PCB simple face ou double face : lequel vous convient le mieux ?

Introduction

Les PCB simple face ont des circuits sur un côté, tandis que les PCB double face permettent des connexions sur les deux côtés. Lequel convient le mieux à votre projet ? Dans cet article, nous allons explorer leurs avantages et leurs inconvénients pour vous aider à faire le bon choix pour vos appareils électroniques. Plongeons-nous dans le vif du sujet !

PCB unilatéraux

PCB simple face présentent des traces de cuivre sur une seule surface du matériau de base, généralement incluses dans fibre de verre Les circuits imprimés sont des circuits imprimés composites époxy. Le composant est monté sur la face opposée ou opposée. Ces circuits imprimés sont basiques et économiques, parfaits pour la plupart des gadgets non complexes. Ce type d'entreprise réussit très bien à fabriquer un grand nombre de circuits simples. Néanmoins, ils ont leurs inconvénients en termes de complexité de mise en œuvre et de densité des composants intégrés dans les circuits intégrés. Les circuits imprimés monocouches sont souvent utilisés dans les calculatrices, les dispositifs d'alimentation électrique et les systèmes d'éclairage LED et CCFL.

PCB double face

Avec PCB double face, des couches de cuivre conductrices se trouvent sur les surfaces supérieure et inférieure du substrat. Il peut être monté sur un ou deux côtés et métallisé à travers des trous ou des vias. Cette conception est plus flexible et complexe, ce qui permet d'accueillir plus de composants dans une zone donnée et des modèles de circuits complexes. Les PCB double face haute densité sont utilisés dans ordinateurs, Smartphones, et d’autres systèmes d’automatisation industrielle tout en étant à un prix modéré.

Comparaison entre les PCB simple face et double face

Sélectionnez l'un des types mentionnés ci-dessus en fonction des besoins et des exigences de conception. Un modèle simple face est plus facile à réaliser, mais son utilisation est limitée. Un modèle double face peut utiliser les deux côtés. Cela vous aidera à connaître la bonne option à adopter pour votre projet. Nous allons maintenant approfondir un peu plus plusieurs des points principaux.

Disposition d'un PCB simple face ou double face

Les PCB monocouches ne permettent de monter des composants que d'un seul côté et limitent donc considérablement la flexibilité de conception. Cela signifie encore moins d'espace disponible pour la disposition de circuits complexes. D'un autre côté, les PCB double couche vous permettent de placer les deux côtés de la carte pour l'utilisation de composants et de pistes. Cela offre plus d'espace pour les composants qui les rendent adaptés aux conceptions détaillées. Les PCB double couche vous aident également à mieux utiliser l'espace disponible en optimisant les configurations pour des circuits plus avancés en général.

Taille des PCB simple face et double face

Bien entendu, les cartes simple face sont globalement plus grandes car le plan géométrique des pièces et des lignes de la carte ne laisse pas assez d'espace pour un seul côté. En d'autres termes, le produit atteint un format plus grand, ce qui n'est pas le cas de la plupart des conceptions compactes. Similaires aux PCB double face qui utilisent les deux surfaces de la carte, ils jouent un rôle similaire dans la réduction de l'espace. Cela les rendrait plus adaptés aux WWAN minces et transportables où, par coïncidence, l'espace est un problème. La réduction de la taille rend les conceptions plus efficaces en général.

Complexité et densité des composants des PCB simple face et double face

Les circuits imprimés simple face ne doivent être utilisés que pour des applications simples dont la complexité matérielle est faible. Avec les conceptions double face et les conceptions à haute densité, aucun espace n'est disponible pour permettre le routage des signaux. Le double face est désormais destiné à des applications plus complexes et offre une plus grande flexibilité en ce qui concerne le placement des composants. Plus de composants peuvent être montés des deux côtés, ce qui implique qu'une densité de composants plus élevée est réalisable. En effet, un circuit imprimé simple face ne convient pas à toute conception trop complexe qui nécessite des connexions complexes avec des performances élevées.

Capacités de routage des PCB simple face et double face

Les connexions unilatérales ont également une superposition restreinte impliquant le routage puisque tous les composants ainsi que les lignes ne se trouvent que d'un seul côté. Dans la plupart des cas, des fils de liaison seront nécessaires entre les différentes connexions. C'est pourquoi, en général, les dispositions Les circuits imprimés double face sont moins efficaces. Dans un circuit imprimé double face, plusieurs de ces trous traversants relient électriquement les pistes d'un côté du circuit imprimé à celles de l'autre côté. Ces circuits imprimés permettent une meilleure planification des pistes et donc un nombre réduit de fils de liaison est utilisé. De plus, les chemins de signaux conçus améliorent également considérablement les performances du dispositif.

Fonctionnalités prises en charge par les PCB simple face et double face

Les circuits imprimés monocouches sont acceptables pour les fonctionnalités de base et les cartes monocouches sont parfaitement adaptées aux circuits simples. Cependant, ils ne parviennent pas à offrir la flexibilité d'application des éléments de conception contemporains. Les avantages des circuits imprimés double face incluent des fonctionnalités telles que beouf  et  avions de puissance, ainsi que interconnexion de signaux très complexe. Elle améliore les configurations de circuits plus complexes et la réduction du bruit, comme les EMI, et assure une distribution d'énergie efficace, indispensable pour l'électronique haute performance.

Coûts des PCB simple face et double face

Les PCB simple face sont moins chers car ils nécessitent moins d'opérations et encore moins de matériaux pour leur production. Cela s'applique favorablement aux gammes de produits étendues de produits standardisés à bas prix. Les PCB double face entraînent des coûts plus élevés car davantage de matériaux et de processus sont impliqués dans la fabrication. Mais dans de nombreux cas, ils sont moins chers pour les conceptions complexes en réduisant l'espace total de la carte et en autorisant davantage de fonctionnalités.

Processus de fabrication des PCB simple face et double face

Les PCB simple face impliquent un processus de fabrication simple : graver des circuits sur une surface et créer des chemins pour les pièces à travers cette dernière. C'est rapide et nécessite moins de processus. Les PCB double face sont un peu plus compliqués dans le processus car ils impliquent l'alignement des deux côtés pour les composants traversants, ce qui rend le processus plus simple. PTH, et en s'assurant que vous obtenez les connexions nécessaires entre les couches. Une standardisation moindre est nécessaire, mais les cartes sont beaucoup plus variées et nécessitent plus de réglages précis.

Certains des processus supplémentaires dans la fabrication sont :

• À travers le trou placage
• Assurez-vous que la connexion entre les différentes couches soit bonne.
• Dans des situations particulières, il pourrait être adapté aux différentes cartes de qualité

Période de production des PCB simple face et double face

Les PCB simple face sont plus faciles à produire et donc idéaux pour une utilisation dans des prototypes ou lorsque des modifications de conception se produisent régulièrement. Cela les rend utiles dans les projets où la conception est créée et modifiée fréquemment ou pour créer prototypes. La production de circuits imprimés double face prend généralement plus de temps que la production habituelle. Les étapes supplémentaires nécessaires à la fabrication des cartes, telles que la gravure des deux côtés et le placage traversant, prennent plus de temps à fabriquer mais permettent d'obtenir des cartes de meilleure qualité.

Tableau comparatif des PCB simple face et double face

Applications et exemples

Applications PCB simple face

Les circuits imprimés simple face sont utiles lorsque les exigences d'application sont simples et les quantités importantes dans l'électronique grand public. On trouve notamment des calculatrices intégrées, des éclairages LED, des alimentations électriques et des appareils électroménagers simples. Ils sont relativement moins chers et plus faciles à mettre en œuvre pour les produits dont le circuit est moins complexe, comme les produits moyennement complexes pour lesquels l'espace n'est pas un facteur déterminant.

Applications PCB double face

Les circuits imprimés double face sont plus fréquents dans les applications d'appareils électroniques plus complexes. Ils sont utilisés dans les smartphones, les ordinateurs, les systèmes de contrôle industriels et les appareils médicaux. Comme ils peuvent être conçus comme des structures élaborées dans des zones confinées, ils sont utiles dans les circuits de communication avancés. automobile appareils électroménagers et machines de calcul haute performance.

Autres considérations dans la sélection des PCB

Complexité de la conception

Pensez à la complexité de votre circuit. Cela est particulièrement vrai pour les circuits imprimés monocouches et peut être approprié lorsque seul un nombre limité de pièces combinées constitue un croisement très faible de la carte. Les circuits imprimés double couche seraient capables de contenir des modèles d'interconnexion complexes d'éléments/composants et seraient adaptés pour gérer plus de fonctions que la carte monocouche car ils sont moins encombrants dans l'espace.

Matériau et épaisseur du panneau

Comme nous l'avons observé, le type de matériau utilisé a un impact sur les performances ainsi que sur le coût du PCB. Le FR-4 est utilisé dans les deux types. Cependant, les PCB simple face peuvent utiliser des matériaux coûteux à des fins non techniques. Certains PCB double face peuvent nécessiter un meilleur substrat pour garantir une meilleure intégrité du signal. Les problèmes d'épaisseur sont tout aussi importants pour l'assemblage des pièces ajustées et pour la rigidité de la carte.

Surface d'empreinte du composant

Déterminez la taille de vos composants. Le principal inconvénient des PCB simple face est le problème d'emballage des composants en raison de la difficulté et de l'encombrement associés aux grandes tailles de cartes. Les PCB double face ont de meilleurs ratios de gestion de l'espace et un plus grand nombre de composants peuvent tenir dans une zone donnée. Ceci est particulièrement important pour les gadgets à petit facteur de forme et à haute densité de fonctionnalités.

Signaux haute fréquence

Dans de nombreux cas, lors de l'utilisation fréquente de PCB, les PCB double face sont la plupart du temps utilisés. Ils garantissent l'intégrité du signal et contrôle d'impédance réalisable par routage par ligne à ruban, entre autres moyens. Les circuits imprimés simple face sont plutôt recommandés pour la gestion des signaux haute fréquence car ils sont plus faciles à construire et à recevoir des interférences.

Facteurs environnementaux

Tenez compte des éléments suivants : l'environnement. Pour des conditions stables et bénignes, des PCB simple face peuvent suffire. Les PCB double face peuvent présenter une résistance légèrement supérieure à une configuration raster, un blindage, un environnement abrasif, vibration, et les variations thermiques car le deuxième côté d'un PCB double face est moins ouvert et peut donc être laminé avec des couches de protection supplémentaires.

Charges thermiques

Évaluez les besoins de refroidissement. Les PCB simple face sont monocouches et ont très peu de potentiel pour résoudre les problèmes de dissipation de chaleur. Les PCB double face sont préférables, ainsi qu'un meilleur système de gestion thermique, comme capuchons de cuivre des deux côtés, pourrait être utilisé en raison de l'application d'éléments de haute puissance ou de conditions thermiques particulières.

Considérations de coûts

Parmi les règles générales de prise de décision, il est essentiel de sélectionner une option qui correspond aux critères de performance et de coût requis. Les PCB simple face sont plus rentables pour la fabrication de base à grande échelle. Parmi les avantages, citons le fait que les PCB double face génèrent des coûts initiaux plus élevés, bien qu'ils puissent être rentables dans les circuits et les conceptions complexes, contribuant aux coûts totaux du système, à la taille et à l'élévation fonctionnelle.

FAQ

Quand dois-je utiliser un PCB simple face ?

Utilisez des PCB monocouches dans des circuits simples, des circuits avec moins de composants électroniques et moins de pistes d'interconnexion. Ils conviendront à l'application où un volume élevé de production de produits à bas prix tels que l'électronique grand public, les alimentations d'éclairage LED, etc. Le simple face est utilisé lorsque l'espace n'est pas un problème et que la conception n'intègre rien d'extraordinaire

Quelles sont les limites d’un PCB simple face ?

Les circuits imprimés simple face présentent des limites en termes de densité de composants et le routage de plusieurs couches du circuit imprimé n'est pas possible. Les circuits complexes ne sont pas compacts et nécessiteront des cartes plus grandes ou des fils de liaison. haute fréquence est moins adapté à ces applications et leur capacité de charge thermique est faible. Certaines fonctionnalités complexes, comme le plan de masse, sont difficiles à réaliser correctement.

Quelles sont les limites d’un PCB double face ?

Comme prévu, les PCB double face sont plus coûteux à fabriquer que les PCB simple face et leur fabrication prend également plus de temps. Leur conception est relativement plus complexe que celle des PCB simple face en termes d'alignement des couches et de position des vias. Dans les circuits très simples, l'utilisation d'un PCB double face peut s'avérer fastidieuse et légèrement coûteuse pour la fabrication.

Un PCB simple face peut-il être converti en PCB double face ?

En théorie, il est possible de mettre à niveau le circuit imprimé d'un seul côté vers un circuit imprimé à deux côtés ; néanmoins, dans la réalité, cette procédure n'est pas couramment entreprise aujourd'hui. Toutes ces opérations peuvent nécessiter une refonte importante dans laquelle la réorientation des pièces avec la carte des itinéraires peut être nécessaire. C'est plus compliqué et plus coûteux. C'est pourquoi, comme indiqué précédemment, dans les cas où une plus grande complexité est souhaitée, il est préférable de commencer par une configuration à double face.

Conclusion

Ainsi, en fonction de votre projet et de l'intérêt que vous portez aux différents aspects d'un PCB, vous choisirez un PCB simple ou double face. Les PCB simple face sont moins chers et plus faciles à concevoir pour des applications simples, tandis que les PCB double face sont utilisés plus fréquemment et ont des fonctions plus élevées pour les conceptions de cartes complexes. Il y a quelques considérations à prendre en compte lors du choix entre les deux, telles que la complexité du circuit, l'espace et l'argent. Chacun a sa propre utilisation dans l'électronique contemporaine en raison des avantages souhaitables dans des situations données.