PCB rigide photoélectrique

Un PCB rigide est un circuit imprimé solide avec une structure rigide. En raison de leur structure, ils ne peuvent pas être pliés en petits appareils et doivent être fabriqués avec précision. Ils sont conçus avec plusieurs couches différentes, telles que du cuivre, un substrat, un masque de soudure et une sérigraphie. Toutes ces couches sont assemblées avec de la colle.

Dans le cas d'un PCB photoélectrique rigide, nous avons une section de circuit imprimé rigide qui comporte au moins 1 conducteur et une couche isolante. Il peut également comporter quelques sections flexibles permettant de le plier et de l'adapter à des appareils électroniques plus petits. Ils disposent également de points de connexion électriques externes pour ajouter un substrat sur les éléments optiques. 

Ceux-ci sont ajoutés aux sections rigides, tandis que les composants du circuit optique sont ajoutés aux sections flexibles. Les composants photoélectriques des PCB rigides leur permettent de libérer plus d'énergie lorsqu'un rayonnement électromagnétique les frappe. Dans cet article, nous aborderons plus en détail les PCB photoélectriques rigides et leurs caractéristiques. 

Besoin d'un PCB rigide photoélectrique

Une carte de circuit imprimé (PCB) est utile pour prendre en charge et connecter des composants électroniques via des traces, des plots et des capteurs. Ces éléments sont gravés à partir de feuilles de cuivre sur un substrat non conducteur. 

Les PCB varient car ils peuvent être simple face, double face ou multicouches. Les connexions entre les couches utilisent des trous métallisés appelés vias. Les PCB avancés peuvent intégrer des composants tels que des condensateurs ou des résistances dans des substrats

La croissance des services multimédias, notamment le téléphone, la télévision par câble, la télévision numérique et Internet, stimule la demande de PCB photoélectriques en raison des besoins accrus en bande passante. Dans les systèmes traditionnels, la transmission du signal et les vitesses de commutation sont limitées. 

Par exemple, les fréquences du processeur sont comprises entre 2 et 2,9 GHz, tandis que les vitesses de télécommunication atteignent des gigabits par seconde. Cependant, la transmission du bus informatique est en retard de 10 à 100 Mbps, créant des goulots d'étranglement. Ainsi, ces problèmes peuvent être résolus avec des composants PCB hautement fonctionnels. 

Grâce aux progrès technologiques, des solutions informatiques internes et d'interconnexion basées sur la lumière sont disponibles. Les paramètres parasites tels que la résistance, l'inductance et la capacité limitent le taux de transmission des connexions filaires. Les paramètres parasites peuvent également être impactés par la géométrie du PCB. 

Le matériau FR-4 fonctionne à une vitesse de lumière de 70%, ce qui est insuffisant pour de nombreux domaines. Les interconnexions basées sur la lumière offrent des avantages : une bande passante plus large, une perte de transmission inférieure, une diaphonie réduite et des interférences magnétiques. La transmission optique permet la transmission parallèle de plusieurs longueurs d'onde.

En réponse, le concept de PCB photoélectrique intègre la lumière et l'électricité pour la transmission du signal, améliorant ainsi les substrats d'emballage. Cette évolution par rapport aux PCB traditionnels intègre une couche de lumière, fusionnant les technologies de transmission électrique et optique.

Composants du PCB rigide photoélectrique

Voici les composants des PCB photoélectriques. 

Carte de circuit imprimé (PCB)

Le matériau de base du PCB est fabriqué à partir de renforcé de fibre de verre avec stratifié époxy. Cette partie du PCB offre une structure rigide à la carte pour ajouter des composants électriques et des vias. 

Composants photoélectriques

Des éléments qui répondent aux signaux lumineux et optiques sont ajoutés au PCB. Ils peuvent inclure des diodes électroluminescentes, des photodiodes, des capteurs optiques et des phototransistors. Ces composants assurent les fonctionnalités photoélectriques du PCB. 

Les éléments optiques sont montés sur la partie rigide du PCB. De plus, le chemin optique s'effectue sur la partie flexible. 

Connexions optiques

Ces interconnexions avec des fibres optiques et des fils sont ajoutées pour garantir que le PCB peut transmettre et recevoir des signaux. Les connexions optiques permettent au PCB de réagir selon le stimulus à l'aide de lumières. 

Circuits

Les circuits du PCB permettent aux composants photoélectriques d'envoyer des signaux, de les amplifier ou de filtrer les bruits inutiles avant la transmission. Ceux-ci rendent le traitement rapide et fiable dans les appareils de haute technologie. 

Caractéristiques des PCB rigides photoélectriques

Un PCB photoélectrique rigide utilise de nouveaux substrats de conditionnement pour répondre à des besoins informatiques élevés. Son objectif principal est de transmettre les données collectées à partir de signaux électriques vers des signaux optiques. 

Tout ce travail est effectué en utilisant l'électricité et la manière dont le PCB photoélectrique réagit à la lumière. Ces PCB sont utiles dans les capteurs, les ordinateurs de haute technologie et les types de machines.

Les PCB auront des caractéristiques qui correspondent aux composants électriques. En voici quelques uns: 

Transmission de données à grande vitesse

Les PCB photoélectriques émettent une transmission de données à grande vitesse avec leurs composants sensibles à la lumière. Ceci est possible grâce à une détection plus rapide des signaux électriques et à l’émission de ces données à un rythme plus rapide, même lorsque la distance de transmission est plus longue que d’habitude. 

Faible interférence électromagnétique

Ces PCB ont moins d'interférences électromagnétiques lors de la transmission du signal. Ceci est idéal pour les appareils sensibles dans les environnements à fortes ondes électromagnétiques. Les appareils pourront fonctionner normalement sans aucune interaction. 

Format compact

Les PCB photoélectriques rigides sont de petite taille, ils peuvent donc s'adapter à des appareils miniatures et laisser de la place pour ajouter d'autres composants. Ceci est avantageux lorsqu’il existe une limite de taille et de poids sur les appareils électroniques. Les appareils portables de haute technologie sont équipés de ces PCB rigides.

Fiabilité

Ces PCB offrent une fiabilité élevée même lorsqu'ils fonctionnent dans des températures, des contraintes mécaniques et une humidité extrêmes. En conséquence, de nouveaux dispositifs de conception peuvent être créés, augmentant ainsi la portée des PCB HD dotés de fonctionnalités avancées.

Polyvalence

Miniaturisation de l'électronique et les fonctionnalités haute définition rendent les PCB photoélectriques rigides polyvalents en termes de conception et de fonctionnalité, ce qui donne lieu à une électronique fiable pour l'aérospatiale et l'automatisation. De plus, des dispositifs médicaux flexibles et des appareils portables dotés de caractéristiques optiques peuvent être fabriqués à l'aide de cartes de circuits imprimés photoélectriques. 

Personnalisation

Les circuits imprimés photoélectriques sont faciles à personnaliser pour diverses applications. Les conceptions peuvent être personnalisées pour la disposition des PCB, les couches de substrat, les vias et les composants électroniques sur la région rigide.

Comment sont fabriqués les PCB photoélectriques rigides 

Plusieurs étapes sont suivies lors de la fabrication des PCB pour combiner différentes couches sur la carte.

Conception

La première étape consiste à concevoir les composants et les couches du PCB, y compris tous les circuits, trous et interconnexions. Des logiciels tels que Proteus, Altium, KiCad, Cadence et DesignSpark peuvent être utilisés pour concevoir les circuits imprimés. 

Sélection du substrat

Un matériau de substrat est crucial dans la fabrication de PCB. Le stratifié époxy renforcé de fibre de verre fonctionne mieux pour les planches rigides. D'autres choix incluent FR-1, G-10 au PTFE, alumine et Kapton. 

Impression de couches

Avec le processus de sérigraphie ou de jet d'encre, la disposition du circuit est imprimée sur le matériau du substrat. Des marques de via, des traces et des tampons peuvent être imprimés à cette étape. 

Assembler les composants ensemble

Plusieurs composants photoélectriques, comme des capteurs et des LED, sont ajoutés au substrat. De plus, le montage en surface avec des circuits intégrés et des condensateurs est terminé. Ceux-ci sont placés sur les composants préfabriqués imprimés sur le substrat. 

Gravure 

L'excès de cuivre est retiré du substrat, ne laissant que le motif de circuit requis. Cela ajoute également de la définition aux voies et traces conductrices. 

Forage

À l'aide de machines CNC, des trous sont percés dans le PCB pour les trous de montage des composants et des vias. Ces trous aident à former des interconnexions et à ajouter plus de composants. 

Finition de surface

Placage de soudure à air chaud(HASL), immersion dans l'argent et or par immersion au nickel autocatalytique(ENIG) est superposé sur le motif de circuit en cuivre exposé. Cela protège le substrat de divers changements environnementaux et de température.

Masque de soudure

Un masque de soudure est ajouté sur le PCB comme isolant pour les traces conductrices. L'étape suivante consiste à imprimer en soie les logos, les numéros de référence et les noms des composants sur le PCB. Enfin, le PCB est soumis à des tests de qualité pour garantir qu'il fonctionne comme prévu.

Applications: 

• Appareils automatisés avec capteurs
• Transmetteurs de données à grande vitesse
• Capteurs optiques
• Équipement médical
• Radars et systèmes de communication militaires

Emballer 

Vous savez désormais tout sur les circuits imprimés photoélectriques et comment ils fonctionnent avec un stimulus optique et sa détection rapide. Pour fabriquer un PCB rigide photoélectrique de haute qualité, commencez par concevoir et ajouter les fonctionnalités optiques que vous désirez dans les appareils. En outre, vous aurez besoin de composants haut de gamme à ajouter aux PCB. Connectez-vous avec des fabricants fiables pour la conception et la fabrication de PCB photoélectriques.