Choisir une épaisseur de PCB incorrecte peut endommager votre circuit imprimé. Cette erreur entraîne des défaillances mécaniques et des problèmes de connexion. Comprendre les épaisseurs standard permet d'éviter les catastrophes de conception.
L'épaisseur standard la plus courante pour les PCB est de 1,57 mm (0,062 pouce), dérivée de matériaux anciens comme le contreplaqué. D'autres normes incluent 1,0 mm pour les composants légers et 2,36 mm pour les équipements industriels. Des cartes plus épaisses seront nécessaires pour les composants lourds ou les applications haute puissance.
Vous connaissez maintenant les bases, mais l'épaisseur a un impact sur bien plus que les mesures. Examinons son lien avec les choix de conception concrets.
Comment choisir l'épaisseur de PCB adaptée à votre projet ?
Une épaisseur de carte inadaptée peut endommager l'assemblage de votre appareil. Les contraintes mécaniques s'accumulent et provoquent des fissures. Concentrez-vous d'abord sur ces exigences fondamentales.
Choisissez l'épaisseur en fonction de l'espace mécanique et du nombre de couches. Privilégiez la compatibilité des connecteurs et la tolérance à la courbure. Les circuits haute puissance nécessitent des cartes plus épaisses pour la dissipation thermique et la stabilité, tandis que les appareils fins permettent de gagner de la place grâce à des circuits imprimés plus fins.
Trois facteurs de sélection clés
Analysez chaque aspect de la conception séparément :
Contraintes des composants
Les dimensions physiques sont primordiales. Les circuits imprimés fins de moins de 1 mm sont adaptés aux technologies portables. Les cartes épaisses de 3 mm supportent les transformateurs lourds. Mesurez d'abord les dimensions du boîtier. L'espace disponible détermine l'épaisseur minimale. Les exigences de courbure sont également importantes. Les circuits flexibles nécessitent des cœurs plus fins.
Complexité de l'empilement des couches
Le nombre de couches modifie les besoins en épaisseur :
| Nombre de couches | Épaisseur recommandée | Raison |
|---|---|---|
| 1-2 couches | 1,0-1,6 mm | Gamme standard |
| 4-6 couches | 1,6-2,0 mm | Prévient les vides de laminage |
| 8 couches et plus | Plus de 2,36 mm | Stabilité du matériau |
Exigences de performance
La tenue en puissance varie avec l'épaisseur :
- Les cartes fines (moins de 1 mm) supportent une puissance inférieure à 5 A.
- Le standard 1,57 mm convient aux circuits de 5 à 10 A.
- Les cartes épaisses de 2,36 mm et plus supportent une puissance de 20 A et plus sans surchauffe.
La qualité du signal dépend également de l'épaisseur. Les signaux haute fréquence nécessitent un contrôle précis de l'impédance. Des diélectriques plus épais permettent une meilleure adaptation d'impédance pour les conceptions RF.
Quel est l'impact de l'épaisseur des cartes sur le coût, la puissance et les signaux ?
L'utilisation de cartes épaisses entraîne un gaspillage d'argent inutile. Le coût des matériaux augmente de 30 % à 2 mm d'épaisseur par rapport à 1,6 mm. Les cartes fines présentent des risques de surchauffe lors de l'assemblage. Vérifiez les trois zones d'impact.
Les circuits imprimés plus épais coûtent plus cher, mais supportent des charges de puissance plus élevées. Les circuits imprimés fins entraînent des problèmes d'impédance dans les circuits à haut débit. Chaque augmentation de 0,5 mm augmente le coût des matériaux de 25 % tout en améliorant les performances thermiques de 15 %.
Le triple compromis
L'épaisseur des circuits imprimés crée des compromis inévitables :
Facteurs de coût
Les dépenses en matériaux augmentent linéairement avec l'épaisseur. Les coûts de traitement augmentent également :
- Le temps de perçage double pour les circuits imprimés de 2 mm par rapport aux circuits imprimés de 1 mm
- Les cycles de laminage durent 20 % de plus
- L'utilisation de cuivre augmente de 30 % pour un poids de 57 g
| Règles de gestion de la puissance La gestion thermique dépend du volume de la carte : |
Épaisseur | Capacité thermique | Applications appropriées |
|---|---|---|---|
| 0,8 mm | Faible | Capteurs de batterie | |
| 1,57 mm | Moyen | Électronique grand public | |
| 3,0 mm | Élevé | Contrôleurs de moteur |
Changements de comportement du signal
Les pistes se comportent différemment selon la hauteur :
- Les cartes minces ont du mal à gérer l'impédance en dessous de 4 GHz.
- L'épaisseur standard maintient l'intégrité du signal jusqu'à 10 GHz.
- Les cartes épaisses déforment les signaux haut débit via les vias.
La perte de signal augmente de 0,5 dB par millimètre d'épaisseur dans les circuits RF. Les conceptions à impédance contrôlée nécessitent une épaisseur constante de ± 10 %.
Quelle est l'épaisseur d'un circuit imprimé standard à 2 couches ?
Concevoir un circuit imprimé à 2 couches ? Une épaisseur incorrecte entraîne des pannes de connecteur. Je me souviens d'un prototype qui ne s'insérait pas dans son interface. La norme évite de tels désastres.
La plupart des circuits imprimés à deux couches utilisent une épaisseur de 1,57 mm (0,062"). Cette épaisseur correspond aux profondeurs de connecteurs universelles, comme les emplacements PCIe. D'autres épaisseurs sont disponibles, notamment 1,0 mm pour les appareils portables et 2,0 mm pour les convertisseurs de puissance nécessitant une rigidité accrue.
Pourquoi le 1,57 mm domine-t-il ?
Plusieurs facteurs contribuent à maintenir cette norme :
Écosystème de fabrication
Plus de 90 % des fabricants stockent des matériaux de 1,57 mm. Les lignes de production calibrent les machines pour cette épaisseur. Les écarts entraînent des retards de fabrication et des coûts supplémentaires.
Considérations mécaniques
Les cartes fines de 1,0 mm fléchissent lors du soudage. Les options plus épaisses de 2,0 mm gaspillent de la matière. La norme de 1,57 mm équilibre :
- Support du poids des composants
- Stabilité du processus d'assemblage
- Compatibilité des connecteurs
| Quand s'écarter Sélectionner des alternatives pour les cas particuliers : |
Épaisseur | Cas d'utilisation | Avantage |
|---|---|---|---|
| 1,0 mm | Trackers portables | Gain de place | |
| 2,0 mm | Machines à fortes vibrations | Résistance aux vibrations | |
| 1,57 mm | Appareils à usage général | Rentabilité |
Les connecteurs de bord exigent un contrôle strict de l'épaisseur. Les emplacements PCIe ne tolèrent qu'une variation de ± 0,1 mm. Vérifiez les spécifications de l'interface avant de choisir des options non standard.
Conclusion
L'épaisseur du circuit imprimé a un impact sur le coût, les performances et la fiabilité. La valeur par défaut est de 1,57 mm pour la plupart des projets. Ne choisissez des alternatives que si des exigences particulières l'exigent.
