits intégrés (CI) associés sont souvent coûteux.

Industrie militaire

PCBA utilisé dans les radars militaires

Le premier domaine d'application des circuits imprimés est l'industrie militaire, et les États-Unis les ont d'abord utilisés dans les magnétophones militaires. Avec les progrès de la technologie militaire visant à répondre aux besoins changeants des clients, de plus en plus d'équipements intègrent une technologie informatisée avancée. En revanche, la technologie SMT ordinaire s'est avérée difficile à satisfaire les exigences des circuits imprimés militaires. Ils requièrent les propriétés électriques et mécaniques inhérentes aux emballages souples et rigides-flexibles et, par conséquent, ces types d'emballages électroniques peuvent résister à des milliers de livres de gravité sans défaillance.

Pourquoi les circuits imprimés sont-ils privilégiés par l'industrie de la fabrication électronique ?

Les circuits imprimés existent depuis près de 100 ans. Non seulement les circuits imprimés n'ont montré aucun signe de nécessité de remplacement au cours de ces longues années, mais ils ont été utilisés de plus en plus largement. Dans l'industrie de la fabrication électronique, le circuit imprimé en tant que support de composants électroniques présente des avantages uniques :

  • Haute densité : Le développement des circuits imprimés a toujours suivi l'évolution de la société. Avec la dépendance des êtres humains à l'égard des dispositifs électroniques miniatures, les circuits imprimés affichent une tendance à la haute densité. Avec les progrès de l'intégration des circuits intégrés et le développement de la technologie d'assemblage, la densité des composants électroniques des circuits imprimés a atteint son apogée.
  • Grande fiabilité : Le processus de production et d'assemblage est très complexe. Pendant toute la durée du Processus de fabrication des PCBLe fabricant doit donc effectuer de nombreux tests. Prenons l'exemple d'une entreprise de PCBA clé en main comme FS Technology. En plus des tests les plus élémentaires inspection manuelle et Inspection AOINous devons également effectuer une série de tests de vieillissement, de tests fonctionnels, etc. La durée de vie des cartes de circuits imprimés de l'usine FS Technology peut atteindre 20 ans.
  • Possibilité de conception : Le champ d'application des produits électroniques est très vaste. Outre les téléphones portables et les montres utilisés dans la vie quotidienne, il existe de nombreux produits électroniques destinés à des environnements à haute température, à haute pression et humides. Pour les différents domaines d'application, l'aptitude à la conception des circuits imprimés est la condition préalable pour que les produits électroniques puissent répondre aux différents besoins des différents scénarios.
  • Productivité : L'usine de circuits imprimés adopte un modèle de gestion moderne, grâce à une gestion stricte de la qualité et à des moyens techniques professionnels, afin de mettre en place un processus de production normalisé, assemblage à grand volumeLes produits sont fabriqués à l'aide d'une technologie de pointe et d'une production mécanisée entièrement automatique. Cela permet de garantir la constance de la qualité des produits.
  • L'assimilabilité : L'usine clé en main est équipée des technologies SMT et THT, qui permettent d'effectuer l'assemblage standardisé de divers composants sur des cartes nues, ainsi que l'assemblage par lots automatisé et à grande échelle. En ce qui concerne l'atelier d'assemblage de FS Technology, outre 7 lignes de production SMT entièrement automatiques, nous pouvons également réaliser des assemblages manuels enfichables et mixtes. Même pour les commandes d'assemblage DIP à grand volume, nous pouvons également réaliser un processus automatisé d'assemblage de PCB à trous traversants.
  • La maintenabilité : Les produits finis PCBA sont de conception standardisée et produits à grande échelle, de sorte que même si le système tombe en panne, l'entreprise clé en main peut rapidement, facilement et avec souplesse remplacer vos produits et remettre rapidement le système en bon état de fonctionnement.

Quels sont les types de circuits imprimés ?

Les circuits imprimés peuvent être classés de différentes manières : nombre de couches, dimensions, matériaux, fonctions, etc. Dans cet article, FS Technology explique principalement la signification des circuits imprimés dans les produits électroniques. Nous les classerons donc en fonction du nombre de couches, afin que vous puissiez facilement comprendre la signification des circuits imprimés. les types de circuits imprimés.

Couche unique

Il s'agit du type de PCB le plus basique et le plus simple. Après l'assemblage de la carte nue par une entreprise de PCBA clé en main, les composants électroniques sont concentrés sur une face de la carte et les fils sur l'autre. Étant donné que les PCB à une face sont soumis à de nombreuses restrictions sévères en matière de conception de circuits, ce type de carte est plus susceptible d'apparaître au début du développement des cartes de circuits imprimés.

Qu'est-ce qu'un circuit imprimé monocouche ?

Double couche

Il s'agit d'un type de circuit imprimé dont le câblage se trouve sur les deux faces. Étant donné que des fils sont nécessaires des deux côtés de la carte, nous devons construire des ponts pour eux - les vias. Les vias sont de petits trous dans le circuit imprimé qui sont recouverts de métal et qui relient les fils des deux côtés du circuit imprimé. Le circuit imprimé double face résout le problème de l'entrelacement des fils lorsque les fabricants fabriquent des circuits imprimés simple face, et il est utilisé pour des circuits plus complexes que le circuit imprimé simple face.

Qu'est-ce qu'un circuit imprimé double couche ?

Multicouche

Ce type de circuit imprimé est plus difficile à fabriquer et sa difficulté et son prix peuvent augmenter avec le nombre de couches. PCB multicouche Les circuits imprimés multicouches sont constitués de plusieurs cartes à une ou deux faces qui forment les couches internes d'un circuit imprimé multicouche grâce à la technologie de laminage. Par rapport aux deux premiers types de PCB, les cartes multicouches permettent de réaliser une plus grande surface de câblage et sont donc largement utilisées dans une grande variété de produits électroniques. Le nombre de couches du circuit imprimé multicouche peut n'être affiché que comme un nombre pair en raison de la méthode de laminage, ce qui est une erreur que de nombreuses personnes qui ne comprennent pas les circuits imprimés commettent lors de la planification.

Qu'est-ce qu'un circuit imprimé multicouche ?

Historique du développement des PCB

On peut dire que le développement des circuits imprimés a été très rapide. À l'époque, l'homme ne savait pas ce qu'était un circuit imprimé, et il a fallu un siècle pour que les circuits imprimés deviennent le cœur de l'industrie électronique. Avant l'avènement des circuits imprimés, les connexions électriques entre les composants des circuits imprimés étaient réalisées à l'aide de fils encombrants. Cette ancienne méthode de connexion ne gaspille pas seulement du matériel, mais complique également les connexions entre les lignes. Les histoire des circuits imprimés est le suivant.

  • 1925s : L'inventeur américain Charles Ducas a breveté le premier circuit en appliquant au pochoir un matériau conducteur sur une plaque plane.
  • 1936s : Paul Eisler réalise le premier circuit imprimé pour une radio militaire.
  • 1943s : Eisler a gravé des circuits dans une feuille de cuivre sur un substrat non conducteur renforcé de verre.
  • 1944s : Le Royaume-Uni et les États-Unis coopèrent pour la première fois dans le domaine des armes militaires.
  • 1948s : Afin de populariser le PCB et de l'appliquer à la vie quotidienne, les États-Unis ont été les premiers à divulguer la technologie du PCB.
  • 1950s : Les transistors sont introduits sur le marché de l'électronique afin de réduire la taille des produits électroniques. Cette évolution facilite l'intégration des circuits imprimés et améliore la sécurité des produits électroniques.
  • Années 1950-1960 : Le circuit imprimé double face est introduit, avec les composants électroniques d'un côté et l'impression du logo de l'autre. Des feuilles de zinc sont incorporées dans la conception du circuit imprimé et sont dotées de matériaux et de revêtements résistants à la corrosion pour éviter la dégradation.
  • 1960s : Les circuits imprimés HDI sont réalisés et les circuits intégrés sont introduits dans la conception électronique. Cette évolution permet à la carte PCB nue de contenir des milliers de composants électroniques, ce qui améliore considérablement la puissance, la vitesse et la sécurité de l'équipement électronique. Les fabricants programment les fonctions requises dans des puces plus petites par le biais de Programmation des circuits intégrésLe nombre de composants de la carte de circuit imprimé est ainsi réduit, ce qui permet de diminuer la taille de la carte PCBA. L'homme est confronté à une nouvelle difficulté : comment rendre la soudure plus résistante.
  • 1970s : Le PCB est rebaptisé PWB. Comme l'acronyme des circuits imprimés est le même que celui des PCB, une substance chimique nocive pour l'environnement, cette confusion est source d'incompréhension pour le public et d'inquiétudes pour la santé de la communauté.
  • Années 1970-1980 : Les masques de soudure nouvellement développés en matériaux polymères minces deviennent la méthode de fabrication standard pour les circuits imprimés. Un revêtement polymère photo-imageable a ensuite été mis au point, qui peut être appliqué directement sur les circuits, séché et modifié par exposition pour augmenter encore la densité des circuits.
  • 1980s : Une nouvelle technologie d'assemblage appelée technologie de montage en surface est mise au point. Cette technique de soudure directe sur de petites pastilles du circuit imprimé, sans trous, devient rapidement la norme dans la fabrication des circuits imprimés. Composants SMD gagnent rapidement en popularité, deviennent la norme industrielle et s'efforcent de remplacer les composants à trous traversants, en augmentant à nouveau la puissance fonctionnelle, les performances et la fiabilité, et en réduisant les coûts de fabrication de l'électronique.
  • 1990s : La conception informatisée automatise de nombreuses étapes de la conception des circuits imprimés et facilite des conceptions de plus en plus complexes en utilisant des composants plus petits et plus légers.
  • 2000s : Les circuits imprimés sont devenus plus petits et plus légers, avec des couches plus nombreuses et plus complexes. Les circuits multicouches et flexibles permettent de multiplier les fonctions opérationnelles des appareils électroniques, et les circuits imprimés sont de plus en plus petits et de moins en moins chers.

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