Directives essentielles de conception PCB pour une fabrication sans faille

10 août 2020

Le circuit imprimé (PCB) est un élément intégral des appareils électroniques d'aujourd'hui. Ces PCB sont fabriqués à l'aide de nombreux composants petits et fins, soigneusement conçus et montés sur la carte pour obtenir le résultat souhaité. Ainsi, la fabrication de circuits imprimés est un processus complexe et long, exigeant une attention méticuleuse aux détails. Il y a deux parties dans le processus de fabrication PCB : les services de fabrication PCB, durant lesquels le layout du circuit est construit, et l'assemblage, où tous les composants sont montés sur la carte. Les deux méthodes sont importantes, et toute erreur mineure peut affecter la performance. Cet article aborde la fabrication PCB en détail et se concentre sur les directives importantes pour faciliter le processus.

Aperçu du processus de fabrication PCB

Cette section détaille le processus de fabrication PCB. Comprendre les étapes impliquées peut fournir des éclairages et des stratégies pour faciliter la fabrication. Examinons-le.

Le processus de fabrication PCB est divisé en trois étapes distinctes : fabrication, approvisionnement des composants et assemblage. Bien que ces étapes soient différentes, elles sont interdépendantes, et de nombreux choix de conception impactent toutes ces étapes. Par exemple, chaque composant monté lors de l'assemblage et l'empreinte pour les pastilles fixées sur le PCB lors de la fabrication doivent correspondre exactement au type de boîtier du composant acquis.

Étapes de la fabrication PCB et leurs problèmes de fabricabilité

Pour faciliter la fabrication PCB, il est important de comprendre les étapes du circuit ainsi que les problèmes de fabricabilité qui peuvent survenir et menacer la performance de la carte.

• Création d'image (Image Creation) : Création des images pour les couches internes et externes sur la carte. Si mal alignées, cela peut causer des problèmes pour le perçage des vias et trous de montage.
• Gravure des couches internes (Etching Inner Layers) : Étape importante qui élimine le cuivre indésirable. Seul le cuivre désiré reste sur les pistes et pastilles. Une gravure incorrecte peut entraîner des problèmes de pistes. Des pistes sans espacement adéquat empêcheront le flux de signal, arrêtant la fabrication jusqu'à correction.
• Empilement (Stackup) : L'alignement de l'empilement du circuit est effectué pendant la fabrication. Les couches PCB sont pressées et alignées. Un problème d'alignement peut entraîner une défaillance opérationnelle.
• Perçage des trous (Drilling Holes) : Le perçage peut être des trous métallisés (PTH), non métallisés, ou des vias. Comme pour les problèmes d'alignement, les problèmes d'espacement et de dégagement impactent le masque de soudure. Le rapport d'aspect est aussi important car il définit quels types de perçage peuvent être utilisés.
• Gravure des couches externes (Etching Outer Layers) : La gravure élimine l'excès de cuivre d'un panneau et expose les pistes et pastilles.
• Placage des trous (Hole Plating) : Ici, le matériau conducteur pour PTH et vias est réalisé. Le dégazage (outgassing) est un problème majeur pouvant survenir pendant l'assemblage.
• Masque de soudure (Solder Masking) : Le masque de soudure agit comme une protection. Il recouvre toute la surface sauf sur les pastilles et pistes, protégeant les circuits. Cette protection empêche plusieurs problèmes d'assemblage comme le pontage de soudure pouvant causer courts-circuits et dommages.
• Impression en sérigraphie (Silkscreen Printing) : Étape vitale qui imprime les informations importantes sur les circuits. Les erreurs de sérigraphie peuvent nuire au processus d'assemblage et affecter négativement le fonctionnement.

3 directives essentielles pour faciliter le processus de fabrication PCB

Comme discuté, les erreurs de conception peuvent entraîner des problèmes dangereux, et si non détectées avant la fabrication, elles exigent des réparations coûteuses. En fait, il faudra refabriquer une nouvelle carte en plus de la reconception. Heureusement, ces erreurs peuvent être évitées en employant des stratégies basées sur la conception pour la fabricabilité (DFM - Design for Manufacturability). Avec les directives suivantes, vous pouvez rendre le processus de fabrication efficace.

• Définir correctes contraintes de vérification des règles de conception (DRC) : C'est la première et plus efficace règle d'utilisation du DFM, applicable à l'équipement utilisé par le fabricant pour construire la carte. Dans de nombreux cas, des règles par défaut peuvent être appliquées par le fabricant. Cependant, il est recommandé de ne pas s'y fier car les CM vous fourniront des règles et tolérances. Vous pouvez plutôt télécharger des fichiers de règles qui peuvent être directement importés dans le logiciel de conception PCB.
• Corriger toutes les violations DRC avant fabrication : Avant de soumettre les fichiers pour fabrication, il faut corriger les violations DRC car les modifications de conception corrigeront certaines erreurs.
• Effectuer les modifications de conception requises avant fabrication : Après avoir soumis vos fichiers de conception au CM, il effectuera à nouveau une vérification DRC. S'il y a des erreurs, apportez les corrections appropriées pour éviter des dépenses excessives.

Pour créer une conception de circuit imprimé supérieure et performante, il est impératif de considérer les directives ci-dessus. Si vous êtes intéressé par les services de fabrication PCB, vous pouvez contacter des fabricants leaders comme Creative Hi-Tech. Leurs experts hautement expérimentés et qualifiés vous assisteront.

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