PCB double face perforé

Les PCB double face perforés multi-dimensionnels sont des plaques de prototypage pré-perforées, vendues dans plusieurs formats : 2 × 8 cm, 3 × 7 cm, 4 × 6 cm, 5 × 7 cm, 7 × 9 cm et 8 × 12 cm. Toutes partagent la même grille au pas de 2,54 mm et les mêmes trous métallisés ; seule la surface change. C’est le format qui décide de ce qui tient sur la carte, et c’est donc lui qu’il faut choisir avant de souder la première patte.

Ces plaques ne portent rien : ni composant, ni piste, ni programme. C’est un support de soudure, qui reçoit un montage déjà mis au point sur plaque d’essai et le fige définitivement. La page présente la gamme complète et chaque format se commande séparément, selon la taille du montage à loger.

Ce que les six formats ont en commun

• Le pas de 2,54 mm partout. C’est celui des boîtiers DIP, des barrettes de broches, des borniers à vis et des modules à pattes du catalogue : ils tombent tous exactement sur la grille, quel que soit le format choisi. Une plaque se remplace par une autre sans retoucher le schéma.
• La même pastille sur les deux faces. Le perçage est métallisé : le cuivre chemise le trou et relie la pastille du dessus à celle du dessous. Elles forment un seul point électrique, ce qui permet de faire passer les liaisons longues au dos de la carte, sous les composants couchés.
• Des pastilles indépendantes. Aucune liaison n’existe avant la soudure : chaque trou reste libre d’affectation, contrairement à une carte à bandes où le schéma de liaison est imposé. Les deux petits côtés portent aussi une rangée de pastilles allongées, pratiques pour raccorder des fils d’alimentation propres.
• Cuivre étamé et FR-4. Les anneaux sont étamés, prêts à la soudure, sur une carte rigide en fibre de verre époxy FR-4 de 1,6 mm sous vernis épargne vert.
• Quatre trous de fixation d’angle. Percés pour des vis M3, ils permettent de visser la plaque sur un fond, des entretoises ou dans un boîtier, et d’éviter que les soudures travaillent quand on branche et débranche les fils.
• Des trous d’environ 1 mm. Ils reçoivent sans effort les pattes de composants de 0,5 à 0,8 mm ; les broches de bornier et les pattes de relais demandent, elles, un perçage à 1,2 ou 1,5 mm.

Les six formats de la gamme

Le tableau donne la cote réelle et la surface utile de chaque format, avec l’usage auquel il correspond le plus souvent. Chaque ligne renvoie à la fiche détaillée du format.

À titre de repère, la densité de pastilles va de 168 sur un 2 × 8 cm à 1 260 sur un 8 × 12 cm : la grille est la même partout, c’est le nombre de pas qui change avec la cote.

Choisir son format : compter en pas, pas en centimètres

La méthode en trois mesures

1. Compter les pas. Un pas fait 2,54 mm, soit un trou sur deux millimètres et demi. Un boîtier DIP-28 occupe 15 colonnes, un bornier à vis deux ou trois colonnes, une carte de développement une colonne par broche.
2. Poser les blocs côte à côte, pas empilés. Additionner les colonnes de l’étage le plus large, puis refaire le calcul pour les rangées. La plus contraignante des deux dimensions donne le format.
3. Garder environ un tiers de libre. C’est la place pour reprendre une patte à la pince, glisser la panne d’un fer entre deux rangées et ajouter la fonction qui manquera plus tard. Un montage qui remplit la plaque à ras bord oblige à recommencer sur le format supérieur.

Un exemple chiffré

Pour reporter un montage à carte de développement : la carte Nano mesure environ 45 mm sur 18 mm, soit 17 colonnes sur 7 rangées. Son étage d’alimentation ajoute deux condensateurs et deux borniers sur 8 colonnes de large ; deux étages de sortie réclament 20 colonnes de plus. Total : environ 30 colonnes sur 12 rangées, plus les entrées. Un 5 × 7 cm les reçoit, mais sans marge ; un 7 × 9 cm les reçoit avec les deux côtés libres pour les borniers d’entrée et de sortie. C’est le format que l’on choisit dans ce cas.

Quand hésiter entre deux formats

Prendre le plus grand. Un montage qui ne rentre pas oblige à recommander une seconde plaque et à dessouder ce qui était déjà en place, alors qu’une plaque un peu plus grande reste utile pour l’étage suivant. Dans l’autre sens, ne pas surdimensionner un montage qui doit entrer dans un boîtier précis : mesurer d’abord le logement disponible, trous de fixation compris.

Reporter un montage de la plaque d’essai vers la plaque perforée

Le geste utile avec ces cartes est le passage de la breadboard, aux contacts enfichables, à une plaque soudée, qui ne bouge plus. La méthode importe plus que le format : elle évite de dessouder ce qui a été mal placé.

Matériel

• le montage qui fonctionne déjà sur plaque d’essai, sous les yeux, alimenté si possible ;
• la plaque perforée au format choisi, ainsi qu’une carte de développement Nano ou sa carte d’origine ;
• un régulateur 7805 avec ses condensateurs, si l’alimentation doit être portée sur la carte ;
• un circuit ULN2803A seul boîtier de 18 broches qui remplace huit transistors quand le montage commande plusieurs sorties ;
• de l’étain fin, du fil de câblage dénudé de 0,5 à 0,8 mm, un fer à pointe fine, une pince coupante et un multimètre.

Étapes

1. Photographier le montage en place. Une photo nette de la breadboard avant de toucher à rien : c’est la référence quand un fil aura bougé.
2. Relever le schéma en blocs. Alimentation, commande, sorties. Chaque bloc reçoit un rectangle au crayon sur la plaque. Dessiner d’abord évite de souder dans un ordre qui bloque la suite.
3. Commencer par les lignes d’alimentation et de masse. Un fil dénudé soudé pastille après pastille le long d’un bord sert de colonne vertébrale ; les deux lignes sont tracées avant tout composant, décalées de deux rangées. Chaque étage s’y raccordera au plus court.
4. Placer les composants les plus encombrants d’abord — barrettes de broches, support de circuit intégré, borniers — puis les petits autour. Un condensateur ajouté après coup se glisse encore près d’une patte, un bornier non.
5. Souder composant par composant, en vérifiant au fur et à mesure. Deux à trois secondes de contact suffisent par patte ; sur ces cartes, une pastille surchauffée se décolle et le trou devient inutilisable.
6. Faire passer les liaisons longues au dos de la carte. C’est tout l’intérêt du double face : les fils relient les pastilles du dessous, la face visible reste lisible, avec les composants et leurs références.
7. Ramener les raccordements aux bords. Borniers à vis ou barrettes sur les petits côtés, pour que les fils entrent et sortent par l’extérieur du futur boîtier, jamais par-dessus les composants.
8. Contrôler avant la première mise sous tension. À l’ohmmètre, hors tension : aucune continuité entre la ligne d’alimentation et la masse, ni entre deux rangées voisines. Couper les pattes à 1 mm au-dessus de la pastille et inspecter le dessous à la lumière rasante, une patte longue pouvant toucher une pastille de l’autre face.
9. Réalimenter avec la même source qu’à l’essai, avant de remonter le montage dans son boîtier, puis replacer les vis d’angle.

Points d’attention

• La découpe se décide avant la première soudure. Une plaque se recoupe à la scie à métaux fine ou au disque à tronçonner ; recouper une carte déjà garnie fait vibrer les soudures et arracher des pastilles. Ébavurer à la lime fine ensuite, et essuyer le plan de travail : la poussière de verre est irritante.
• Le FR-4 ne se casse pas à la rayure. La rayure au cutter suivie d’une cassure effrite le bord en biais et abîme les pastilles de la rangée voisine.
• Un pont d’étain entre deux rangées suffit à mettre l’alimentation en court-circuit. Le contrôle à l’ohmmètre prend dix secondes et se fait à chaque fois.
• La chute de tension des régulateurs se paie en chaleur. Un 7805 qui abaisse du 12 V en 5 V dissipe le reste en chaleur : sur les petits formats, le laisser près d’un bord, ou alimenter la carte directement en 5 V.
• Ne pas souder dans les quatre trous d’angle. Ils servent à visser la plaque et doivent rester libres.
• Un montage de puissance et un montage logique cohabitent mal sur une petite surface. Sur les formats 4 × 6 et 5 × 7, un relais ou un moteur à côté d’un capteur fait trembler la mesure : garder au moins deux rangées libres entre les deux zones, ou passer au format supérieur.
• Travailler sur un support plat. Une carte de 120 mm se soude mal en l’air ; la poser à plat, quitte à la maintenir par une pince, évite de plier les pattes déjà soudées.
• Ranger les formats par taille. Une plaque nue se mesure mal à l’œil : au bout de quelques montages, deux formats voisins se confondent, et la carte se retrouve trop courte au moment de souder le dernier étage.

Questions fréquentes

Quelle différence avec une plaque d’essai ?

La plaque d’essai sert à mettre au point un montage sans rien souder, mais ses contacts s’écartent avec le temps et les fils se déplacent. La plaque perforée est l’étape suivante : le montage validé y est reporté à la soudure, les liaisons deviennent définitives et le circuit tient dans un boîtier. Les deux ne s’opposent pas, ils se suivent.

Cette page contient-elle plusieurs plaques ou faut-il choisir un format ?

Chaque format est un article à part entière, avec sa propre cote : il se commande séparément. Cette page rassemble la gamme pour permettre de comparer les surfaces au même endroit. Pour deux montages de tailles différentes, prendre deux formats distincts plutôt que de recouper un grand format en deux.

Pourquoi une plaque double face plutôt qu’une simple face ?

Parce que le perçage métallisé rend les deux faces équivalentes. Les liaisons longues passent au dos, un composant traversant se contrôle des deux côtés à l’ohmmètre, et une pastille dont la face supérieure a souffert reste exploitable par l’autre face.

Peut-on y souder une carte de développement sans la fixer définitivement ?

Oui : souder d’abord des barrettes de broches femelles au pas de 2,54 mm à l’emplacement des deux rangées de pattes de la carte. Elle se clipse dessus, se retire pour être reprogrammée et ne coûte rien à dessouder.

Les trous acceptent-ils les broches de bornier et les pattes de relais ?

Pas toujours sans retouche. Les trous font environ 1 mm et reçoivent les pattes de composants de 0,5 à 0,8 mm ; les broches de bornier, les pattes de relais et le gros fil demandent un perçage à 1,2 ou 1,5 mm avec une mèche à métaux. Percer avant de souder les composants voisins, pour ne pas faire vibrer les pastilles.

Faut-il un support pour les circuits intégrés ?

Un support DIP soudé sur la plaque évite de dessouder un circuit intégré pour le remplacer ou le tester hors du montage, et il n’occupe pas plus de place que le boîtier lui-même. Sur un montage de plusieurs boîtiers, c’est le premier achat à faire après la plaque.

Quel format pour une alimentation de laboratoire ou un montage à plusieurs relais ?

Au-delà de deux ou trois blocs, un 8 × 12 cm est le format qui évite d’empiler. En dessous, la partie puissance et la partie commande finissent par se toucher, et les perturbations se voient sur les mesures.

À combiner avec

• Fer à souder 40 W : la puissance qui convient à ces pastilles, avec une pointe fine pour ne pas déborder sur les trous voisins.
• Étain fil à soudure : un fil fin se dose plus facilement quand les pastilles sont serrées.
• Pompe à dessouder : pour reprendre un composant placé de travers, sans arracher la pastille.
• Multimètre DT9205 : continuité et tension, pour les contrôles qui précèdent la première mise sous tension.
• Fils de prototypage mâle-femelle : pour les liaisons entre le montage et la carte de développement, avant soudure définitive.
• Barrette de broches mâles 2,54 mm : pour rendre montable un module ou un connecteur, à clipper et déclipper à volonté.
• Barrette de broches femelles 2,54 mm : soudée sur la plaque, elle reçoit une carte de développement que l’on peut retirer.
• Borniers à vis 2 broches : pour ramener les fils d’alimentation sur le bord de la carte, sans les souder directement.
• Gaines thermorétractables : à glisser sur les fils d’alimentation aux points de soudure, pour éviter qu’un fil ne touche une pastille voisine.
• Vis M3 16 mm avec écrou : pour visser la plaque sur un fond ou des entretoises par ses quatre trous d’angle.
• Boîtier rail DIN PCB 145 mm : pour enfermer la carte finie et la fixer sur un rail, comme un module du tableau.