Disposition du circuit imprimé HDI - Des aspects particuliers doivent être pris en compte

La disposition des circuits imprimés HDI n'est pas facile, compte tenu des nombreux facteurs qui entrent en jeu et de la complexité du processus de conception lui-même. Ce niveau de difficulté monte de quelques crans lorsque vous souhaitez qu'il soit personnalisé pour répondre à vos spécifications. Votre meilleur pari est de trouver le bon fabricant pour fabriquer un PCB HDI qui répond parfaitement aux besoins de votre entreprise.

Cela dit, vous devez également connaître les aspects spécifiques qui entrent dans la conception afin de pouvoir voir les aspects de personnalisation, et sur cette base, vous pouvez choisir le bon fabricant pour réaliser cette conception personnalisée pour vous.

Taux d'ouverture

L'une des premières choses à considérer dans la conception d'un trou est le rapport d'ouverture. Si vous envisagez d'utiliser le processus de perçage mécanique traditionnel, l'ouverture de votre trou ne doit pas dépasser 0,15 mm et le taux d'épaisseur de la planche par rapport à l'ouverture doit être de 8:1. Vous pouvez aller jusqu'à 12:1 dans des circonstances particulières, mais il est préférable de conserver le ratio habituel de 8:1.

Dans le perçage au laser, l'ouverture du trou de perçage doit être de 3 à 6 millimètres, bien que quatre soient les plus idéaux. De plus, la profondeur du trou par rapport à l'ouverture doit être dans le rapport de 1:1.

Il est important de noter que la taille de l'ouverture diminue pendant le processus de placage lorsque l'épaisseur de la planche augmente car il est difficile pour la solution chimique de pénétrer à travers des planches très épaisses. De plus, lorsque la tension augmente, les défauts deviennent plus visibles, entraînant une panne complète de la carte.

Pour éviter ces problèmes, assurez-vous que la société de conception de PCB que vous choisissez connaît ces ratios et ces techniques. Sinon, vous vous retrouverez avec un taux de rebut élevé et peut-être même un défaut de fabrication.

Types d'empilement de PCB HDI

La base de classification de HDI PCB Stack up est l'ordre des couches avec des trous borgnes. Jetons un coup d'œil à certaines des catégories les plus populaires.

2.1. 1-HDI

Dans cette catégorie, la structure des trous enterrés et borgnes est dans cet ordre.

• 1-2 est un trou borgne

• 6-5 est un trou borgne

• 2-5 est un trou enterré

2.2. 2-HDI non empilés

La structure d'un 2-HDI non empilé est la suivante.

• 1-2 est un trou borgne qui n'est pas empilé

• 2-3 est un trou borgne non empilé

• 8-7 est un trou borgne non empilé

• 7-6 est un trou borgne non empilé

• 3-6 est un trou enterré

2.3. 2-HDI empilés

Voici à quoi ressemble un type 2-HDI empilé.

• 1-2 est un trou borgne empilé

• 2-3 est un trou borgne empilé

• 8-7 est un trou borgne empilé

• 7-6 est un trou borgne empilé

• 3-6 est un trou enterré.

2.4. 2-HDI empilés et remplis de résine

Dans cet exemple, voici comment l'ordre des calques est le suivant.

• 1-2 est un trou borgne empilé

• 2-3 est un trou borgne empilé et rempli de résine

• 8-7 est un trou borgne empilé

• 7-6 est un trou borgne empilé et rempli de résine

• 3-6 est un trou enterré.

Ces exemples mettent en évidence la nécessité pour les concepteurs de considérer la bonne conception asymétrique pour s'assurer que la répartition des trous enterrés et borgnes est telle que le rendement de la carte est maximal. S'il n'y a pas d'uniformité dans la structure de ces trous, cela peut entraîner des contraintes et la formation d'un gauchissement unilatéral, ce qui peut éventuellement diminuer le rendement de la planche.

Flux de processus de conception HDI-PCB

Le flux de processus est essentiel pour toute conception, et un HDI-PCB, en particulier. Il existe une manière spécifique de percer des trous pour s'assurer que la planche est stable et donne un bon rendement, et vous devriez trouver des fabricants qui connaissent le processus exact de conception.

Prenons l'exemple de deux types d'empilement pour avoir une idée du déroulement du processus et de son importance globale pour la conception.

3.1. HDI 4 couches avec un empilement

En général, le flux de processus pour un HDI à 4 couches est relativement similaire à celui d'un PCB ordinaire. La seule différence entre les deux réside dans la séquence des trous de forage. Les concepteurs et les ingénieurs doivent commencer par des trous enterrés de 2-3 couches, suivis du forage mécanique de 1-4 couches, et enfin, du trou borgne de 1-2 et 4-3.

Si ce processus n'est pas suivi, cela peut entraîner des problèmes de fabrication extrêmes, augmentant ainsi le coût de la ferraille et de la production.

3.2. HDI 6 couches avec deux empilements

Dans ce cas, le processus commence par le forage de trous enterrés en 3-4 couches suivi de 2-5 couches, des trous borgnes sur 2-3 et 5-4 couches, des trous sur 1-6, et enfin, le forage de 1 -2 et 6-5 trous borgnes.

Malgré un flux de processus aussi rigoureux, le HDI à 6 couches avec deux empilements n'est pas recommandé, sauf pour les produits avancés. Le taux de rebut du produit sera élevé et les erreurs de contrepoint accumulées ne pourront pas être éliminées.

Disposition des composants HDI-PCB

Un autre aspect essentiel à prendre en compte lors de la conception des cartes HDI-PCB est la disposition des composants. L'espacement entre les composants a un impact important sur la soudabilité et la maintenabilité des cartes.

Idéalement, le fabricant que vous choisissez doit respecter l'espacement suivant pour éviter les problèmes lors de l'installation.

• Les SOP et PIN ordinaires des autres composants doivent avoir une distance minimale de 40 millimètres entre eux.

• Le BGA et le PIN des autres composants doivent être à une distance minimale de 80 millimètres.

• Un PIN dans des composants ordinaires peut avoir un espacement d'environ 20 millimètres.

• Les composants RF, analogiques et numériques doivent être séparés en termes d'espace. En outre, il doit y avoir un espacement élevé entre eux, qu'ils soient du même côté ou d'un côté différent.

• Les signaux haute puissance doivent être éloignés des autres signaux.

Ce sont des spécifications minimales, et le fabricant doit s'efforcer de laisser autant d'espace que possible pour faciliter la soudure, l'assemblage et les retouches si nécessaire.

Comme vous pouvez le constater, la mise en page a une incidence importante sur la conception et les performances finales de votre carte.

Suivi

Un fabricant fiable doit prendre en compte de nombreux aspects différents dans le suivi pour s'assurer que la conception finale est stable et conforme à vos besoins et attentes.

Certains de ces aspects sont :

• Les composants des couches supérieure et inférieure doivent avoir une bonne isolation. le

• La diaphonie mutuelle entre les signaux de la couche interne doit être à un niveau minimum.

• Pour les signaux RF et les zones analogiques, assurez-vous qu'il existe un bon chemin de refusion autour de chaque panneau.

• Suivez les signaux nécessaires avec des niveaux d'impédance élevés avec une priorité plus élevée que les autres signaux.

Il est nécessaire de suivre ces considérations de suivi pour éviter les courts-circuits, les circuits ouverts, une faible absorption et d'autres problèmes liés à une mauvaise conception.

Disposition du circuit imprimé HDI – Taille des pastilles

La taille du tampon a une grande incidence sur le résultat de la conception, en particulier en termes de taille et de poids. Cela peut également réduire la taille globale du produit électronique si c'est l'un de vos objectifs de conception.

Vous trouverez ci-dessous quelques tailles de tampons idéales, bien que la personnalisation de ces tailles soit possible en fonction d'exigences spécifiques.

• La taille du tampon doit être de 3 millimètres au-dessus de la taille du foret pour les vias borgnes et de 10 millimètres au-dessus de la taille des forets pour les vias enterrés et les trous traversants, respectivement.

• Option avancée, la taille du tampon doit être de six millimètres au-dessus de la taille du foret pour les vias aveugles et de 14 millimètres au-dessus de la taille des forets pour les vias enterrés et les trous traversants, respectivement.

• Pour les cartes standard, la taille du tampon doit être de huit millimètres au-dessus de la taille du foret pour les vias aveugles et de 20 millimètres au-dessus de la taille des forets pour les vias enterrés et les trous traversants, respectivement.

Disposition du circuit imprimé HDI – Matériel

Le PCB contient quatre couches, qui sont toutes laminées à chaud en une seule couche. Les matériaux utilisés de la couche supérieure au bas comprennent la sérigraphie, le masque de soudure, le cuivre et le substrat. Parmi celles-ci, la couche de substrat est en fibre de verre et est souvent appelée FR4, ce qui signifie résistant au feu. L'épaisseur de cette couche de substrat peut varier en fonction des besoins et de l'appareil.

Il existe de nombreuses sous-catégories dans chacune des quatre couches ci-dessus qui peuvent dépendre de vos besoins.

Bien qu'ils soient les standards, des planches faites de matériaux moins chers sont également disponibles. Mais ces planches ne durent pas longtemps et ont tendance à perdre rapidement leur laminage, selon le matériau utilisé. Vous pouvez même identifier ces matériaux bon marché par l'odeur qu'ils dégagent pendant le processus de soudure.

Il vous incombe de trouver un fabricant qui utilisera les meilleurs matériaux pour vos besoins.

Disposition du circuit imprimé HDI – Conclusion

Nous espérons que ces informations vous donneront une idée générale de vos aspects lors de la conception d'un PCB HDI. Si vous envisagez de trouver un fabricant pour faire ce travail pour vous, assurez-vous que l'entreprise que vous choisissez comprend ces aspects en profondeur et possède l'expérience et les compétences nécessaires pour créer la carte adaptée à vos besoins.

Le bon fabricant connaîtra ces choses par cœur et ne s'attendra pas à ce que vous saisissiez ces considérations particulières.