Qu'est-ce qu'un cuivre pour?
Une coulée de cuivre est un composant de la conception de cartes de circuit imprimé (PCB). Les PCB, qui sont des cartes minces recouvertes de chemins électriques, sont utilisés dans la plupart des dispositifs électroniques et utilisent le cuivre métallique comme conducteur électrique. Bien que du cuivre soit éliminé par gravure pendant le processus de fabrication du circuit imprimé, d’autres cuivre sont laissés en place pour créer une surface conductrice. Cette couche de cuivre, qui semble «couler» autour des composants électroniques individuels de la carte de circuit imprimé, est la coulée de cuivre.
Le cuivre métallique est largement utilisé en électronique car il présente une conductivité très élevée. La structure du cuivre au niveau atomique consiste en un réseau d’atomes maintenus ensemble par de faibles liaisons métalliques. Cela permet aux électrons de cuivre de circuler facilement à travers le réseau d'un atome à un autre, transportant de l'énergie sous forme d'électricité ou de chaleur.
Les PCB fonctionnent en utilisant la conductivité du cuivre pour transmettre les signaux électriques d'un composant électronique de la carte à un autre. Dans la plupart des cas, un circuit imprimé est fabriqué en laminant une mince feuille de cuivre sur un substrat inerte pour le soutenir. L'excès de cuivre est ensuite éliminé par attaque chimique à l'aide de produits chimiques, en ne conservant que les connexions requises pour le fonctionnement.
Une coulée de cuivre peut être avantageuse pour la conception de circuits imprimés car elle réduit la quantité de gravure chimique requise en laissant un espace de cuivre relativement grand sur la carte. Puisqu'il remplit la carte autour des composants électroniques individuels, la coulée de cuivre peut également connecter ces composants et conduire l'électricité. Les zones d’un circuit imprimé destiné à l’épandage de cuivre sont planifiées et modélisées à l’avance au cours du processus de conception du circuit à l’aide d’un logiciel spécial.
Une autre fonction importante d'une coulée de cuivre est son utilisation comme plan de masse. En tant que plan de masse, la couche de cuivre existe en réalité sur une couche différente, ou réseau, des autres composants et n’est connectée à ceux-ci qu’en tant que matériau de mise à la terre. L’électricité contenue dans les PCB d’un appareil électronique est mise à la terre ou acheminée vers le cuivre, ce qui donne aux cartes de circuit un point de référence commun à partir duquel déterminer la tension. Il est souvent important pour les PCB de mesurer la tension du signal à partir de ce point commun, appelé potentiel de référence.
En plus de ses applications en conductivité électrique, le cuivre a également une conductivité thermique élevée et peut être utilisé comme dissipateur thermique. Les dissipateurs de chaleur sont des substances qui transmettent l'excès de chaleur des composants à haute température. Ils sont utilisés dans l'électronique pour empêcher les appareils de surchauffer. Dans un circuit imprimé, l’énergie thermique générée par les pièces électriques peut être acheminée dans la coulée de cuivre, permettant ainsi à la carte de fonctionner plus efficacement.