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Informations sur la technologie
Nos équipes fabriquent des PCB depuis plus de 30 ans. Vous trouverez ci-dessous quelques conseils de bonnes pratiques et des ressources de conception pour vous aider dans le processus de conception.
Contre-perçage
Moyens rentables d'améliorer l'intégrité du signal
Le perçage est une méthode économique permettant d'améliorer l'intégrité du signal sans ajouter de structures de sous-lamination supplémentaires coûteuses. Ce procédé permet de supprimer la partie inutile d'un cylindre de via qui peut provoquer des réflexions de signal à des débits de données élevés ou sur des conceptions RF à haute fréquence.
Avantages:
- Réduit la gigue déterministe de plusieurs ordres de grandeur, ce qui entraîne un taux d'erreur binaire inférieur.
- Réduit l’atténuation du signal grâce à une meilleure adaptation d’impédance.
- Réduit le rayonnement EMI/EMC de l'extrémité du stub et augmente la bande passante du canal.
- Réduit l'excitation des modes de résonance et la diaphonie via-via.
- Réduit les structures de stratification supplémentaires.
- Minimise l'impact sur la conception et la mise en page avec des coûts de fabrication inférieurs à ceux du laminage séquentiel.
- Améliore les performances RF micro-ondes.
Considérations de conception :
- Réduit la gigue déterministe de plusieurs ordres de grandeur, ce qui entraîne un taux d'erreur binaire inférieur.
- Réduit l’atténuation du signal grâce à une meilleure adaptation d’impédance.
- Réduit le rayonnement EMI/EMC de l'extrémité du stub et augmente la bande passante du canal.
- Réduit l'excitation des modes de résonance et la diaphonie via-via.
- Réduit les structures de stratification supplémentaires.
- Minimise l'impact sur la conception et la mise en page avec des coûts de fabrication inférieurs à ceux du laminage séquentiel.
- Améliore les performances RF micro-ondes.
Simulation d'impédance contrôlée
Pour augmenter les exigences de modélisation d'impédance
Avec l'augmentation des vitesses des circuits modernes, la demande de circuits imprimés à impédance contrôlée de haute qualité continue de croître. Les circuits imprimés à grande vitesse nécessitent des traces d'impédance contrôlée précises pour fonctionner de manière fiable.
Summit Interconnect peut vous aider à vérifier votre conception d'impédance avant qu'elle ne soit envoyée en fabrication.
Notre simulateur d'impédance gère les types courants d'exigences d'impédance caractéristique, notamment :
- Structure PCB à impédance différentielle
- Modélisation d'impédance à une extrémité
- Constructions microruban et stripline
- Guides d'ondes coplanaires et guides d'ondes coplanaires avec mise à la terre
- Solveurs de champs 3D (méthode des éléments de frontière ou BEM)
- Épaisseur du masque de soudure entre et à côté des traces
Utilisé en conjonction avec notre logiciel de modélisation PCB Stack-Up, après avoir défini une tolérance d'impédance, le système génère automatiquement les largeurs de ligne et l'empilement associés.
Équilibrage du cuivre
Créer une distribution uniforme
Un circuit imprimé doit être conçu avec un cuivre équilibré à l'esprit. L'équilibrage du cuivre est nécessaire pour obtenir une planéité constante du circuit imprimé fini. Il améliore également les rendements de fabrication en fournissant une distribution équilibrée du placage de cuivre sur chaque couche du PCB. Le placage équilibré améliore la cohérence de l'épaisseur du placage de cuivre traversant et aide à soutenir la création d'une épaisseur uniforme de conducteur et de plage sur les couches plaquées. Sur les couches internes, l'équilibrage du cuivre aide à maintenir l'épaisseur diélectrique. L'uniformité des couches internes crée une épaisseur globale constante sur l'ensemble du PCB. Il réduit les zones de basse pression du PCB qui, si elles ne sont pas corrigées, peuvent entraîner des problèmes de traitement et nécessiter une refonte.
Épaisseur et résistance du cuivre
Réduisez l'épaisseur du cuivre pour de meilleurs rendements
Les exigences d'épaisseur de cuivre de la couche extérieure doivent être revues car la largeur et l'espacement des traces diminuent en dessous de 0,005". Le cuivre de départ de la couche extérieure déterminera l'espace autorisé sur une conception. Plus le cuivre de base est fin, plus l'espace possible est fin. Le concepteur doit tenir compte du cuivre de départ et des exigences de placage de cuivre des trous pour déterminer le cuivre total de la couche extérieure sur un PCB fini. Les règles IPC pour le cuivre total minimum d'une couche extérieure plaquée sont le minimum de cuivre de départ plus le cuivre minimum dans la paroi du trou plaqué. Par exemple, si la couche extérieure commence avec ½ once (l'épaisseur minimale après traitement est de 0,000512") et que l'exigence dans le trou est de 0,001", le cuivre total minimum de la couche extérieure doit être de 0,001512" ou plus. (Ces informations se trouvent dans l'IPC-6012) Le concepteur doit essayer d'utiliser une référence de cuivre pour répondre aux exigences électriques et tenir compte de la fabricabilité du PCB.
Si vous souhaitez contrôler le cuivre de départ, indiquez simplement sur la fabrication l'épaisseur du cuivre de départ. Si le cuivre est indiqué comme épaisseur de cuivre fini, Summit sélectionnera le cuivre de départ le plus approprié pour obtenir les meilleurs rendements pour votre conception.
Le poids du cuivre est spécifié en onces par pied carré (extrait de la norme IPC 1401)
| Désignation de la Feuille | Terminologie Courante de l'Industrie | Épaisseur Nominale |
|---|---|---|
| Q | 9 µm | 3/4 oz |
| T | 12 µm | 0.5 mil |
| H | 3/4 oz | 0.70 mil |
Calcul de la résistance du cuivre en fonction de l'épaisseur et de la longueur :
Resistance = (0.679×10-6 ohm/inch) (width x thickness inches x length)
Dans la technologie à lignes fines (fine line technology), en utilisant du cuivre de 0,5 oz, avec une trace de 5 mils et une longueur de 5 pouces, la résistivité sera de :((.679x 10-6)/(5x 0.7 x10-6)) x 5 = 0.97 Ω
Structures de l'IDH
Utilisation de vias borgnes, enterrés et empilés sur des conceptions complexes
L'intégration de structures d'interconnexion haute densité (HDI) est couramment utilisée dans les conceptions avancées pour surmonter les problèmes d'espace résultant de composants à E/S élevées et à pas fin. Pour atteindre la densité requise dans les conceptions HDI, la largeur de ligne, l'espacement, les diamètres de trou et les tailles de pastilles doivent tous diminuer. La réduction de l'épaisseur de la feuille de cuivre sur les couches internes, la réduction de l'espacement diélectrique pour maintenir des rapports d'aspect de perçage faibles, l'intégration de vias dans les pastilles et la spécification de l'enveloppe de cuivre correcte sont tous des facteurs critiques pour une conception réussie. Cependant, pour les structures les plus fiables, le respect des directives de conception suivantes donnera les meilleurs résultats.
- Limitez l'empilement des micro-vias à 2 piles. Si plus de 2 couches empilées sont nécessaires, décalez les couches de vias.
- Ne jamais empiler des microvias sur des vias enterrés
- Maintenir un diamètre de microvia de 6 mil, avec un tampon de capture de 12 mil
- Maintenez un rapport hauteur/largeur de 0,75:1 ou moins pour les microvias
- Spécifiez une enveloppe de cuivre de 0,0002 po dans la feuille de départ
- Microvias de remplissage en cuivre
- Concevez un coupon D qui représente toutes les structures via dont la fiabilité peut être testée à l'aide des tests OM
La méthode préférée de Summit pour tester la fiabilité du HDI est le test OM.
Panélisation
Panélisation
Il s’agit d’un facteur essentiel pour déterminer le coût d’un circuit imprimé. L’objectif est de maximiser la plus grande quantité de pièces sur un panneau de production en utilisant des tailles de panneau standard de l’industrie de 12”x18”, 16”x18”, 18”x24” et 21”x24”. Les PCB seront placés sur le panneau individuellement ou dans un sous-panneau, appelé matrice. Une matrice est généralement utilisée si un assemblage pick and place en volume est nécessaire. Une réflexion approfondie doit être menée lors de la conception de la matrice pour garantir que la surface du panneau est maximisée. Une matrice mal conçue peut avoir un impact significatif sur le coût final du PCB.
La taille du panneau doit également inclure tous les « coupons » de validation nécessaires. Les coupons seront créés selon les spécifications du client et de l’industrie et seront placés dans la zone de bordure du panneau. Selon le nombre et le type de coupons requis, les bordures peuvent varier de 0,5 po à 2 po ou plus pour accueillir les coupons. Plus le nombre de coupons requis est élevé, moins il y a d’espace sur le panneau pour les circuits imprimés. Sur demande, Summit fournira une mise en page du panneau de production pour que vous puissiez l’examiner avant la fabrication. Une liste de coupons standard de l’industrie est disponible ci-dessous.
| Coupon | Objectif |
|---|---|
| A/B | Évaluation des trous/vias plaqués, taille, espacement, enregistrement (alignement), stress thermique. |
| Conformité | Simulation de retouche, force de liaison (bond strength), force de pelage (peel strength), tension de tenue diélectrique (dielectric withstanding voltage), résistance à l'humidité/à l'isolation. |
| Impédance | Validation de l'impédance |
| D | Tests de Fiabilité avec les Méthodes de Test OM – Méthodes de Test IPC-TM-650 2.6.27 |
| IST | Tests de Fiabilité avec les Méthodes de Test IST – Méthodes de Test IPC-TM-650 2.6.26 |
| G | Valide l'adhérence du masque de soudure |
Outillage de production
Vérifier et revérifier toutes les cases
Une fois votre commande passée chez Summit, notre équipe de pré-production vérifiera l'intégrité électrique de votre conception en comparant la liste de réseaux CAO fournie aux données de conception. Ce processus ne prend que quelques minutes, mais validera les données de conception et confirmera si tous les réseaux sont connectés et s'il n'y a pas de réseaux cassés ou de courts-circuits involontaires. Voici les pannes typiques que nous constatons :
- Thermiques isolées
- Connexions non routées
- Erreurs de plans séparés
- Courts-circuits involontaires
Blindage
Limitation des interférences EMI/RFI
Si votre application nécessite des limites en termes d'interférences électromagnétiques (EMI) ou de radiofréquences (RFI) ou de circuits basse tension, le circuit imprimé doit être conçu avec un blindage. Les blindages sont des zones métalliques autour d'un conducteur ou d'un groupe de conducteurs qui limitent les interférences.
Constructions de blindage
- Blindage en cuivre massif
- Blindage en cuivre hachuré
- Blindage en argent conducteur solide
- Blindage conducteur en argent quadrillé
Le blindage croisé en argent conducteur n'est pas recommandé pour les applications flexibles en raison de sa caractéristique fragile.
Considérations de conception :
- Le blindage peut être appliqué des deux côtés d'un circuit ou sur des conducteurs sélectifs
- Les blindages en cuivre massif augmentent la rigidité du circuit et doivent être inclus dans le rapport épaisseur/rayon de courbure pour les circuits imprimés flexibles
- Le blindage en cuivre à hachures croisées est généralement le meilleur choix pour les applications flexibles
Empilement et modélisation d'impédance
Un empilement préliminaire peut avoir été créé pour vous pendant la phase de devis, mais il doit être validé par rapport aux données de production finales. Nos ingénieurs utiliseront notre générateur d'empilement automatisé pour créer rapidement un empilement graphique qui montre clairement les types de matériaux, les épaisseurs diélectriques, l'épaisseur globale, le poids du cuivre et l'impédance. Le générateur d'empilement accédera à notre vaste bibliothèque de matériaux rigides, flexibles et préimprégnés pour créer un empilement qui répondra à vos spécifications. Des empilements alternatifs peuvent être rapidement générés si vous cherchez à comparer les coûts, les performances ou à jongler avec les délais de livraison des matériaux. Pour vous aider, nous avons programmé des contraintes basées sur les coûts pour vous aider à déterminer les options les plus économiques qui répondent à vos exigences d'impression. Summit s'engage à utiliser la dernière technologie en matière de systèmes d'ingénierie pour vous accélérer tout au long du processus d'outillage avec des résultats précis.
Lors de la conception de votre PCB, gardez à l'esprit les bonnes pratiques suivantes pour obtenir le meilleur empilement et, en fin de compte, le PCB le plus fiable :
- Concevoir des circuits imprimés multicouches avec un nombre pair de couches pour l'équilibre
- Les couches d'alimentation et de masse doivent être équilibrées par rapport au centre de la carte
- Évitez une répartition inégale du cuivre sur les couches internes car cela affectera la planéité de la carte.
- Créez des ouvertures d'épaisseur diélectrique cohérentes à partir de la ligne centrale du PCB
- Les couches de cuivre doivent être équilibrées à partir de la ligne centrale de la carte
Inscription : Toutes les installations Summit utilisent les outils d'analyse d'inscription Xact® pour fournir la meilleure inscription de sa catégorie pour les exigences d'inscription exigeantes d'aujourd'hui.
Via Remplissage
Créez de l'espace pour les pads et améliorez la fiabilité
Les vias dans les pads avec de l'époxy non conducteur améliorent les performances du signal pour les applications numériques et micro-ondes RF à grande vitesse. Summit a également de l'expérience avec les vias remplis d'époxy conducteur et plaqués solidement avec du cuivre. Summit peut vous aider avec une méthode rentable pour répondre à vos besoins de gestion thermique à grande vitesse. En utilisant le dernier équipement de remplissage de via, Summit peut réaliser un remplissage époxy pour des vias de 8 mil et est capable de remplir des rapports d'aspect de 15:1 avec un diamètre de perçage de 0,010" ou plus. Pour remplir les microvias, les vias en cuivre plaqué fermé sont notre approche préférée. Voici quelques éléments à garder à l'esprit lors de l'intégration de vias remplis dans votre conception :
- Précisez un remplissage à base d'époxy plutôt qu'à base de métal
- Spécifier le remplissage en cuivre sur les microvias de la couche externe
- Conception avec une feuille de départ faible pour réduire l'accumulation de cuivre tout au long des processus de placage séquentiel
Avantages de Via Fill
- Fiabilité améliorée en réduisant le risque d'air ou de liquide emprisonné
- Des pas BGA plus serrés et des interconnexions à densité plus élevée en permettant des conceptions via-in-pad plutôt que des conceptions en os de chien. Summit Interconnect peut prendre en charge les exigences BGA de 0,25 mm.
- Constructions fiables remplies et empilées.
- Surfaces planes en cuivre au-dessus des vias remplis pour des montages de surface plus fiables et des rendements d'assemblage accrus.
- Dissipation thermique améliorée.