7 défis clés dans la fabrication de PCB multicouches : insights d'experts

Les circuits imprimés (PCB) sont ce qui fait fonctionner tous les appareils électroniques. Quand quelque chose ne va pas sur le PCB, l'appareil risque de ne pas performer comme prévu. Les problèmes de PCB sont des défis majeurs pour les fabricants, car beaucoup de choses peuvent mal tourner, surtout dans le processus de fabrication de PCB multicouches. Voici une liste de 7 problèmes dans la fabrication de PCB multicouches.

En connaissant ces problèmes, en tant que concepteur, vous les garderez à l'esprit lors de la construction de votre PCB, espérant les éviter et prévenir les dommages.

Conception

Lors de la conception de PCB multicouches, des problèmes de courbure (bow) et de torsion (twist) peuvent survenir. La courbure et la torsion sont des caractéristiques courantes pour déterminer la planéité des PCB. La courbure est une courbure cylindrique ou sphérique du circuit. La torsion est une déformation parallèle à la diagonale du PCB.

Les fabricants peuvent prendre plusieurs mesures pour éviter bow et twist : utiliser des paramètres de pressage appropriés pour réduire les contraintes sur le PCB ; éviter de mélanger des matériaux de plusieurs fournisseurs ; utiliser des matériaux conformes aux directives RoHS ; employer des fours horizontaux pendant le durcissement pour éviter bow et twist.

Pressage des PCB multicouches

Les PCB multicouches contiennent plus d'une couche, d'où la nécessité d'un empilement (stack-up). Le stack-up est l'arrangement des couches isolantes et de cuivre avant la conception du layout.

Lors de la fabrication, les défis surviennent lors du pressage des couches isolantes et de cuivre ensemble. La majorité des fabricants rencontrent des difficultés à presser les composants multicouches.

Pour un bon empilement, les fabricants doivent utiliser les meilleures machines adaptées et les meilleurs matériaux de stratification.

Sélection du matériau de substrat

Les matériaux de PCB ont deux fonctions essentielles : conduire l'électricité et isoler entre les couches de cuivre conductrices. Il est donc facile de comprendre pourquoi le choix du substrat est vital pour le succès ou l'échec de votre PCB. Outre l'impact sur le comportement thermique, les matériaux affectent les caractéristiques mécaniques et électriques.

1. Constante diélectrique

Comme la majorité des fonctions du PCB sont déterminées par le substrat, les matériaux à haute fréquence requièrent une application dans les PCB haute fréquence et haute vitesse. Cependant, ces substrats doivent avoir une constante diélectrique faible et stable.

2. Propriétés du substrat

Le substrat doit bien performer en résistance thermique, stabilité, résistance à l'impact, résistance chimique, fabricabilité. Pour les PCB haute vitesse/fréquence, le substrat doit avoir une faible hygroscopicité. Le cuivre doit avoir une forte résistance au décollement.

3. Isolation

Le FR4 (FR-4) est l'un des meilleurs matériaux de substrat multicouche polyvalents et peu coûteux, offrant d'excellentes performances. Le FR-4 offre une excellente isolation électrique avec une haute rigidité diélectrique.

Fabrication PCB multicouche — Fabrication de vias bouchés par résine

Le processus de bouchage par résine est standard dans l'industrie du PCB, surtout pour les produits haute fréquence nécessitant une grande épaisseur et un grand nombre de couches. L'application s'étend désormais aux panneaux HDI. Il est souhaitable d'utiliser le bouchage par résine pour résoudre les problèmes que le remplissage sous pression ou le bouchage à l'huile verte ne peuvent résoudre.

Dans la fabrication multicouche, le trou bouché par résine est un problème fréquent. La meilleure solution est d'utiliser une machine de bouchage sous vide.

Le bouchage par résine est une mesure préventive pour sécuriser les vias contre le flux indésirable de soudure, surtout pendant le brasage et l'assemblage. L'usage principal de la résine est de lier les fibres et de les protéger des facteurs extérieurs.

Fabrication de trous de dissipation thermique denses

Lors de la fabrication de PCB, vous pouvez rencontrer des questions de dissipation thermique. La dissipation est un transfert de chaleur. Elle se produit quand un objet plus chaud est placé dans un environnement où la chaleur se transfère vers des objets plus froids. Cela se fait par convection, conduction, rayonnement.

Les problèmes de dissipation thermique sont fréquents chez les fabricants. Pour y remédier, utilisez les meilleurs matériaux de dissipation recommandés, comme l'aluminium.

Fabrication PCB multicouche — Production de back-drilling (forage arrière)

Le back-drilling (forage arrière à profondeur contrôlée) est une technique de fabrication courante sur les PCB multicouches haute vitesse pour réduire les parasitiques générés par les trous métallisés traversants. Il permet d'éliminer les portions inutilisées (embouts, barillet de cuivre) d'un trou traversant.

Le back-drilling réduit les interférences de bruit, améliore l'intégrité du signal et réduit la difficulté de fabrication. Dans la fabrication multicouche, le back-drilling est un grand défi. Les défis probables incluent : nettoyage des trous, affaissement de barite, pipe coincé, perte de circulation, instabilité des schistes.

Fabrication PCB multicouche — Tests

La phase de test est essentielle dans le cycle de développement des PCB. Réalisée tout au long de la fabrication, elle permet d'économiser de l'argent et d'éviter les difficultés lors de la production finale.

Malheureusement, en fabrication multicouche, la majorité des fabricants échouent à employer les meilleures méthodes de test. Les tests recommandés sont : test de carte nue, test en circuit, test fonctionnel, test au niveau assemblage. Les tests, surtout en multicouche, identifient les défauts techniques.

Résumé

Voici les sept problèmes de la fabrication de PCB multicouches. La prochaine fois que vous aurez besoin d'un PCB multicouche, faites confiance à WellPCB.

Pour le PCB dont vous avez besoin, contactez WellPCB. Vous bénéficierez d'une expérience de fabrication multicouche de haute qualité et de procédures de test strictes visant à éviter les problèmes mentionnés.

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