Carte à microcircuit :trucs et astuces à connaître

La technologie d'aujourd'hui est assez différente de ce que nous avions dans le passé. Fait intéressant, la taille des composants électriques devient considérablement plus petite. Et il en va de même pour les cartes de circuits imprimés. La réduction de taille permet désormais aux fabricants de PCB de développer des cartes à microcircuits. Ces micro-conceptions font environ la moitié de la taille d'un PCB ordinaire. Cependant, les cartes plus petites nécessitent de nouvelles règles de conception. Ainsi, cet article vous apprendra comment construire une carte à microcircuit. Vous apprendrez également les directives de conception de micro PCB et ce que vous pouvez faire avec ces circuits.

Qu'est-ce qu'une carte à microcircuit ?

Micro PCB

Les microcircuits sont comme des PCB ordinaires mais avec des conceptions plus petites. Ces cartes ont des pistes et des vias plus petits qui permettent de concevoir des circuits plus petits.

Une carte à microcircuit a des méthodes de conception différentes par rapport aux méthodes de conception de PCB standard. C'est aussi plus avancé, car vous ne pouvez pas utiliser de matériaux et de procédés traditionnels pour les fabriquer. La méthode qui fonctionne pour concevoir des cartes à microcircuits est la photolithographie.

Fait intéressant, les PCB traditionnels ont une largeur de ligne minimale de 75 microns, tandis que les cartes à microcircuits peuvent descendre jusqu'à 30. 

PCB traditionnel

Comment fabriquer une carte à microcircuit

Vous devez d'abord considérer la taille de vos ridules. Si vous travaillez avec 30 microns, vous n'aurez pas besoin de la couche de cuivre habituelle d'une once. Plus vous réduisez la largeur de votre ligne, plus votre épaisseur diminue.

Cependant, des traces de cuivre plus fines ne peuvent pas poser de problèmes à votre circuit imprimé. Mais, il y aura des problèmes si vous travaillez avec des applications à courant élevé. Heureusement, une solution simple consisterait à utiliser des traces plus larges et spécifiques pour gérer le flux de courant élevé.

Bien que les lignes fines de 30 microns soient robustes et fiables, les abus physiques peuvent les endommager. Vous pouvez utiliser des masques de soudure pour les rendre plus résistants à la force physique.

De plus, faire adhérer le cuivre à la surface de votre circuit imprimé peut être délicat. Cependant, vous pouvez utiliser des méthodes pour faire adhérer vos microtraces à la surface de votre planche.

De plus, vous devrez surveiller la limite physique de vos petits vias. Si vous concevez en dessous de 50 ou 2 microns, le placage des parois des trous de votre carte peut ne pas être facile et vous pouvez créer des vias de mauvaise qualité.

L'épaisseur de votre stratifié détermine également le diamètre minimum de votre Via.

De plus, choisir de nouvelles technologies plutôt que la technologie traditionnelle des circuits imprimés permettrait d'économiser du temps, des efforts et de l'argent.

Conseils et astuces pour créer le plus petit PCB

Trous et piste PCB

1. Il y a beaucoup de choses à noter lors de la conception de cartes à microcircuits. Ces facteurs incluent la largeur de trace minimale, le trou de perçage, le dégagement minimal du masque de soudure, la taille du texte et bien d'autres. En vérité, la combinaison de ces facteurs aidera à déterminer la taille de votre circuit imprimé.

2. Une autre astuce pour créer de petits PCB est de toujours tenir compte de vos vias borgnes et enterrés (lit de clous). De plus, ces facteurs sont essentiels à la conception de votre tableau et contribuent à créer le plus petit tableau possible.

3. Le rôle des vias est de connecter les traces au sein des couches de la carte. De plus, des options plus traditionnelles peuvent réduire l'espace de routage de conception de votre carte. Mais, vous devrez trouver des alternatives si vous ne voulez pas un grand tableau. Les vias aveugles peuvent connecter des couches externes et internes tout en réduisant l'espace de routage. D'autre part, les vias enterrés relient différentes couches internes, et non externes. Par conséquent, vous n'aurez pas besoin d'un grand espace de conseil et vous aurez un produit stable.

4. N'oubliez pas non plus l'espacement entre vos composants. Si votre conception maintient vos composants électroniques proches les uns des autres, cela consommera votre espace de routage de trace.

5. De plus, un composant avec plus de broches aurait besoin de plus d'espace. Par conséquent, le bon espacement facilitera la soudure de vos pièces sur la carte à microcircuit.

6. Enfin, utilisez toujours la numérotation standard des broches de votre carte. Cela gardera les choses orientées et réduira les risques lors de l'inspection et de la soudure. De cette façon, vous aurez moins de soucis de fabrication tout en réduisant la taille de votre circuit imprimé.

Applications de la carte à microcircuit

Le besoin de petits PCB continue de croître à mesure que la technologie se miniaturise. Désormais, les cartes à microcircuits peuvent fonctionner avec différentes applications. Certaines de ces applications incluent :

• DEL
• Semi-conducteur
• Micro-ondes
• Industriel
• Instrumentation
• Électronique de puissance
• Fabrication sous contrat
• Équipement médical

Directives de conception de micro-circuits imprimés

Voici un guide pour vous aider à concevoir des micro PCB.

1. Tailles des trous

Grands trous de PCB

Lors de la conception de micro-PCB, vous devez éliminer tous les éléments des conceptions de PCB traditionnelles. Par conséquent, vous devrez effectuer une refonte complète pour que votre application s'adapte à une taille plus petite.

Cependant, cette tâche peut être assez difficile si vous ne connaissez bien que les conceptions traditionnelles. En vérité, une erreur que vous devez éviter est de créer de grands trous.

Nul doute que votre micro PCB ne sera pas aussi efficace si les trous sont trop gros. Au lieu de cela, vous ne produirez qu'un micro PCB de qualité inférieure ou non fonctionnel. Par conséquent, il est essentiel que vous ne travailliez qu'avec le bon fabricant.

Les fabricants peuvent servir d'experts qui aident à fabriquer une conception de micro PCB conforme à vos normes.

2. Micro vias

Micro-via PCB

Vous aurez besoin d'un PCB de conception multicouche HDI en raison de la technologie HDI. Ainsi, les couches de cuivre peuvent fonctionner comme un multicouche HDI.

Mais ce n'est pas tout. Vous aurez également besoin de micro vias car ils peuvent connecter ces fines couches de cuivre.

Les forets laser peuvent aider à créer des trous d'un diamètre de 2 à 3 mils d'épaisseur. Alternativement, vous pouvez faire des trous traversants de 5,9 mils avec une épaisseur de 60 mils.

Mais notez que les trous percés ne sont pas les mêmes que les trous percés au laser. Alors que les trous percés ont des pastilles de 12 mil avec des trous de six mil, les micro vias percés au laser ont des pastilles de cinq mil et peuvent utiliser des vias de trois mil.

3. Épaisseur de cuivre

Circuit imprimé avec du cuivre

Fait intéressant, une once de cuivre est l'épaisseur courante d'un circuit de ligne fine de trois mils. Au contraire, les microcircuits fonctionnent avec oz par 30 microns de largeur.

Pour cette raison, vos traces n'ont pas besoin de quitter le placage de surface de la carte. Tout ce dont vous avez besoin pour la fabrication est un placage à motif régulier.

De plus, le placage de motifs peut établir des connexions à travers l'ensemble de votre circuit. En revanche, le placage par liaison par fil est électrique.

4. Tests électriques

À mesure que la technologie évolue, nous aurons besoin de plus petites aires d'atterrissage. À l'heure actuelle, la limite inférieure de la technologie des sondes rigides ou volantes est de 2 à 3 mil. Cependant, il devrait diminuer avec le temps pour s'adapter aux circuits imprimés plus petits.

Mais, si vous utilisez des points plus petits sur votre micro PCB, comme des connecteurs de bande de bord, vous devez utiliser des extensions. De plus, vous pouvez utiliser ces pads d'extension de 3-4 mil pour pousser vos lignes hors de votre circuit.

5. Marquage d'identification

En effet, vous ne pouvez pas utiliser les images sérigraphiées habituelles sur votre microcircuit. La raison est simple ! C'est tout simplement trop grand pour les petits circuits.

Au lieu de cela, vous pouvez essayer une résolution de marquage d'identification plus petite, comme l'imprimante à jet d'encre.

6. Fiabilité

Bien que vous puissiez utiliser des stratifiés PCB standard pour les microcircuits et HDI, il y aura des limites à ce que vous pouvez en faire.

Au contraire, vous pouvez utiliser des stratifiés de type FR4 pour fabriquer des microcircuits simple et double face. Mais ces stratifiés doivent être suffisamment fins pour que vous puissiez percer des micro-trous traversants.

7. Marquage de sécurité

L'identification n'est pas le seul marquage nécessaire. Vous avez également besoin de marquages ​​de sécurité. De plus, il est possible d'insérer votre image dans votre masque de soudure. Par conséquent, nous vous recommandons d'utiliser des codes-barres.

Ces codes-barres sont bien trop petits pour être vus par des yeux humains.

8. Masque de soudure

Masque de soudure

La technologie récente nous permet de créer des lignes fines de 30 microns. Cependant, une telle technologie n'est pas présente dans le masquage de soudure.

La limite pour le masquage de soudure est toujours une précision de position et une résolution d'image de 75 microns. N'oubliez pas non plus d'utiliser un alliage de soudure sans plomb.

9. Finition finale

Bien que vous puissiez utiliser des finitions pour les PCB ordinaires, nous vous recommandons d'utiliser des finitions spécifiquement pour les microcircuits.

Vous pouvez utiliser de l'or doux, de l'argent ou de l'étain à immersion pour terminer la conception de votre microcircuit.

10. Vérifiez si votre fabricant est capable

Fabricant de PCB

Peu importe si vous travaillez avec une application spécifique; il est toujours important de savoir ce que votre fabricant peut faire. C'est une étape assez importante dans le processus de conception de micro PCB.

Les choses ne seront pas faciles si vous travaillez avec un fabricant qui ne peut pas répondre à vos normes et spécifications. Les microcircuits sont encore complexes et certains fabricants peuvent offrir peu ou pas d'aide/support. Par conséquent, avant de commencer le processus de conception de votre PCB, assurez-vous que votre fabricant est à la hauteur.

Notez également que votre conception doit être conforme à leurs directives. Vous devrez donc retravailler votre conception si votre fabricant ne peut pas répondre à vos demandes.

Le remaniement entraîne également des retards et ralentit la vitesse du marché et les délais d'exécution.

12. Enregistrement avec un ingénieur

Une fois que vous êtes sûr que votre entreprise de fabrication de PCB peut répondre à vos exigences de base, vous devez contacter un ingénieur de cette entreprise. Idéalement, vous devriez communiquer avec cet ingénieur tout au long du processus de conception.

L'ingénieur servira également de guide pour la conception de votre micro PCB. Malheureusement, de nombreuses entreprises n'offrent pas de services dirigés par des ingénieurs.

Donc, si vous ne pouvez pas accéder à l'assistance d'un ingénieur, vous devriez consulter d'autres entreprises de fabrication avant d'approfondir le processus de conception.

Derniers mots

Circuit imprimé découpé au laser

Les progrès technologiques exigent des circuits imprimés beaucoup plus petits. Bien que ces circuits imprimés représentent la moitié ou le quart des PCB ordinaires, ils ne manquent pas de puissance et de capacités.

De plus, ces petits PCB ont diverses applications et peuvent créer plusieurs produits. Ils rendent également les conceptions de circuits plus pratiques que les PCB standard.

N'oubliez pas non plus que la taille de votre circuit imprimé dépend de votre conception. Vous pouvez utiliser un logiciel de conception pour créer des mises en page et réduire rapidement la taille de vos circuits imprimés.

Que pensez-vous des cartes à microcircuit ? N'hésitez pas à nous contacter si vous souhaitez fabriquer votre micro PCB.