{"id":516,"date":"2025-09-17T06:49:22","date_gmt":"2025-09-17T06:49:22","guid":{"rendered":"https:\/\/bcpcbsz.com\/?p=516"},"modified":"2025-09-28T09:12:55","modified_gmt":"2025-09-28T09:12:55","slug":"guide-de-conception-de-circuits-imprimes-stratifies-du-choix-des-materiaux-a-la-conception-de-lempilement","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/guide-de-conception-de-circuits-imprimes-stratifies-du-choix-des-materiaux-a-la-conception-de-lempilement\/","title":{"rendered":"De la s\u00e9lection des mat\u00e9riaux \u00e0 la conception de l'empilage - Guide de conception des stratifi\u00e9s pour circuits imprim\u00e9s"},"content":{"rendered":"

1. Qu'est-ce qu'un empilement de PCB multicouche ?<\/h2>\n\n\n\n

En g\u00e9n\u00e9ral, pour la conception de cartes \u00e9lectroniques standard simple ou double face, il n'est pas n\u00e9cessaire de prendre en compte l'empilage des couches. On choisit g\u00e9n\u00e9ralement des stratifi\u00e9s dont l'\u00e9paisseur du cuivre et celle de la carte r\u00e9pondent aux exigences de conception pour la fabrication directe. Cependant, pour les cartes \u00e9lectroniques \u00e0 quatre couches ou plus, la conception de l'empilage a un impact direct sur les performances et le co\u00fbt.<\/p>\n\n\n

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Les PCB multicouches sont fabriqu\u00e9s en laminant des cartes \u00e0 noyau cuivr\u00e9, du pr\u00e9impr\u00e9gn\u00e9 (PP) et une feuille de cuivre selon la conception d'empilement par un processus de compression.<\/p>\n\n\n\n

Avant de commencer la conception des circuits imprim\u00e9s, les ing\u00e9nieurs en conception d\u00e9terminent le nombre de couches en fonction des dimensions de la carte, de l'\u00e9chelle du circuit et des exigences CEM. Ils d\u00e9finissent ensuite l'emplacement des composants et finalisent la r\u00e9partition des couches de signal, des plans d'alimentation et des plans de masse.<\/p>\n\n\n\n

2. Principes de conception des stratifi\u00e9s pour circuits imprim\u00e9s<\/h2>\n\n\n\n

La conception des stratifi\u00e9s de circuits imprim\u00e9s n\u00e9cessite la prise en compte de multiples facteurs, notamment le nombre de couches, le type de signal, l'\u00e9paisseur de la carte, le choix des mat\u00e9riaux, l'\u00e9paisseur du cuivre, le contr\u00f4le de l'imp\u00e9dance, le blindage EMI\/EMC, la gestion thermique, le co\u00fbt et la testabilit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Respect des exigences d'int\u00e9grit\u00e9 du signal pour le routage des signaux \u00e0 haut d\u00e9bit<\/h3>\n\n\n\n

Pour les pistes de signaux critiques, une configuration d'empilement GND\/Signal\/GND est imp\u00e9rative. Les couches de signaux adjacentes doivent utiliser des lignes stri\u00e9es \u00e0 routage perpendiculaire afin de minimiser la diaphonie. Du point de vue de l'int\u00e9grit\u00e9 du signal, les signaux haute vitesse critiques doivent \u00eatre rout\u00e9s sur lignes stri\u00e9es, tandis que les signaux haute vitesse non critiques peuvent opter pour un routage sur microbandes.<\/p>\n\n\n\n

L'utilisation de lignes microruban \u00e0 couplage lat\u00e9ral est d\u00e9conseill\u00e9e, sauf en cas d'absolue n\u00e9cessit\u00e9. Les d\u00e9calages lors de l'exposition et de la gravure du circuit imprim\u00e9 peuvent engendrer des d\u00e9fauts d'alignement, rendant la fabrication difficile et compromettant la r\u00e9gularit\u00e9 de l'imp\u00e9dance.<\/p>\n\n\n

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S\u00e9lection des substrats de circuits imprim\u00e9s, du polypropyl\u00e8ne et du papier de cuivre<\/h3>\n\n\n\n

Le FR-4 r\u00e9pond \u00e0 la plupart des exigences en mati\u00e8re de circuits imprim\u00e9s gr\u00e2ce \u00e0 son faible co\u00fbt et \u00e0 ses bonnes performances \u00e9lectriques. Les circuits imprim\u00e9s haute vitesse utilisent g\u00e9n\u00e9ralement des mat\u00e9riaux haute vitesse comme le Megtron 4\/6 de Panasonic. Les circuits imprim\u00e9s RF utilisent des substrats en carbone-hydrog\u00e8ne, en t\u00e9flon ou en c\u00e9ramique. Les conceptions n\u00e9cessitant une forte dissipation thermique, telles que les cartes d'\u00e9clairage automobile, utilisent des substrats en aluminium ou en cuivre. Les substrats en verre sont courants dans les applications d'affichage comme les Mini LED.<\/p>\n\n\n\n

Sp\u00e9cifications des cartes PCB<\/td><\/tr>
Propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques<\/td>facteur de perte di\u00e9lectrique (df)<\/td><\/tr>
constante di\u00e9lectrique (dk)<\/td><\/tr>
Tension de tenue<\/td><\/tr>
propri\u00e9t\u00e9s physiques<\/td>Temp\u00e9rature de transition vitreuse (Tg)<\/td><\/tr>
Temp\u00e9rature de d\u00e9composition thermique (Td)<\/td><\/tr>
Indice de suivi et de progression relative (CTI)<\/td><\/tr>
R\u00e9sistance \u00e0 la CAF<\/td><\/tr>
Absorption d'eau<\/td><\/tr>
inflammabilit\u00e9<\/td><\/tr>
Conductivit\u00e9 thermique<\/td><\/tr>
Propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques<\/td>R\u00e9sistance au pelage de la feuille de cuivre<\/td><\/tr>
R\u00e9sistance \u00e0 la flexion<\/td><\/tr>
Contrainte thermique<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

S\u00e9lection des mat\u00e9riaux pour circuits imprim\u00e9s haute vitesse<\/h3>\n\n\n\n

Les circuits imprim\u00e9s haute vitesse n\u00e9cessitent des mat\u00e9riaux di\u00e9lectriques pr\u00e9sentant la plus faible tangente de perte et la constante di\u00e9lectrique minimale. Leur conception exige une attention particuli\u00e8re aux sp\u00e9cifications des mat\u00e9riaux, notamment la fibre de verre, la matrice di\u00e9lectrique et le cuivre. Les signaux \u00e0 haut d\u00e9bit pr\u00e9sentent des composantes de fr\u00e9quence plus \u00e9lev\u00e9es et des longueurs d'onde plus courtes, o\u00f9 les discontinuit\u00e9s d'imp\u00e9dance g\u00e9n\u00e8rent des r\u00e9flexions accrues. Il convient \u00e9galement de prendre en compte les effets du tissage de la fibre de verre et de la rugosit\u00e9 de surface du cuivre.<\/p>\n\n\n\n

Effet fibre de verre obtenu gr\u00e2ce \u00e0 un tissu en fibre de verre<\/h3>\n\n\n\n

Les fibres optiques pr\u00e9sentent des densit\u00e9s de tissage, des \u00e9paisseurs de fen\u00eatre et des \u00e9paisseurs d'entrelacement variables. Lorsque des signaux sont achemin\u00e9s par des fen\u00eatres optiques plut\u00f4t que par des fibres optiques, leurs caract\u00e9ristiques (imp\u00e9dance, d\u00e9lai, att\u00e9nuation) diff\u00e8rent (en raison des propri\u00e9t\u00e9s Dk\/Df distinctes entre les fen\u00eatres et les fibres optiques). Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est connu sous le nom d'effet de fibre optique.<\/p>\n\n\n

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M\u00e9thodes pour att\u00e9nuer l'effet de la fibre de verre\u00a0:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Privil\u00e9giez les mat\u00e9riaux en fibre de verre avec des fen\u00eatres en r\u00e9sine r\u00e9duites au minimum.<\/p>\n\n\n\n

Utilisez des techniques de routage comme le Zig-Zag \u00e0 des angles de 10\u00b0.<\/p>\n\n\n\n

Demandez au fabricant de circuits imprim\u00e9s de faire pivoter la carte d'un angle pr\u00e9cis lors de sa fabrication.<\/p>\n\n\n\n

Utilisez une toile de verre \u00e0 armure toile ou \u00e0 armure toile.<\/p>\n\n\n\n

Rugosit\u00e9 du cuivre<\/h3>\n\n\n\n

La rugosit\u00e9 du cuivre (piq\u00fbres) entra\u00eene une largeur et un espacement irr\u00e9guliers des pistes, ce qui provoque une imp\u00e9dance incontr\u00f4lable. De plus, en raison de l'effet de peau, le courant se concentre pr\u00e8s de la surface du conducteur. La rugosit\u00e9 de la surface du cuivre influe sur la longueur de propagation du signal.<\/p>\n\n\n\n

3. \u00c9paisseur du cuivre par couche de circuit imprim\u00e9<\/h2>\n\n\n\n

L'\u00e9paisseur du cuivre des circuits imprim\u00e9s est mesur\u00e9e en onces (oz). Les \u00e9paisseurs courantes sont 0,5 oz (couches internes), 1 oz (couches externes) et 2 oz, principalement utilis\u00e9es dans les produits grand public et de communication. Le cuivre \u00e9pais, sup\u00e9rieur \u00e0 3 oz, est g\u00e9n\u00e9ralement employ\u00e9 dans l'\u00e9lectronique de puissance haute tension et courant \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n\n\n

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La conception de l'empilement des couches doit optimiser l'\u00e9paisseur du cuivre afin de garantir que les plans de masse et d'alimentation respectent les exigences de transport de courant. Pour la couche de signal, la r\u00e9duction de la largeur des lignes et de l'espacement impose une \u00e9paisseur de cuivre plus faible afin de r\u00e9pondre aux exigences de gravure pr\u00e9cises. Les pistes de signal \u00e0 haute vitesse subissent un effet de peau, o\u00f9 le courant circule principalement pr\u00e8s de la surface du cuivre. Une \u00e9paisseur de cuivre plus importante n'am\u00e9liore pas les performances. Par cons\u00e9quent, l'\u00e9paisseur du cuivre de la couche de signal interne est g\u00e9n\u00e9ralement de 0,5 oz.<\/p>\n\n\n\n

Contr\u00f4le d'imp\u00e9dance de couche<\/h2>\n\n\n\n

De nombreuses pistes de signaux d'interface sur les circuits imprim\u00e9s ont des exigences d'imp\u00e9dance, telles que 50 \u03a9 en mode asym\u00e9trique ou 100 \u03a9 en mode diff\u00e9rentiel. Le contr\u00f4le d'imp\u00e9dance n\u00e9cessite un plan de r\u00e9f\u00e9rence, g\u00e9n\u00e9ralement compos\u00e9 de quatre couches ou plus.<\/p>\n\n\n\n

Les probl\u00e8mes d'adaptation d'imp\u00e9dance entra\u00eenent des distorsions du signal, des r\u00e9flexions et des rayonnements, ce qui nuit \u00e0 l'int\u00e9grit\u00e9 du signal et d\u00e9grade les performances des circuits imprim\u00e9s. Les param\u00e8tres des pistes, tels que l'\u00e9paisseur du cuivre, la constante di\u00e9lectrique, la largeur et l'espacement, influent sur l'imp\u00e9dance. Il est possible de calculer l'imp\u00e9dance \u00e0 l'aide d'outils de CAO et d'ajuster les param\u00e8tres des pistes en fonction de l'empilement des couches. La plupart des fabricants de circuits imprim\u00e9s standard permettent de contr\u00f4ler l'imp\u00e9dance dans les limites de 101\u00a0m\u00e9gabits\/4\u00a0t (TP4T).<\/p>\n\n\n\n

4. Structure d'empilement de couches via<\/h2>\n\n\n\n
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Les trous traversants (PTH) traversent l'int\u00e9gralit\u00e9 du circuit imprim\u00e9, reliant toutes les couches. Les vias borgnes relient les couches externes \u00e0 une ou plusieurs couches internes sans traverser le circuit imprim\u00e9. Les vias enterr\u00e9s relient uniquement les couches internes.<\/p>\n\n\n\n

Les circuits imprim\u00e9s \u00e0 interconnexion haute densit\u00e9 (HDI) utilisent fr\u00e9quemment des vias borgnes et enterr\u00e9s pour optimiser l'espace de routage. Cependant, ces vias n\u00e9cessitent plusieurs \u00e9tapes de lamination, ce qui augmente la complexit\u00e9 et le co\u00fbt de fabrication.<\/p>\n\n\n\n

Lors de la conception des stratifi\u00e9s, la structure globale des vias doit \u00eatre planifi\u00e9e conform\u00e9ment aux exigences de conception. Dans la mesure du possible, simplifiez les configurations des vias tout en pr\u00e9servant l'int\u00e9grit\u00e9 de la conception.<\/p>\n\n\n\n

5. Conception CEM pour les stratifi\u00e9s de circuits imprim\u00e9s<\/h2>\n\n\n\n

La conception CEM de l'empilement des PCB suit les principes suivants\u00a0:<\/p>\n\n\n\n

Les plans d'alimentation et de masse doivent \u00eatre positionn\u00e9s au plus pr\u00e8s l'un de l'autre sur la carte, g\u00e9n\u00e9ralement le plan de masse \u00e9tant situ\u00e9 au-dessus du plan d'alimentation. Cette conception exploite efficacement la capacit\u00e9 intercouche comme capacit\u00e9 de lissage pour l'alimentation tout en isolant les courants rayonn\u00e9s par le plan d'alimentation.<\/p>\n\n\n\n

Les plans d'alimentation et de masse doivent \u00eatre situ\u00e9s sur les couches internes. Le plan de masse peut servir de blindage, supprimant efficacement les interf\u00e9rences radiofr\u00e9quences en mode commun inh\u00e9rentes \u00e0 la carte et r\u00e9duisant l'imp\u00e9dance distribu\u00e9e des sources d'alimentation haute fr\u00e9quence.<\/p>\n\n\n\n

Les couches de routage doivent \u00eatre positionn\u00e9es autant que possible \u00e0 proximit\u00e9 des plans d'alimentation ou de masse afin de g\u00e9n\u00e9rer des effets d'annulation de flux.<\/p>\n\n\n

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6. Conception thermique des stratifi\u00e9s de circuits imprim\u00e9s<\/h2>\n\n\n\n

La conception de l'empilement des composants sur les circuits imprim\u00e9s doit int\u00e9grer une gestion thermique afin d'assurer une dissipation thermique efficace, de pr\u00e9venir les dommages thermiques et d'am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 du circuit. Lors de la conception, une simulation thermique est d'abord r\u00e9alis\u00e9e en fonction de la dissipation de puissance des composants. \u00c0 partir des r\u00e9sultats de cette simulation, l'agencement des composants est optimis\u00e9 et des solutions de dissipation thermique adapt\u00e9es sont con\u00e7ues.<\/p>\n\n\n\n

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Lors de la phase de conception de l'empilement, des mesures de conception thermique cibl\u00e9es peuvent \u00e9galement \u00eatre mises en \u0153uvre\u00a0:<\/p>\n\n\n\n

Privil\u00e9gier les substrats \u00e0 haute conductivit\u00e9 thermique ; s\u00e9lectionner les cartes \u00e0 \u00e2me m\u00e9tallique selon les besoins ;<\/p>\n\n\n\n

Concevoir des dissipateurs thermiques sous les composants haute puissance et utiliser des orifices de dissipation de chaleur\u00a0;<\/p>\n\n\n\n

Incorporer des blocs et des piliers de cuivre pour am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 de la conduction thermique\u00a0;<\/p>\n\n\n\n

Augmentez le nombre de plans de masse et remplissez les zones inutilis\u00e9es avec des plans de masse afin d'accro\u00eetre la surface de dissipation de la chaleur.<\/p>\n<\/div>\n\n\n

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Contr\u00f4le de l'\u00e9paisseur du panneau<\/h3>\n\n\n\n

Les \u00e9paisseurs standard des circuits imprim\u00e9s comprennent 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, 1,6 mm, 2,0 mm, 3,2 mm, 6,4 mm, etc. Les cartes plus petites utilisent g\u00e9n\u00e9ralement des mat\u00e9riaux plus fins, tandis que les cartes plus grandes, soumises \u00e0 des insertions\/retraits fr\u00e9quents ou \u00e0 des contraintes de montage \u00e9lev\u00e9es, n\u00e9cessitent des mat\u00e9riaux plus \u00e9pais pour une fiabilit\u00e9 structurelle.<\/p>\n\n\n\n

7. \u00c9tapes de conception du stratifi\u00e9 de circuit imprim\u00e9<\/h2>\n\n\n\n

La conception des circuits imprim\u00e9s stratifi\u00e9s suit g\u00e9n\u00e9ralement les \u00e9tapes suivantes\u00a0:<\/p>\n\n\n\n

1. D\u00e9terminer l'\u00e9paisseur totale de l'empilement (\u00e9paisseur du panneau) ;<\/p>\n\n\n\n

2. D\u00e9finir le nombre de couches du circuit imprim\u00e9 et allouer les couches de signal, les plans de masse et les plans d'alimentation\u00a0;<\/p>\n\n\n\n

3. Sp\u00e9cifiez l'\u00e9paisseur du cuivre pour les couches int\u00e9rieure et ext\u00e9rieure ;<\/p>\n\n\n\n

4. D\u00e9terminer la distribution de la trace d'imp\u00e9dance\u00a0;<\/p>\n\n\n\n

5. D\u00e9terminer la structure via ;<\/p>\n\n\n\n

6. D\u00e9terminer le taux de remplissage en cuivre pour chaque couche, de pr\u00e9f\u00e9rence sym\u00e9trique ;<\/p>\n\n\n\n

7. S\u00e9lectionner les mat\u00e9riaux du substrat, du PP et de la feuille de cuivre qui r\u00e9pondent aux exigences de conception.<\/p>\n\n\n\n

Benchuang Electronics propose des produits de haute qualit\u00e9\u00a0PCB multicouche<\/a>\u00a0services. Contactez-nous et envoyez-nous vos sp\u00e9cifications.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

1. Qu'est-ce qu'un empilage de PCB multicouche\u00a0? G\u00e9n\u00e9ralement, lors de la conception de cartes simples ou doubles faces standard, l'empilage n'est pas n\u00e9cessaire. On choisit g\u00e9n\u00e9ralement des stratifi\u00e9s dont l'\u00e9paisseur de cuivre et l'\u00e9paisseur de la carte r\u00e9pondent aux exigences de conception pour un traitement direct. Cependant, lors de la conception de PCB \u00e0 quatre couches ou plus, la conception de l'empilage a un impact direct sur les performances et le co\u00fbt. Les PCB multicouches [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[22,19,18],"class_list":["post-516","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-multilayer-pcb","tag-pcb","tag-pcb-design"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/516","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=516"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/516\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":590,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/516\/revisions\/590"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=516"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=516"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=516"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}