Historiquement, la fabrication des PCB et la livraison des produits finis ont précédé les méthodes de test permettant de valider les PCB. Dans les années 1970, les PCB étaient fabriqués et expédiés sans validation par test électrique. Mania a introduit les tests électriques dans l'industrie, et peu de temps après, ces tests sont devenus une norme et une exigence pour tous les produits, à l'exception des plus simples.

Au cours de la décennie suivante, les PCB étaient testés à l'aide de la méthode de programmation par carte «Golden". Cette méthode consistait à utiliser un PCB fini provenant d'un lot de fabrication, à le placer sur un dispositif de test, puis à initier un programme d'apprentissage automatique pour détecter les courts-circuits et les ouvertures. Si un second PCB correspondait au premier, ce dernier était alors désigné comme la «Golden board". Cependant, l'un des défauts majeurs de cette méthode est qu'elle était susceptible de ne pas détecter les erreurs présentes dans les données de fabrication fournies. Elle permettait également aux erreurs de conception CAM de passer inaperçues jusqu'à l'assemblage. La solution est finalement apparue à la fin des années 1980, lorsque la comparaison CAM et netlist a été introduite. Un logiciel a alors permis de valider les données reçues avant le début de la fabrication et de générer un programme de test électrique (ET) pour valider le PCB fini. Cette méthode a réduit le temps de cycle des produits, évité la perte de matériaux et optimisé le temps de fabrication tant au niveau de la production des PCB que de leur assemblage.

Une expérience similaire peut être observée avec le TDR et le téléchargement de programmes AOI.

Aujourd’hui, l’industrie fait face à un nouveau défi concernant la fiabilité des microvias, en particulier après le passage au four lors de l'assemblage, lors de la retouche ou en fonctionnement sur le terrain. Comme pour les tests électriques à l’époque, l'industrie a conçu des PCB utilisant des microvias sans évaluer les propriétés thermiques des matériaux ni les géométries de conception. Les fabricants ont produit des circuits imprimés et les ont évalués selon des normes établies telles que l'IPC-6012. Cependant, lorsque des défaillances difficiles à détecter sont survenues après l'assemblage, une méthode de test, l'IPC-TM-650 2.6.27, a été mise en place, accompagnée d'une mise en garde dans la révision de l’IPC-6012 (section 3.6 sur l'intégrité structurelle). Bien que le test d’un coupon D selon IPC-TM-650 2.6.27 ait permis de valider que les PCB finis étaient sûrs pour l'assemblage, il n'a pas empêché un fabricant de produire un mauvais design. Jusqu’à présent, il n'existait pas de méthode permettant de simuler une conception de PCB et de valider la sélection des matériaux, l'épaisseur diélectrique, la taille et la configuration des microvias (simples, empilés ou décalés) afin de garantir leur résistance à six cycles de refusion.

Comme pour l'évolution des tests électriques et l'utilisation de logiciels pour valider la conception et le test final, nous disposons désormais d'un logiciel permettant de valider l'intégrité structurelle d'un microvia avant qu'un empilement PCB ne soit approuvé et mis en fabrication. L'industrie a maintenant la possibilité de valider la conception, de fabriquer un design de microvia en toute confiance et de s'assurer que le PCB répond aux exigences structurelles grâce aux tests OM selon IPC-TM-650 2.6.27.

Pour plus d'informations, écoutez Gerry Partida sur le podcast d'Altium, Design Reliable Multiple Stack Microvias Like a Pro (altium.com).

Champ électrique

Avant de discuter de ce qu'est un champ électrique, examinons le champ gravitationnel de la Terre pour obtenir des réponses générales sur les champs.

Champ gravitationnel

Lorsque nous pensons à la gravité, nous avons tendance à imaginer des objets courants tombant vers la surface de la Terre. Mais cela ne représente qu'une partie de l'interaction. Nous ne pensons pas à l’attraction de la Terre envers ces objets du quotidien, car l’accélération de la Terre vers ces objets est imperceptiblement petite.

Et nous ne pensons certainement pas aux objets du quotidien exerçant une force gravitationnelle les uns sur les autres, car cette interaction gravitationnelle est si faible que nous ne l’avons jamais observée directement. En dehors d'expériences soigneusement conçues, il faut généralement un objet de taille astronomique pour générer les forces nécessaires à l'observation d'une interaction.

Faisons les calculs

En utilisant la masse gravitationnelle de deux objets, la constante de proportionnalité G et la distance entre les centres de masse des objets, nous pouvons déterminer la force d’attraction gravitationnelle entre eux. Pour effectuer les calculs correctement, nous devrions prendre en compte la masse et l’emplacement exacts de chaque gisement de pétrole et de minéraux, chaque roche, chaque vague, chaque personne et chaque autre objet sur et dans la Terre. Mais cela représente trop de travail, donc nous supposons une sphère homogène.

Tous les humains vivant près de la surface de la Terre, des mineurs souterrains aux pilotes d'avions commerciaux, subissent cette même accélération vers le centre de la Terre. Il est bien plus simple de travailler avec g = 9,8( m / ^s² ) que de procéder à cette dérivation à chaque fois que l'on souhaite déterminer l'accélération d'un nouvel objet. La masse de l'objet s'annulant systématiquement, l'accélération sera toujours d'environ g = 9,8( m / ^s² ) .

La Terre n'est pas homogène et n'est pas une sphère. C'est un ellipsoïde avec des montagnes et des vallées, des gisements de pétrole et de minéraux, des océans et toutes sortes de caractéristiques uniques. Le champ gravitationnel qui entoure la Terre n'est pas uniforme.

Imaginez que vous laissiez tomber un objet à 800 endroits répartis de manière égale autour du globe et que vous dessiniez une flèche à cet endroit pour indiquer la direction de l'accélération. Dans ce cas, vous pourriez vous retrouver avec l'image ci-dessous.

Champs vectoriels

Si la longueur de la flèche est proportionnelle à la grandeur de l'accélération, la flèche devient un vecteur. Mathématiquement, l'ensemble des vecteurs est un champ vectoriel, et une valeur est définie partout dans la région, pas seulement aux emplacements définis par les flèches.

Les champs sont des constructions mathématiques qui montrent comment les propriétés d'un objet changent dans une région à deux ou trois dimensions.

Étant donné que le champ vectoriel que nous avons utilisé dans notre exemple est dû à la gravité, un autre nom pour la collection de flèches est un champ gravitationnel .