Une coulée de cuivre est un composant de la conception des cartes de circuits imprimés (PCB). Les PCB, qui sont des cartes minces recouvertes de chemins électriques, sont utilisés dans la plupart des appareils électroniques et utilisent le cuivre métallique comme conducteur électrique. Bien qu’une partie du cuivre soit gravée pendant le processus de fabrication des PCB, d’autres 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 a une très haute conductivité. La structure du cuivre au niveau atomique consiste en un réseau d’atomes maintenus ensemble par des liaisons métalliques faibles. 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 des signaux électriques d’un composant électronique de la carte à un autre. Dans la plupart des cas, un PCB est fabriqué en laminant une fine feuille de cuivre sur un matériau de substrat inerte pour le support. L’excès de cuivre est ensuite éliminé à l’aide de produits chimiques, en ne préservant que les connexions nécessaires au 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 relativement grand de cuivre sur la carte. Puisqu’il remplit la carte autour des composants électroniques individuels, le cuivre versé peut également connecter ces composants et conduire l’électricité. Les zones d’un circuit imprimé destinées au coulage du cuivre sont planifiées et modélisées à l’avance pendant le 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 électrique, des autres composants et n’y est connectée que comme matériau de mise à la terre. L’électricité dans les circuits imprimés d’un appareil électronique est mise à la terre ou acheminée vers le cuivre versé, ce qui donne aux circuits imprimés 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 thermiques sont des substances qui transmettent l’excès de chaleur des composants à haute température et sont utilisées dans l’électronique pour empêcher la surchauffe des appareils. Dans un PCB, l’énergie thermique générée par les pièces électriques peut être acheminée dans la coulée de cuivre, permettant au circuit imprimé de fonctionner plus efficacement.