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Si vous commencez à travailler avec les PCB et les FPCB, vous devez vous poser de nombreuses questions sur les PCB, pourtant ce sont des composants vitaux des appareils que nous utilisons dans nos maisons.

Les PCB ont permis aux ingénieurs de connecter les composants d'un circuit de manière plus organisée, éliminant ainsi le besoin d'avoir de nombreux fils qui se croisent, ce qui peut entraîner des accidents.

Notez que la technologie moderne permet une production à grande échelle, ce qui réduit considérablement les coûts. Cet article vous présente pour en savoir plus sur les PCB, le matériau utilisé dans leur fabrication, le prix et le processus qu'ils subissent.

Table des matières

Chapitre 1Qu'est-ce qu'un PCB et comment est-il fabriqué ?

Chapitre 2Introduction aux principes de base des PCB double face

Chapitre 3Épaisseur du cuivre des PCB

Chapitre 4 PCB du dissipateur de chaleur - Les règles que vous devez connaître

Chapitre 5Répartition des coûts de fabrication

Chapitre 6Conclusion

Sur les fondamentaux des PCB pour les débutants, si vous commencez à travailler avec les PCB et les FPCB, vous devez vous poser de nombreuses questions sur les PCB, mais ce sont des composants essentiels des appareils que nous utilisons dans nos maisons.

Les PCB ont permis aux ingénieurs de connecter les composants d'un circuit de manière plus organisée, éliminant ainsi le besoin d'avoir de nombreux fils qui se croisent, ce qui peut entraîner des accidents.

Notez que la technologie moderne permet une production à grande échelle, ce qui réduit considérablement les coûts. Cet article vous présente pour en savoir plus sur les PCB, le matériau utilisé dans leur fabrication, le prix et le processus qu'ils subissent.

Qu'est-ce qu'un PCB et comment est-il fabriqué ?

Une carte de circuit imprimé (PCB) fait référence à une carte en fibre de verre, en matériaux stratifiés ou en époxy composite, qui possède des voies conductrices qui se connectent à différents composants tels que des résistances, des transistors et des circuits intégrés.

Il supporte et connecte des composants électriques via des pistes conductrices ou des plots. Les composants électroniques sont soudés sur les PCB pour exécuter certaines fonctions spécifiques.

Figure 1 Carte PCB

Le substrat PCB

Nous avons un flexible. Les PCB et FPCB sont constitués de couches de matériaux, y compris le matériau de base (appelé substrat), qui détermine si un PCB est rigide ou WellPCB propose des contrôleurs de moteur à courant continu sur les marchés nationaux et internationaux. De plus, le substrat utilisé détermine la plage de température que votre PCB peut supporter.

Le substrat est souvent fabriqué en étalant directement le matériau, en le pulvérisant avec de la résine époxy et en le roulant plusieurs fois jusqu'à une épaisseur acceptable. Une autre considération critique est la permittivité/perméabilité du PCB. Cette fonctionnalité est essentielle lors de la conception de cartes pour les appareils avec des signaux haute fréquence.

Le Cuivre

Pour qu'une carte de circuit imprimé fonctionne, elle doit avoir une seule couche ou plusieurs couches de cuivre. Les fabricants peuvent choisir de placer la couche de cuivre sur le dessus ou sur les deux côtés du substrat. Il est également possible d'avoir plusieurs couches qui alternent entre le matériau du substrat et le cuivre.

Nous avons beaucoup de PCB avec de nombreuses couches de cuivre. Certains d'entre eux ont plus de 16 couches de cuivre.

Habituellement, l'épaisseur du cuivre est plus mince que le substrat utilisé. Le rôle principal du cuivre est de transporter les électrons d'un point à un autre. Les fabricants lient le cuivre au substrat en appliquant une combinaison de chaleur et de pression.

Ce processus de liaison sécurise la liaison entre le cuivre et le substrat. Ce processus le rend résistant à la rupture pendant le processus de forage. Le cuivre fait également partie des matériaux qu'il peut récupérer grâce à un processus de recyclage.

Le masque de soudure PCB

Une fois que le substrat et les couches de cuivre ont été fusionnés, il est nécessaire que le placage soit protégé pour réduire les risques d'oxydation et de rouille du cuivre d'une manière qui pourrait endommager le PCB. Il est donc d'utiliser un masque de soudure lors de la réalisation de couches supplémentaires pour protéger le PCB.

Le substrat est généralement de couleur verte. Mais ensuite, le fabricant peut choisir n'importe quelle autre couleur en fonction de ses besoins.

Processus de fabrication de PCB

Le processus de fabrication des PCB commence par l'assemblage du matériel requis (y compris le substrat et le cuivre). Le substrat est ensuite fixé au cuivre en appliquant pression et chaleur.

Enfin, le processus implique également de créer des pistes, d'éliminer le cuivre indésirable par un processus de gravure et de tester la carte pour détecter les défauts avant la production.

Introduction aux principes de base des PCB double face

Les cartes PCB font de plus en plus partie de notre électronique quotidienne. Les cartes fournissent une interface sur laquelle elles peuvent souder des composants.

Les PCB peuvent être simples, doubles ou multicouches. Les cartes PCB simple face sont bon marché, mais elles ne peuvent pas être déployées dans des situations complexes. Cela a obligé les fabricants à concevoir et fabriquer des circuits imprimés double face pouvant être utilisés dans des boîtiers à haute densité et complexes.

2.1 Qu'est-ce qu'un PCB double face

Figure 2 Circuit imprimé double face

Un circuit imprimé double face est un type de circuit imprimé qui offre aux ingénieurs la possibilité d'interconnecter des circuits et des composants de chaque côté de la carte. Il permet à l'utilisateur d'avoir des composants soudés à la fois sur le dessous et sur le dessus du PCB. Ils permettent aux fabricants de concevoir des panneaux complexes pouvant accueillir plus de fonctionnalités pour une utilisation dans des situations difficiles.

En plus de fournir une flexibilité d'interconnexion, les cartes éliminent également les interférences électromagnétiques. Cette capacité rend la conception de circuits complexes beaucoup plus facile. Les PCB double face ont également permis d'utiliser des PCB dans des applications de haute technologie.

Permettre le routage de la couche supérieure et le traçage vers la couche inférieure a rendu les PCB plus précieux qu'auparavant.

2.2 Avantages des PCB double face

Les circuits imprimés double face offrent aux ingénieurs plus de flexibilité. Ils abritent également l'augmentation des densités de circuit au fil du temps. Ces facteurs ne s'appliquent pas aux ingénieurs travaillant sur des PCB à simple face. Les PCB à simple face ont un espace limité pour s'adapter aux composants.

Deuxièmement, les PCB double face sont aujourd'hui moins chers et ne pèsent pas beaucoup sur votre budget quotidien.

Enfin, étant donné que plus de pièces peuvent être peuplées dans une zone plus petite, les PCB double face sont de petite taille et peuvent être utilisés pour fabriquer des appareils plus petits.

Épaisseur du cuivre PCB

Les cartes PCB permettent la circulation du courant entre les composants. Pour ce faire, ils s'assurent que les routes sur le PCB ne se chevauchent pas et qu'il y a suffisamment d'espace entre elles.

Le chevauchement des fils peut provoquer des courts-circuits et, par conséquent, l'utilisation d'une carte PCB avec une épaisseur de cuivre suffisante élimine ce problème. En règle générale, l'épaisseur du cuivre des PCB est mesurée en onces et détermine si les cours peuvent faire le travail pour lequel ils sont conçus ou non.

Figure 3 Épaisseur de cuivre PCB

3.1 Épaisseur du cuivre du circuit imprimé

L'épaisseur du cuivre fait donc référence aux résultats que vous obtenez lorsque 1 oz de cuivre est compressé sur une surface d'un pied carré. du PCB. Lors de la conception d'un PCB, les ingénieurs doivent convertir des onces en moulins pour les aider à créer le PCB.

La figure 2 donne un aperçu de ce à quoi ressemblent les couches de cuivre et de PCB sous la forme de différentes couches.

3.2 Conception de rails en cuivre

Les ingénieurs doivent toujours rester vigilants lors de la conception de PCB. Ils doivent s'assurer que l'épaisseur du circuit imprimé est suffisante pour répondre à tout ce dont un circuit a besoin.

En tant qu'ingénieur, vous devez garder l'épaisseur à 1 oz. Pour s'assurer que le PCB peut supporter la quantité de courant spécifiée qui doit le traverser.

Les circuits qui nécessitent plus de courant doivent voir leur épaisseur de cuivre augmentée pour minimiser la résistance. Les ingénieurs PCB peuvent effectuer le calcul pour déterminer la quantité d'épaisseur de cuivre nécessaire lors de la conception d'un circuit pour remplir une fonction spécifique.

L'épaisseur du cuivre peut parfois affecter le coût de la carte PCB. De plus, l'épaisseur du cuivre détermine la facilité avec laquelle le concepteur peut éliminer l'excès de cuivre en gravant le PCB.

Ainsi, les concepteurs de PCB doivent évaluer l'épaisseur avant de concevoir un PCB destiné à une application spécifique.

Dissipateur de chaleur PCB :les règles que vous devez connaître

Au fur et à mesure que la technologie PCB progresse, de nouveaux défis apparaissent et les ingénieurs doivent donc travailler 24 heures sur 24 pour surmonter les difficultés.

La génération de chaleur qui entraîne une augmentation des températures sur les cartes est un problème que la plupart des ingénieurs s'efforcent de surmonter. Ce défi a obligé les concepteurs à sortir des sentiers battus et à trouver des moyens de minimiser la génération de chaleur et les pertes électriques.

L'invention des dissipateurs thermiques est l'une de ces tentatives pour réguler les températures des circuits. Les dissipateurs thermiques aident à répartir la chaleur uniformément et à minimiser les températures concentrées excessives.

Par exemple, dans les circuits qui impliquent des microprocesseurs à grande vitesse, beaucoup de chaleur est dissipée. Sans dissipateurs thermiques pour absorber la chaleur, des températures élevées peuvent endommager le composant.

Les circuits intégrés, en particulier, génèrent beaucoup de chaleur et nécessitent des dissipateurs thermiques pour absorber et canaliser l'excès de chaleur.

Figure 4 Dissipateur de chaleur

4.1 Dissipateurs de chaleur métalliques

Ce type de dissipateur thermique peut être fixé à une carte en le serrant avec une vis à travers le trou. Le dissipateur thermique peut être collé sur le corps à l'aide d'époxy ou même de ruban thermique dans certains autres cas.

Lorsque le dissipateur est livré avec des ressorts et des clips, il est possible de l'emboîter dans le composant qui chauffe.

Notez qu'un dissipateur thermique sur les PCB joue un rôle essentiel, principalement lorsqu'un PCB est utilisé dans des circuits avec un flux de courant massif. Par exemple, les semi-conducteurs discrets tels que les IGBT, les TRIACS et les MOSFET génèrent beaucoup de chaleur, qui doit sortir du PCB (souvent via un dissipateur thermique).

4.2 Composants SMD avec dissipateur thermique intégré

Nous avons beaucoup de composants SMD qui sont livrés avec des dissipateurs thermiques intégrés. Ces membres comprennent les PMIC et les MOSFET. Ces appareils ont un dissipateur thermique intégré attaché à un circuit, puis connecté à un drain.

4.3 Considérations relatives à la conception thermique du circuit imprimé du dissipateur de chaleur

D'après les discussions ci-dessus, il est évident que les dispositifs d'alimentation doivent avoir une disposition de PCB et un ou des dissipateurs thermiques appropriés pour prendre en charge les problèmes thermiques qui peuvent survenir lorsque le dispositif est en cours d'utilisation.

4.4 Consignes de conception à prendre en compte lors de l'utilisation de dissipateurs thermiques

• Pour qu'un dissipateur thermique puisse dissiper un watt de puissance à une température d'environ 40℃, il doit avoir une section transversale de 2,4 in2. Si un ventilateur de refroidissement externe est utilisé, les valeurs sont réduites à environ 1,2 in2 par watt.

• Si les deux méthodes proposées ne fonctionnent pas, il est recommandé d'utiliser des dissipateurs thermiques génériques.

De plus, cela prolongera le cuivre jusqu'aux bords de la planche. • Notez que les paramètres ci-dessus supposent que les couches de cuivre seront généralement associées à des composants qui génèrent de la chaleur. L'argument implique alors que la couche de cuivre se comportera comme la couche thermique de votre PCB.

• Lorsque plus d'un composant générant beaucoup de chaleur doit être utilisé sur le circuit imprimé, il est recommandé de les placer à quelques centimètres l'un de l'autre. Il permet au PCB d'être chauffé uniformément.

• Le transfert de chaleur est toujours plus élevé lorsque le PCB a plus de vias. Les vias sont en contact thermique avec les parties du composant qui génèrent de la chaleur.

• Dans le cas d'applications à forte puissance, il est recommandé d'envisager l'utilisation de PCB avec un poids de cuivre accru entre les plans.

Répartition des coûts de fabrication

L'assemblage et la production de PCB est une activité fastidieuse qui implique de nombreuses étapes. Cela implique les processus de collecte des matériaux, de leur préparation et de leur fabrication en PCB.

Cela implique également de graver les PCB, de les stratifier, de les percer et de les emballer. Chacune de ces étapes a son coût, constitué du coût total de fabrication des PCB, qu'elle doit inclure dans le prix de vente final.

Comment faire une ventilation des coûts de fabrication de PCB à partir de chaque pièce ?

5.1 Le coût du matériel

Figure 5 Matériaux PCB

Le coût des matières premières est le principal facteur qui détermine le prix final des PCB. Pour comprendre le coût de fabrication, nous devons tenir compte des couches d'un PCB, du matériau utilisé pour sa fabrication et de la taille du PCB.

L'or, le nickel, le cuivre, l'argent, la fibre de verre, le plomb, la résine époxy et divers produits chimiques sont des matériaux qu'il doit utiliser dans la fabrication des PCB. Vous devez également estimer le nombre de composants à assembler.

De plus, le type de PCB à assembler est critique car il aide à déterminer le coût final du PCB. Par exemple, fabriquer un PCB double face est plus coûteux qu'un PCB simple face.

Les PCB double face utilisent plus de soudure et nécessitent que vous utilisiez la programmation de la machine SMT. Ces exigences augmentent le coût de ces PCB. De même, la fabrication de PCB multicouches est plus coûteuse que la production de PCB double face.

Notez que les éléments essentiels qui augmentent le coût des PCB ne se limitent pas seulement au prix du matériau, mais également à l'épaisseur des PCB, à l'impédance avec laquelle ils doivent être fournis et au diamètre des trous.

Le coût doit également inclure les composants, transporter la distance PCB. D'autres facteurs périphériques doivent entrer en jeu lors du calcul de la valeur des PCB.

L'épaisseur du cuivre utilisé est l'un des facteurs qui influent sur le coût de production. L'utilisation de cuivre épais augmente l'impédance et permet aux PCB d'être déployés dans des zones qui nécessitent plus de courant.

D'autres facteurs externes tels que l'énergie, l'eau et le coût du transport peuvent augmenter le coût de production. Ils doivent également être inclus dans le calcul du coût de production des PCB.

5.2 Coût de la main-d'œuvre

Notez que le coût de la main-d'œuvre est également essentiel pour déterminer le prix final de fabrication des PCB. Les fabricants devront également inclure d'autres frais généraux dans le coût final des BPC. Ces coûts sont les dépenses de la main-d'œuvre travaillant à la fabrication d'un PCB.

Il doit tenir compte du coût de l'équipement, de la sécurité, de l'éclairage, de l'eau et d'autres petits frais généraux pour déterminer le coût final de production de chaque PCB.

D'autres frais généraux supplémentaires tels que le traitement du système d'eaux usées, les approbations, le zonage et les permis devraient également faire partie de la facturation des BPC.

5.3 Taille du conseil

Un panneau est l'une des matières premières essentielles utilisées dans la production de cartes de circuits imprimés. La taille du panneau utilisé est nécessaire lors du calcul du coût global d'un PCB. Les planches qui occupent une surface de panneau inférieure coûteront moins cher. De plus, ceux qui utilisent des panneaux mieux ajustés seront moins coûteux.

5.4 La quantité de pièces produites

La quantité de pièces nécessaires est critique car elle détermine la méthode de production à utiliser. La production de masse de PCB implique l'utilisation de processus efficaces et automatisés qui réduisent considérablement les coûts.

5.4 Délai

Le délai de livraison est le temps qu'il faut pour fabriquer un PCB. Nous pouvons fournir à la fois un service de livraison régulier et un service express; Les planches accélérées peuvent être expédiées dans les 24 à 48 heures. Vous pouvez choisir un service adapté en fonction de votre emploi du temps.

Nous faisons souvent de notre mieux pour faire la ventilation des coûts de fabrication des PCB sans compromettre notre qualité.

Le délai de livraison de notre usine est également assuré.

Nous avons d'autres guides ultimes pour réduire les coûts des PCB. Si vous êtes intéressé, vous pouvez les consulter ici.

Conclusion

Après vous avoir expliqué ce que sont les PCB et certains des facteurs qui déterminent le coût final des PCB, je parie que vous êtes maintenant mieux placé pour passer votre commande de PCB. Nous avons simplifié ce processus. Visitez simplement wellpcb.com et passez une commande en ligne.

Veuillez noter que sans remarques particulières, tous les prix que nous avons indiqués sont basés sur la livraison standard. Donc, vous devez indiquer notre système de devis en ligne ou nous contacter pour une commande accélérée. Ce faisant, votre commande sera traitée comme une demande prioritaire. (Veuillez noter que nos produits actuels auront une incidence sur le temps, appelez-nous si le temps presse).

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Technologie et expérience de fabrication de PCB, aidant de nombreux clients à résoudre des problèmes. WellPCB, enregistrée en Australie, est une filiale d'Uniwell Circuits Co., Ltd, qui possède deux usines de PCB modernes, fondées en avril 2007. Si vous êtes intéressé, vous pouvez visiter notre page d'accueil.

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