L'avènement des PCB multicouches

Historiquement, les circuits imprimés se caractérisaient principalement par leur structure monocouche ou bicouche, ce qui limitait leur adéquation aux applications haute fréquence en raison de la détérioration du signal et des interférences électromagnétiques (EMI). Néanmoins, l'introduction des circuits imprimés multicouches a permis des avancées notables en matière d'intégrité du signal, d'atténuation des interférences électromagnétiques (EMI) et de performances globales.

Les circuits imprimés multicouches (figure 1) sont constitués de nombreuses couches conductrices séparées par des substrats isolants. Cette conception permet une transmission sophistiquée des signaux et des plans d'alimentation.

Les circuits imprimés multicouches (PCB) se distinguent de leurs homologues monocouches ou bicouches par la présence de trois couches conductrices ou plus, séparées par un matériau isolant, communément appelé couches diélectriques. L'interconnexion de ces couches est facilitée par des vias, de minuscules passages conducteurs facilitant la communication entre les différentes couches. La conception complexe des PCB multicouches permet une plus grande concentration de composants et des circuits complexes, ce qui les rend indispensables aux technologies de pointe.

Les circuits imprimés multicouches présentent généralement une grande rigidité en raison de la difficulté inhérente à la réalisation de plusieurs couches au sein d'une structure flexible. Les connexions électriques entre les couches sont établies grâce à l'utilisation de plusieurs types de vias (figure 2), notamment des vias borgnes et enterrés.

Cette configuration implique la pose de deux couches à la surface afin d'établir une connexion entre le circuit imprimé (PCB) et l'environnement extérieur. En général, la densité des couches sur les circuits imprimés (PCB) est uniforme. Cela est principalement dû à la sensibilité des nombres impairs aux problèmes tels que la déformation.

Le nombre de couches varie généralement en fonction de l'application spécifique, se situant généralement entre quatre et douze couches.
En règle générale, la majorité des applications nécessitent un minimum de quatre et un maximum de huit couches. À l'inverse, les applications comme celles des smartphones utilisent majoritairement un total de douze couches.

Principales applications

Les circuits imprimés multicouches sont utilisés dans une large gamme d'applications électroniques (figure 3), notamment :

● L'électronique grand public, où les circuits imprimés multicouches jouent un rôle fondamental en fournissant l'alimentation et les signaux nécessaires à une large gamme de produits tels que les smartphones, les tablettes, les consoles de jeux et les appareils portables. Les appareils électroniques élégants et portables dont nous dépendons au quotidien sont attribués à leur conception compacte et à leur forte densité de composants.

●Dans le domaine des télécommunications, l'utilisation de circuits imprimés multicouches facilite la transmission fluide des signaux vocaux, de données et vidéo sur les réseaux, garantissant ainsi une communication fiable et efficace

Les systèmes de contrôle industriels dépendent fortement des circuits imprimés multicouches (PCB) en raison de leur capacité à gérer efficacement des systèmes de contrôle complexes, des mécanismes de surveillance et des procédures d'automatisation. Les panneaux de commande des machines, la robotique et l'automatisation industrielle en dépendent comme système de support fondamental.

●Les circuits imprimés multicouches sont également pertinents pour les dispositifs médicaux, car ils sont essentiels pour garantir précision, fiabilité et compacité. Les équipements de diagnostic, les systèmes de surveillance des patients et les dispositifs médicaux vitaux sont fortement influencés par leur rôle important.

Avantages et bénéfices

Les circuits imprimés multicouches offrent plusieurs avantages et bénéfices dans les applications haute fréquence, notamment :

● Intégrité du signal améliorée : Les circuits imprimés multicouches facilitent le routage à impédance contrôlée, minimisant ainsi la distorsion du signal et garantissant une transmission fiable des signaux haute fréquence. La faible interférence des circuits imprimés multicouches améliore les performances, la vitesse et la fiabilité.

● EMI réduites : en utilisant des plans de masse et d'alimentation dédiés, les circuits imprimés multicouches suppriment efficacement les EMI, améliorant ainsi la fiabilité du système et minimisant les interférences avec les circuits voisins

●Conception compacte : avec la capacité d'accueillir davantage de composants et des schémas de routage complexes, les circuits imprimés multicouches permettent des conceptions compactes, cruciales pour les applications à espace restreint telles que les appareils mobiles et les systèmes aérospatiaux.

●Gestion thermique améliorée : les circuits imprimés multicouches offrent une dissipation thermique efficace grâce à l'intégration de vias thermiques et de couches de cuivre stratégiquement placées, améliorant la fiabilité et la durée de vie des composants haute puissance.

● Flexibilité de conception : la polyvalence des circuits imprimés multicouches permet une plus grande flexibilité de conception, permettant aux ingénieurs d'optimiser les paramètres de performance tels que l'adaptation d'impédance, le délai de propagation du signal et la distribution d'énergie.