En tant que plate-forme qui transporte toutes les pièces détachées de l’ensemble de la machine, la carte mère joue un rôle important dans le PC. Lors de la construction d'une machine de bricolage, en plus des paramètres tels que le chipset, le type de mémoire pris en charge et la vitesse de la carte réseau, certaines cartes mères haut de gamme peuvent également voir des descriptions telles que « PCB 6/8 couches » et « 2 oz » de cuivre. Bien que tout le monde sache que plus ces chiffres sont élevés, mieux c'est, mais de nombreux joueurs chevronnés du bricolage ne sont peut-être pas en mesure de donner leur signification spécifique. En fait, ces deux indicateurs sont comme le squelette et les vaisseaux sanguins de la carte mère, qui déterminent directement la limite supérieure de performances et de stabilité.

PCB : schéma de câblage tridimensionnel du circuit de la carte mère

Le nom complet du PCB est circuit imprimé. Il utilise généralement le FR-4 comme matériau de base. Il est composé de résine époxy et de tissu en fibre de verre. La surface est recouverte de lignes de feuille de cuivre pour se connecter à divers composants. Dans les produits électroniques, la carte simple face la plus simple (1 couche) comporte des lignes conductrices sur un seul côté et est généralement utilisée dans des appareils à petite échelle dotés de fonctions simples (telles que les télécommandes, les jouets électroniques, etc.). Il y a des lignes des deux côtés du panneau double face (2 couches), qui peuvent réaliser un câblage croisé de base. Il est généralement utilisé dans les appareils électroménagers, les alimentations haut de gamme et d’autres équipements.


Mais pour les cartes mères PC (en particulier les cartes mères de bureau ici), les cartes 2 couches ne sont même pas qualifiées pour les produits d'entrée de gamme. Cela n'est pas seulement dû au fait que l'échelle du circuit n'est pas suffisante, mais aussi au fait qu'il n'y a pas de couche de puissance ni de couche de masse indépendantes, et que les signaux haute fréquence peuvent facilement interférer les uns avec les autres. À cette époque, PCB a commencé à introduire le concept de numéro de couche. En termes simples, il s'agit du nombre de couches de feuille de cuivre conductrice dans le circuit imprimé. Chaque couche est séparée par un matériau isolant FR-4 et les couches supérieure et inférieure sont reliées par des trous métalliques. Différents numéros de couches correspondent à des complexités de circuits complètement différentes.



De nos jours, les cartes mères grand public sont des cartes multicouches (4 couches et plus), généralement avec une structure de « couche de signal – couche de masse – couche d'alimentation – couche de signal » (vous pouvez penser à un gâteau en couches de durian). La couche de signal indépendante est comme un bouclier pour isoler les interférences.


Les cartes mères de milieu à haut de gamme utilisent généralement une structure de carte à 6 couches. La couche de signal supplémentaire peut accueillir davantage de connexions de composants. La structure de stratification symétrique « 3+1+3 » évite la déformation et augmente également la résistance mécanique et la résistance thermique de la carte mère. Les serveurs ou les cartes mères PC haut de gamme utiliseront également une conception de carte à 8 couches, chaque couche ayant une division claire du travail pour maintenir les circuits complexes organisés.



Le cuivre : la « règle porteuse » de la transmission du courant

Le cuivre fait naturellement référence aux circuits en feuille de cuivre sur tous les niveaux du PCB, mais l'unité « OZ (Once) » peut facilement être interprétée à tort comme un poids. En fait, il s'agit de la norme industrielle en matière d'épaisseur de feuille de cuivre : 1 OZ fait référence à l'épaisseur de 1 once de cuivre pur couvrant 1 pied carré de surface. Après conversion, elle fait environ 35 microns, soit presque l'épaisseur de trois cheveux.


Le cuivre 1OZ est souvent la configuration standard des cartes mères PC ordinaires (y compris les cartes mères d'ordinateurs portables). Selon la formule de transport de courant, une trace de 2 mm de large en cuivre de 1 OZ peut transporter de manière stable un courant de 2,1 A, répondant pleinement aux besoins de transmission de signal conventionnelle. Certaines cartes ou cartes mères ultra fines utilisent du cuivre de 0,5 once (environ 17,5 microns) dans la couche interne, ce qui permet d'économiser de l'espace et de contrôler les coûts. Tant que la conception est raisonnable, elle n’affectera pas les performances.


Le cuivre épais de 2 OZ et plus est un « vaisseau sanguin amélioré » préparé pour les équipements de haute puissance. La capacité de charge actuelle du cuivre 2OZ (70 microns) est le double de celle de 1OZ, et l'efficacité de la dissipation thermique est également grandement améliorée. Par conséquent, cette conception est couramment utilisée dans les cartes mères PC/serveur haut de gamme pour répondre aux besoins d'alimentation stable des meilleurs processeurs. Cependant, le cuivre épais présente également des inconvénients. Par exemple, il est plus difficile et plus coûteux de graver des circuits, et cela limite également la conception fine des circuits.

Cependant, le nombre de couches et l'épaisseur du cuivre de la carte mère ne sont jamais conçus de manière isolée, mais correspondent avec précision en fonction du positionnement de l'appareil. Par exemple, les cartes mères de bureau ordinaires comportent généralement 4 à 6 couches avec 1 once de cuivre, ce qui non seulement répond aux besoins quotidiens du bureau et des jeux, mais a également un coût contrôlable. Les cartes mères haut de gamme utiliseront une combinaison de carte à 6 couches + cuivre 2OZ ou même carte à 8 couches + cuivre 2OZ, ce qui peut non seulement assurer une transmission stable des signaux haute fréquence, mais également faire face au courant élevé et à la pression de dissipation thermique pendant l'overclocking.