COMPTOIR
register

×

rtx 2080 ti oc dessous zoom t

Hard du Hard • Comment juger la qualité d'un PCB ?
rtx 2080 ti oc dessous zoom t

Nous parlons souvent des composants, des circuits, de comment sont placés nos petites VRMs... Mais nous oublions souvent la base primordiale de la micro électronique : les PCBs en eux-mêmes. Car oui, les fondations de nos chers composants hardwares sont toutes aussi importantes que le reste des éléments électroniques et peuvent avoir des influences plus ou moins bonnes pour nos installations génératrices de bits. Pour aujourd'hui, nous donc allons parler de : 

 

Comment juger la qualité d'un circuit imprimé dans nos PC et l'influence de leur placement ?

 

hard du hard

 
Mille-feuilles à la résine et fibre de verre sur son lit de vernis

Nous allons commencer par la base de la base : la plaque contenant les pistes. Avant de réaliser des circuits sur plaque, les composants étaient montés sur des dispositifs appelés Turrets Boards avec des plaques en carton huilé ou en bakélite. Après la seconde guerre mondiale, les circuits imprimés apparaissent en utilisant une plaque de bakélite superposée d'une couche de cuivre dans lesquelles on taillait les pistes. Les circuits actuels sont apparus dans les années 70 : plus résistants et moins coûteux grâce à l'utilisation du combo fibre de verre et résine époxy. Depuis, les technologies n'ont que très peu évolué et le mille-feuille de fibre de verre et d'époxy est resté la principale source de circuits imprimés.

 

turret board hdh

Les origines de l'électronique sont encore utilisées par certains fabricants en audio, mais imaginez la difficulté à intégrer des millions de transistors sur une telle plaque !

 

De nos jours, les circuits sont fabriqués sur plusieurs "faces" et permettent donc de leur attribuer des pistes ou des fonctions spécifiques : face de masse, alimentation numérique, alimentation de puissance, signaux... L'avantage est de profiter des capacités isolantes des couches époxy + fibres, limitant les interférences possibles entre pistes par proximité ou émission de signal. Dans certains cas aussi on augmente la résistance entre deux pistes - l'air ambiant n'étant pas forcément le meilleur résistant à cause de l'humidité présente - et permet de limiter les risques d'arcs électriques, tout comme l'ajout de vernis.

 

couche pcb hdh

Voici l'exemple d'un sandwich de piste sur 4 couches, celles-ci étant reliées par des points de connexion métalliques appelés "via"

 

Dernier point important sur le support physique, il s'agit des vernis appliqués en surface. Si vous pensiez que les fabricants mettent de la peinture juste pour faire joli et vous vendre du marketing gaming celle-ci à une autre fonction bien plus utile - même si une simple couche transparente suffit, mais bon, le rouge et le noir ont la cote - qui est d'isoler électriquement les pistes, que ce soit entre-elles ou de l'environnement. Cette couche supplémentaire permet de limiter les impacts des impuretés présentes dans l'air ou d'un éventuel contact mécanique avec un conducteur. Par contre vu sa faible épaisseur, ne vous amusez pas pour autant à coller votre carte mère au châssis.

 

Des routes bien pist... heu, des pistes bien routées !

Si le support est important, il ne serait rien sans les pistes qui vont dessus. Celles-ci sont constituées d'une fine couche de cuivre sur chaque face du PCB qui est ensuite "gravée" - on enlève la matière en excès - pour obtenir notre circuit électronique : l'opération s'appelle le routage. Cette opération constitue principalement à dessiner sous logiciel de CAO - à part quelques fous qui utilisent encore des tables à dessin, les barbares - à quoi ressemble les pistes, les liens entre elles, les positions des composants... Bref c'est l'implantation de notre circuit électronique qui est effectuée.

 

pcb cao hdh

Sur ce dessin issu du logiciel Eagles (un standard de l'industrie), on voit les composants reliés par des pistes dessinées en bleu (face de dessous) et rouge (face de dessus). Les points verts représentent les points de jonction entre pistes, faces et composants.

 

Mais parfois, les pistes font des angles étranges, des espèces de serpentins et autres zig-zag ou tout simplement paraissent dessinées à la main. Pas d'inquiétude, le chef de projet n'a pas oublié son PC allumé avec son enfant de 3 ans devant : dans nos installations où la fréquence est parfois très élevée,  les variations de forme des simples pistes de cuivre deviennent des composants passifs à part entière. Nous ne détaillerons pas le sujet - trop long et trop complexe pour maintenant, ce sera dans un autre épisode dédié - mais à haute fréquence nous pouvons concevoir des bobines et des condensateurs grâce aux pistes. Cela permet en modifiant les formes de créer des filtres, mais peut avoir l'effet inverse et créer des composants parasites. Pour éviter cela, il suffit de créer des pistes à largeur uniforme en limitant les angles trop bruts soit en les cassant soit en réalisant des courbes.

 

geforce rtx 2080 fe pistes

Sur la RTX 2080 FE, nous pouvons voir les pistes entre le PCIe et le GPU qui sont dans tous le sens : ça permet d'éviter des problèmes de perturbations liés à des changements de largeur de piste

 

Un dernier point sur les pistes : dans le cas des alimentations, les tensions et courants influencent comment nous devons tracer nos circuits pour éviter les problèmes. Comme nous l'avons dit, la résistance de l'air n'est pas aussi forte que nous le pensons ce qui peut produire des petits arcs électriques ou des perturbations entre deux pistes trop proches (un effet qui s'accentue si les différences de tensions sont élevées). Les pistes ont aussi une résistance qui dépend de la section de la piste ; comme celles-ci ont une épaisseur définie, il faut jouer sur la largeur pour modifier cette résistance. Si le courant est élevé et notre piste trop étroite, celle-ci va avoir du mal à prendre le courant, va trop chauffer et finir par fondre au mieux, prendre feu au pire - ne rigolez pas, c'est déjà arrivé à certains...

 

Un bon choix pour une bonne durée de vie

Au final, ça nous apporte quoi de savoir tout cela ? Et bien ces éléments sont importants pour une bonne gestion de nos périphériques et si nous avons l'occasion de voir comment est foutu le PCB, nous pouvons avoir une idée de la durée de vie de notre composant. Un PCB doit être rigide et bien dur afin de supporter le poids des composants - c'est le cas des cartes mères qui doivent supporter les ventirads par exemple - sans plier à terme. Un PCB qui ne bouge pas évite tout risque de rupture des pistes par élongation ou cassure. Lors de nos tests futurs sur certains composants, nous vous indiquerons ce type d'information.

 

Un bon PCB est aussi catégorisé par ses pistes et leurs utilisations afin d'être sûr de ne pas se retrouver avec un incendie de ce côté là. Vérifiez que les pistes servant au transport du courant sont soit larges, soit multipliées en plein de petites pistes : pensez au principe d'une corde de chanvre constituée de petits brins qui ne rompt pas d'un coup, mais casse petit à petit. Une piste large permet aussi d'évacuer un peu de chaleur - le cuivre étant un excellent conducteur calorifique - et d'augmenter la surface de contact des refroidisseurs surtout auprès des VRMs. Pour finir, une bonne utilisation de toutes les faces est importante : cela permet de mieux répartir les composants - surtout ceux qui chauffent - et d'éviter des perturbations entre pistes pour augmenter la durée de vie de votre matériel hardware.

 

rtx 2080 ti oc dessous zoom t [cliquer pour agrandir]

Sur cette RTX 2080 Ti Gaming OC de GIGABYTE, la face de dessous permet de gérer le lissage des tensions et les circuits de gestion des phases pour les VRMs. En se positionnant en-dessous, les composants sont moins affectés par la chaleur environnante des circuits d'alimentation et de calcul.

Un poil avant ?

Seasonic détaille encore les soucis de compatiblités de sa série FOCUS PLUS

Un peu plus tard ...

AMD lance deux nouveaux processeurs Ryzen, enfin presque !

Warning: mysql_fetch_row() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/www/vhosts/comptoir-hardware.com/httpdocs/modules/mod_comptoir_info/mod_articles.php on line 33

Warning: mysql_fetch_row() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/www/vhosts/comptoir-hardware.com/httpdocs/modules/mod_comptoir_info/mod_articles.php on line 81 Warning: mysql_fetch_row() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/www/vhosts/comptoir-hardware.com/httpdocs/modules/mod_comptoir_info/mod_articles.php on line 104
Les 16 ragots
Les ragots sont actuellement
ouverts à tous, c'est open bar !
par Un #ragoteur connecté en Auvergne-Rhône-Alpes, le Dimanche 02 Décembre 2018 à 22h40  
par Un rat goth à l'heure en Île-de-France, le Samedi 24 Novembre 2018 à 19h27
J'ai eu des mauvaises expériences avec une carte mère MSI, et deux cartes Sappire. Serait-ce dû aux PCB ?
Non, t'es juste un chat noir!
par ah oué des Hauts-de-France, le Dimanche 02 Décembre 2018 à 20h58  
Je trouve très curieux que l'Apex, l'Extreme et la Dark ne soient toujours pas sur le marché.
L'impression qu'Asus et EVGA ne souhaitent pas sortir un fleuron de gamme sur Z390.

N'y aurait-il pas un "Z395" à venir ? Un "Z395" qui les obligerait à refaire
une intégrale et trop coûteuse gamme de carte mère ?

Un "Z395" qui irait de pair avec un 10 coeurs de chez Intel prévu pour exterminer le 2700X
( bien que le 9900K le surpasse déjà en tout point sauf au prix )

[/ IMAGINAAAA TIONNNN]
par ah oué des Hauts-de-France, le Dimanche 02 Décembre 2018 à 20h44  
par Guillaume L., le Dimanche 25 Novembre 2018 à 21h40
Ce n'est pas automatique mais ça peut être lié. Autant GIGABYTE peut être critiquable parfois sur certaines décisions, autant la qualité de ses PCB pour mobales ou cartes graphiques est irréprochable.

L'utilisation d'un design à 6 couche permet d'isoler 2 faces de plus pour les dédier à certains circuits ; de ce fait , on peut imaginer que pour assurer la stabilité GIGABYTE ait pu dédier une partie du PCB entièrement à la mémoire. L'utilisation de certains matériaux pour la conception (mélanger fibre de verre et céramique) améliore les capacités en haute fréquence. Mais ce en sont que des suppositions, je doute que les fabricants nous laissent voir leurs plans de circuits
EVGA et sa Dark Z390 à 10 couches devrait faire la joie des overclokers
par Un ragoteur mignon en Île-de-France, le Lundi 26 Novembre 2018 à 10h17  
 
ou d'un éventuel contact mécanique avec un conducteur. Par contre vu sa faible épaisseur, ne vous amusez pas pour autant à coller votre carte mère au châssis.

En effet, j'ai déjà eu le droit à la prise molex qui viens pendouiller sur la carte graphique, Paf!
Pas de crocapics, mais une jolie odeur de barbecue.
par Guillaume L., le Dimanche 25 Novembre 2018 à 21h40  
par Jemporte, le Dimanche 25 Novembre 2018 à 18h46
Les dessins en 6 couches permettraient-ils une plus grande stabilité par rapport aux dessins équivalents 4 couches ?
Ce n'est pas automatique mais ça peut être lié. Autant GIGABYTE peut être critiquable parfois sur certaines décisions, autant la qualité de ses PCB pour mobales ou cartes graphiques est irréprochable.

L'utilisation d'un design à 6 couche permet d'isoler 2 faces de plus pour les dédier à certains circuits ; de ce fait , on peut imaginer que pour assurer la stabilité GIGABYTE ait pu dédier une partie du PCB entièrement à la mémoire. L'utilisation de certains matériaux pour la conception (mélanger fibre de verre et céramique) améliore les capacités en haute fréquence. Mais ce en sont que des suppositions, je doute que les fabricants nous laissent voir leurs plans de circuits
par Jemporte, le Dimanche 25 Novembre 2018 à 18h46  
Alors, une chose étonnante :
Gigabyte fait des cartes mères AM4 pour AMD. Lors de l'interrogation des débuts de Ryzen sur quelle carte allait supporter la mémoire ECC supportée par les Ryzen, il y a eu des réaction différentes selon les fabricants.
Asrock et Asus ont progressivement étendu le support à presque toute la gamme (parfois grâce à une nouveau firmware Bios), MSI ne supporte pas l'ECC, du moins pas la fonctionnalité (sans que ça rende forcément incompatible le fonctionnement des barrettes), et Gigabyte a eu cette réaction étrange : seules les cartes concçues en 6 couches, donc "de meilleure qualité" (dixite Gigabyte) reçoivent le support de la mémoire ECC. Et le liste est contenue chez Gigabyte, notamment aux seuls haut de gamme X370 et à un seul très haut de gamme X470, mais concerne aussi leurs gamme mini-ITX (au dessin bien dense) B350 et B450 pas forcément haut de gamme, ce qui prouve que ce n'est pas le soin "haut de gamme", mais le "6 couches" qui font le différence permettant d'activer l'ECC selon Gigabyte.
Les dessins en 6 couches permettraient-ils une plus grande stabilité par rapport aux dessins équivalents 4 couches ?
Manifestement Asus et Asrock n'en ont cure, sans que ce soit un signe prêtant à avoir plus confiance.
par Guillaume L., le Dimanche 25 Novembre 2018 à 09h49  
par Un rat goth à l'heure en Île-de-France, le Samedi 24 Novembre 2018 à 19h27
J'ai eu des mauvaises expériences avec une carte mère MSI, et deux cartes Sappire. Serait-ce dû aux PCB ?
Dit comme ça, c'est compliqué. Les problèmes liés aux PCB sont plus de l'ordre des court-circuits ou des cartes qui plient. Mais avant ça, ce sont souvent les parties liées à l'alimentation qui lâchent, il faut que tu nous en dise plus sur tes mauvaises expériences
par Un rat goth à l'heure en Île-de-France, le Samedi 24 Novembre 2018 à 19h27  
J'ai eu des mauvaises expériences avec une carte mère MSI, et deux cartes Sappire. Serait-ce dû aux PCB ?
par Betelgeuse des Pays de la Loire, le Samedi 24 Novembre 2018 à 10h40  
par Salgas, le Vendredi 23 Novembre 2018 à 22h06
Un peu de hard sa m'émoustille la rétine , le truc qui me fascine c'est les pistes en serpentin, de mémoire c'est une histoire de distance, pour que le signal arrive au même moment, enfin je crois xD
Oui, tout à fait,Les temps de transfert sont différents selon les signaux,le fait de faire "zigzaguer" les pistes permet d'assurer les bon timings.
Ça se joue à la nanoseconde près parfois, si le front montant d'une data arrive juste avant celui d'une horloge par exemple, c'est parfois le bug !

La largeur des pistes (qui permet de diminuer leur résistance) permet de faire passer plus de courant, sinon ça chauffe et ça crame au bout d'un moment...

Les problèmes de PCB que je rencontre (au boulot), c'est surtout les vias (qui font la liaison entre les différentes couches) qui se fissurent sous les contraintes mécaniques et thermiques.

Aussi parfois des problèmes de délaminage, le PCB peut gonfler pendant le passage au four de refusion.
Les PCB viergegs s'il n'ont pas été étuvés en étuve sèche se charges humidité, ça fait des bulles et ça gonfle pendant la refusion, et là c'est la cata...
par Salgas, le Vendredi 23 Novembre 2018 à 22h06
Un peu de hard sa m'émoustille la rétine , le truc qui me fascine c'est les pistes en serpentin, de mémoire c'est une histoire de distance, pour que le signal arrive au même moment, enfin je crois xD
par Un gilet jaune... en Île-de-France, le Samedi 24 Novembre 2018 à 09h19  
Encore un article des plus intéressant.
Pour avoir démonté quelque PS3 et 360, je suis toujours en admiration devant les pcb Sony "PS3 smartphone ou autre" et la limite de l'amateurisme de Microsoft pour la 360.
par Un ragoteur RGB en Bourgogne-Franche-Comté, le Samedi 24 Novembre 2018 à 04h44  
Merci beaucoup c'est très intéressant
par pascal2lille, le Vendredi 23 Novembre 2018 à 22h16  
C'est pas le groupe de rock Eagles mais bien du logiciel Eagle (sans S)
Que de souvenir, j'ai utilisé cet excellent logiciel de CAO sous DOS pour faire mes typons afin de gravé mes propres PCB et montages Elektor
Aujourd'hui, la société allemande a été rachetée par Autodesk localisée au USA.