Problèmes de conception de PCB fréquemment rencontrés

La forme la plus élémentaire de conception pour la fabrication telle qu'elle s'applique aux PCB est l'utilisation des règles de conception et la vérification des règles de conception dans le logiciel de conception de PCB. La vérification des règles de conception (DRC) est le processus d'examen d'une conception pour voir si elle est conforme aux capacités de fabrication d'un fabricant de PCB. En règle générale, le concepteur obtient les tolérances les plus élevées qu'un fabricant de PCB prend en charge auprès du fabricant, charge ces tolérances dans son programme de conception, puis exécute un test de règle de conception sur sa conception potentielle. Les vérifications des règles de conception sont généralement intégrées dans les logiciels de conception de circuits imprimés et ne sont généralement pas considérées comme un service complémentaire. Un logiciel d'analyse de conception plus avancé pour la fabrication est également disponible pour rechercher des défauts de conception plus complexes et moins évidents. En règle générale, la vérification du logiciel DFM est proposée par les fabricants de PCB aux clients en tant que service supplémentaire. La raison de cette distinction est due au coût supplémentaire du logiciel DFM haut de gamme et à la formation supplémentaire requise pour son utilisation.

1. Thermiques affamés

Les thermiques affamés se produisent lorsque les pistes de décharge thermique connectées à un plot ne sont pas correctement connectées au plan de cuivre associé. Très souvent, l'espacement entre les vias passera une vérification des règles de conception de base, mais les traces de décharge thermique attachées seront interrompues et les vias affectés seront isolés de manière inappropriée de leurs coulées de cuivre assignées. Ce problème survient le plus souvent lorsque plusieurs vias sont placés à proximité les uns des autres.

2. Pièges à acides

Lorsque deux pistes sont jointes à un angle très aigu, il est possible que la solution de gravure utilisée pour retirer le cuivre de la carte vierge soit "piégée" à ces jonctions. Ce piège est communément appelé piège à acide. Les pièges à acide peuvent entraîner la déconnexion des traces de leurs réseaux assignés et laisser ces traces en circuit ouvert. Le problème des pièges à acide a été réduit ces dernières années par le passage des fabricants à l'utilisation de solutions de gravure photo-activées. Ainsi, même s'il est toujours judicieux de s'assurer que vos traces ne rencontrent pas d'angles aigus, le problème est moins préoccupant qu'il ne l'était par le passé.

3. Argents

Si de très petites portions d'une coulée de cuivre ne sont connectées qu'à de plus grandes portions de la même coulée de cuivre par une trace étroite, il est possible qu'elles se détachent pendant la fabrication, "flottent" vers d'autres parties de la carte et provoquent des courts-circuits involontaires. Les problèmes posés par l'argent ont été réduits ces dernières années par le passage des fabricants à l'utilisation de solutions de gravure photo-activées. Ainsi, même si les argents doivent encore être évités dans les conceptions, ils ne sont plus un problème aussi prédominant que par le passé.

4. Bague annulaire insuffisante

Les vias sont réalisés en perçant des pastilles de chaque côté d'une carte et en plaquant les parois de ces trous pour relier les deux côtés de la carte. Si la taille de la pastille indiquée dans la conception est trop petite, le via peut échouer car le trou de forage occupe une trop grande partie des pastilles. La taille minimale de l'anneau annulaire fait généralement partie du processus DRC. Ce problème est mentionné ici en raison de l'occurrence assez fréquente de coups de forage manqués dans les cartes de prototypage.

5. Via dans les tampons

Parfois, il peut être pratique de concevoir des vias à positionner à l'intérieur d'un plot de circuit imprimé. Cependant, les via in pads peuvent causer des problèmes lorsque vient le temps d'assembler la carte. Via éloignera la soudure de la pastille et entraînera un montage incorrect du composant associé à la pastille.

L'image ci-dessous montre la différence entre via in pad PCB et PCB normal.

6. Cuivre trop près du bord de la carte

Normalement détecté lors des vérifications des règles de conception, placer des couches de cuivre trop près du bord d'une carte peut provoquer un court-circuit entre ces couches lorsque la carte est coupée à la bonne taille pendant le processus de fabrication. Bien que ce type d'erreur doive être détecté à l'aide des fonctionnalités DRC généralement disponibles dans les logiciels de conception de PCB, un fabricant de PCB qui effectue une vérification DFM détectera également ce problème.

7. Masque de soudure manquant entre les pastilles

Dans les dispositifs à petit pas de broche très étroitement espacés, il est assez courant qu'il n'y ait pas de masque de soudure entre les broches en raison des paramètres de conception standard. L'omission dudit masque de soudure peut conduire à la formation de ponts de soudure plus facilement lorsque le composant à pas de broche fin est fixé au PCB lors de l'assemblage.

Nous fournissons des services professionnels d'assemblage de PCB depuis des années, nous sommes capables de nous abstenir de manquer de masque de soudure entre les pastilles. L'image ci-dessous montre notre masque de soudure de haute précision entre des pastilles QFN à pas de 0,4.

8. Désactivation

Lorsque de petits composants passifs à montage en surface sont soudés à un assemblage de circuits imprimés à l'aide d'un processus de refusion, il est courant qu'ils se soulèvent à une extrémité et deviennent une "pierre tombale". La désactivation peut grandement affecter les rendements en PCB et augmenter rapidement les coûts de production. La source de désactivation peut être des modèles d'atterrissage incorrects et un soulagement thermique déséquilibré sur les coussinets de l'appareil. La désactivation peut être efficacement atténuée par l'utilisation de vérifications DFM.

L'image ci-dessous est un exemple de désactivation et son schéma.

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