Lorsque nous parlons de PCB, vous connaissez peut-être plusieurs types de cartes de circuits imprimés. L'un des PCB les plus courants est le PCB à 2 couches. Il a deux couches de feuille de cuivre, qui sont séparées par un matériau diélectrique. Dans cet article, nous vous montrerons tout ce que vous devez savoir sur les PCB à 2 couches. Plongeons dedans !
Qu'est-ce qu'un PCB à 2 couches
PCB à 2 couches, également connu sous le nom de PCB double face, est une carte de circuit imprimé recouverte de cuivre des deux côtés, en haut et en bas. Il y a des motifs de circuit des deux côtés et sont connectés par les trous via au milieu. Les vias sont de petits trous métallisés sur le circuit imprimé qui peuvent être connectés à des fils des deux côtés, de sorte que les fils puissent être entrelacés. C'est-à-dire qu'il y a des câblages des deux côtés et que les composants peuvent être soudés à l'avant ou à l'envers. Les PCB à 2 couches sont également le type de PCB le plus économique à fabriquer.
La carte de circuit imprimé double face résout la difficulté du câblage échelonné dans la carte simple face (elle peut être conduite de l'autre côté à travers le trou), et elle est plus adaptée pour une utilisation dans des circuits plus compliqués que la carte simple face.
Épaisseur de carte PCB de 2 couches
Un circuit imprimé à 2 couches peut avoir une épaisseur comprise entre 0.010" et 0.060". L'épaisseur standard de l'épaisseur du circuit imprimé à 2 couches est de 1.6 mm. Nous nous attendons à ce que la fabrication de PCB ait des noyaux recouverts de cuivre et que l'épaisseur totale du cuivre et du matériau FR4 soit égale à 1.6 mm.
De plus, l'épaisseur de la carte dépendra du matériau diélectrique que vous utilisez et de la taille des composants montés sur la carte. De plus, plus la carte est épaisse, mieux elle réduit la diaphonie entre les traces de signal.
Empilement PCB 2 couches
Le 2 couches Empilement de PCB contient 1 couche supérieure et 1 couche inférieure.
Le circuit imprimé à 2 couches a une couche interne qui est également une couche de cuivre. Et c'est là que se trouvent la plupart des vias. De plus, les vias sont les minuscules petits trous qui relient les couches supérieure et inférieure ensemble. Plus important encore, ils permettent aux signaux électriques de circuler d'une couche à l'autre.
couches de signal
Il y a deux couches de signal sur la carte double couche, qui sont la couche supérieure et la couche inférieure. La couleur de la couche supérieure est rouge par défaut. On peut voir quelques tampons et traces dessus. En termes simples, les endroits rouges sont tous en cuivre. L'endroit où se trouve la peau est l'endroit où la soudure peut être attachée et peut conduire l'électricité.
Identique à la couche inférieure. Les endroits de couleur bleue peuvent être étamés et conducteurs.
couche de puissance
La couche d'alimentation que nous utilisons pour distribuer l'alimentation aux différentes parties de la carte. Vous pouvez également l'utiliser comme chemin de retour pour les signaux au sol.
couche de préimprégné
La couche de préimprégné est une fine couche de matériau diélectrique. Et il peut fournir une isolation entre la couche de cuivre. En outre, il peut également fournir un support pour les couches de cuivre. La constante diélectrique de la couche de préimprégné est de 2, ce qui est inférieur à la constante diélectrique du FR-2.
couche de masque de soudure
La couche de masque de soudure est principalement utilisée pour placer des informations d'impression, telles que le contour et l'annotation des composants, divers caractères d'annotation, etc.
Règles de conception de PCB à 2 couches
De nombreuses cartes de conception de PCB à 2 couches sont créées avec des performances limitées. Habituellement, il est difficile d'acheminer un boîtier BGA comme un microprocesseur haut de gamme ou un FPGA dans une carte PCB à 2 couches. Il ne s'agit pas de cartes PCB haut de gamme, mais de plusieurs microcontrôleurs, produits et applications IoT grand public sont créés dans une carte PCB à 2 couches. La bonne chose est que la conception de ces cartes est facile si vous suivez les conseils ci-dessous.
1. Utilisez des pistes d'alimentation de 20 mils de large, des pistes de signal de 6 mils de large et un diamètre percé de 13 mils
Chaque concepteur souhaite utiliser de petites fonctionnalités sans frais supplémentaires pour obtenir le routage de la plus haute densité. Vous pouvez percevoir une trace de signaux de 6 mil de large comme étant trop petite ; cependant, il contient 1A de courant continu. Il possède également 80 milliohms/pouce dans quelque chose comme 1 oz de cuivre. Pour des pistes d'alimentation de 20 mil de large, il peut utiliser 3 A de courant continu. Il possède également 25 mOhms/pouce.
2. Chemins d'alimentation et de signal sur la première couche, composants d'acheminement et retour au sol sur la deuxième couche
Dans le cas où il y a un chemin de retour progressif dans la trace, il peut être allongé sans influencer les performances. L'astuce consiste à utiliser le chemin de retour sous une ligne. La méthode simple consiste à utiliser un plan de masse solide sous la planche.
3. Ajustement des composants pour un routage moins encombré et des traces de signal espacées
Vous pouvez envisager de router les signaux pour minimiser le croisement de ligne à ligne si vous avez le placement des éléments. Les traces possèdent une impédance de trait élevée et parce qu'elles sont situées loin du plan de retour, le croisement sera enregistré. Si les espaces sont plus rapprochés entre le signal, il y aura un croisement plus grand.
4. Faites un court trajet sur la couche inférieure. S'il est difficile de garder l'itinéraire court, incluez une sangle de retour
L'idée générale est de proposer une conception idéale et d'offrir un chemin de retour à faible impédance dans toutes les lignes de signal. Cela permet de s'assurer que l'inductance mutuelle dans le chemin de retour du signal est maintenue faible.
5. Les condensateurs de découplage doivent être placés à proximité de la broche d'alimentation IC
Utilisez le condensateur de grande taille dans un petit corps contenant une tension nominale allant jusqu'à 2 fois l'application ferroviaire requise. Un condensateur de 22 uF MLCC est normalement utilisé. La quantité de capacité dépend de l'appel de courant sur les éléments que vous découplez. Si vous ne faites pas de recherche, considérez 22 uF.
6. Si possible, créez un retour pour chaque signal numérique sur tous les connecteurs
Le bruit de commutation ou le rebond au sol est fortement contribué par plusieurs signaux allouant des broches de retour similaires. Dans plusieurs connecteurs, une ou deux broches de retour peuvent être utilisées avec plusieurs commutations de signal. Cela s'applique principalement au rebond au sol.
Avantages et inconvénients des PCB à 2 couches
Avantages
Économies de coûts: Les PCB double face sont moins chers que les conceptions à 4 couches. Cela peut vous faire économiser de l'argent, surtout si vous commandez une grande quantité.
Conception et production simplifiées : Les conceptions simples sont plus rapides à réaliser, vous pouvez donc obtenir vos PCB plus tôt. Ils sont également moins susceptibles de commettre des erreurs coûteuses lors du processus de conception ou de fabrication. Si vous devez réparer votre PCB plus tard, les cartes double face sont plus faciles à réparer que les PCB complexes à 4 couches.
Bon pour les grosses commandes : Si vous avez besoin de beaucoup de PCB, il est préférable d'utiliser des cartes à 2 couches. Ils contribuent à une fabrication plus rapide et moins chère.
Intervention rapide : Que vous ayez un grand ou un petit projet, vous pourriez avoir besoin d'un prototype rapide. Les PCB à 2 couches sont très rapides à produire par rapport aux autres types de cartes.
Inconvénients
Conception simple: Les PCB double face ont moins de fonctionnalités sophistiquées. PCB à 4 couches peuvent avoir plus de composants et d'options de routage, tandis que les PCB à 2 couches ont généralement une conception plus simple.
Vitesse plus lente et capacité inférieure : Si la vitesse est importante, plus de couches sont meilleures. Selon votre projet, 2 couches peuvent ne pas suffire pour la vitesse et la capacité dont vous avez besoin. Ajouter plus de couches, comme passer de 2 à 4, peut vous donner plus de vitesse et de capacité.
Plus gros et plus lourd : Même s'ils ont moins de couches, les PCB double face peuvent être plus gros et plus volumineux pour s'adapter à tous les composants et câbles. Si vous disposez d'un espace limité, l'ajout de couches supplémentaires est souvent un meilleur choix pour que le PCB tienne dans une petite zone.
PCB double couche VS PCB simple couche
PCB unilatéraux
Une carte simple face est le PCB le plus basique, où les pièces sont concentrées d'un côté et les fils sont concentrés de l'autre côté. Parce que les fils n'apparaissent que d'un côté, nous appelons ce type de PCB un simple face (Simple face). Parce que la carte unique a de nombreuses restrictions strictes sur le circuit de conception (car il n'y a qu'un seul côté, le câblage ne peut pas se croiser et doit faire le tour d'un chemin séparé), donc seuls les premiers circuits utilisaient ce type de carte.
PCB double face
PCB simple face les traces sont présentes sur un seul côté, tandis que les PCB double face ont des traces des deux côtés avec des couches supérieure et inférieure. Les composants et le cuivre conducteur sont montés des deux côtés d'un PCB double face, ce qui conduit à l'intersection ou au chevauchement de la trace. Les PCB double face sont les meilleurs pour réaliser circuits à haute densité qui ne nécessitent pas de soudure point à point.
PCB simple face vs PCB double face
| PCB unilatéraux | PCB double face |
| Couche de cuivre conductrice uniquement sur un côté de la carte | Couche de cuivre conductrice des deux côtés de la carte |
| Convient aux conceptions de circuits de base | Convient aux conceptions de circuits complexes |
| Développe principalement des conceptions de circuits à faible densité | Bon pour développer des conceptions de circuits à haute densité |
| Coût de fabrication réduit | Coût de fabrication plus élevé |
| La vitesse de fabrication des cartes est élevée, produisant un grand volume de PCB | La vitesse de fabrication des planches est plus lente, donc le volume de production est plus faible |
| Coût de fabrication réduit | Coût de fabrication plus élevé |
| Occupe plus d'espace | Répond aux contraintes d'espace dans la conception du circuit |
| Moins de flexibilité dans le routage des circuits | Plus de flexibilité dans le routage des circuits |
| Il n'y a pas d'intersection ou de chevauchement de traces | Il y a une intersection et un chevauchement de traces |
| Dépannage, débogage et réparation faciles | Difficile à dépanner et à réparer |
PCB double couche VS PCB 4 couches
Un circuit imprimé à 2 couches comporte deux couches de cuivre et un circuit imprimé à 4 couches comporte quatre couches de cuivre. Les couches sont laminées avec des substrats. La couche supérieure et la couche inférieure sont les couches de signal. Mais les intérieurs sont le sol et les avions de ravitaillement.
Les cartes de circuits imprimés à 4 couches sont plus puissantes que les cartes à une seule couche et les cartes à 2 couches. Mais même s'ils sont parfaits pour les projets complexes et remarquables pour leur fonctionnalité, leur coût est plus élevé que leurs homologues à 2 couches.
Différence entre PCB à 2 couches et PCB à 4 couches
Prix
Un circuit imprimé à deux couches est moins cher qu'un circuit imprimé à quatre couches. Cependant, le coût de fabrication est déterminé par le nombre d'unités que vous prévoyez de commander.
la conception et la production
Le circuit imprimé à 2 couches a une conception et une production plus faciles et il est également plus facile de réparer un circuit imprimé double face que de réparer un circuit imprimé à quatre couches.
Délai De Mise En Œuvre
les circuits imprimés double face ont un avantage sur les circuits imprimés à quatre couches et multicouches en ce qui concerne les délais. Qu'il s'agisse d'un petit ou d'un grand projet, le PCB à 2 couches prend un délai plus court pour fabriquer un prototype.
Durabilité
étant donné que la carte de circuit imprimé comporte de nombreuses couches, elle est plus durable qu'une carte de circuit imprimé à 2 couches. Même si les PCB à quatre couches sont plus petits que les circuits imprimés double face, ils sont plus substantiels.
Applications
si votre projet est complexe, les couches supplémentaires de PCB à 4 couches seront si bénéfiques. Puisqu'il est possible d'être créatif et d'ajouter des composants supplémentaires, les PCB peuvent être utilisés pour des projets complexes.
Taille poids
Les circuits imprimés à 4 couches sont petits et très légers. Ils sont plus petits et plus légers que les PCB double face car ils nécessitent moins d'espace pour le câblage et les composants.
Les cartes de circuits imprimés à 2 et 4 couches offrent différents niveaux de fonctionnalité mais sont toutes deux bénéfiques pour différents types de projets. En fin de compte, le choix entre une carte à 4 et 2 couches dépend principalement des spécifications de votre projet, de la complexité de votre circuit et du budget dont vous disposez pour votre projet.
Contactez-nous pour le service de fabrication de PCB
Pour plus d'informations sur la fabrication de PCB et l'assemblage de PCB, contactez VictoryPCB au 86-755-86339147 ou contactez-nous ici..
Blog associé
Comment utiliser un PCB prototype double face
Les caractéristiques du PCB double face et les raisons de la complexité du processus
Les étapes de fabrication complètes du PCB double face
