L'actualité PCB - Facteurs à prendre en compte pour la conception de cartes de circuits multicouches

Les performances de conception des cartes PCB multicouches sont pour la plupart similaires à celles des cartes monocouches ou bicouches. Faites attention à la disposition raisonnable du circuit et tenez compte de facteurs tels que la capacité de la couche interne, la résistance d'isolation, la résistance de soudage et la sécurité du produit. Ce qui suit décrit les facteurs importants à prendre en compte lors de la conception de cartes PCB multicouches principalement en termes d'aspects électriques et mécaniques de la conception.

1. Facteurs de conception mécanique

La conception mécanique comprend le choix de l'épaisseur de plaque appropriée, l'empilement de plaques, la taille de la plaque, le tube de cuivre interne, le rapport d'aspect, etc.

1. Épaisseur de la plaque

L'épaisseur d'une plaque Multi - substrat est déterminée par de nombreux facteurs tels que le nombre de couches de signal, le nombre et l'épaisseur de la carte d'alimentation, le rapport d'aspect de l'ouverture et de l'épaisseur nécessaires pour un poinçonnage et un placage de haute qualité, la longueur des broches de l'élément nécessaires à l'insertion automatique et le type de connexion utilisé. L'épaisseur de l'ensemble de la carte est composée d'une couche conductrice de part et d'autre de la carte, d'une couche de cuivre, de l'épaisseur du substrat et de l'épaisseur du matériau préimprégné. Il est difficile d'obtenir des tolérances strictes sur les multisubstrats synthétiques, un critère de tolérance d'environ 10% étant jugé raisonnable.

2. Empilement de plaques

Pour minimiser les possibilités de déformation de la tôle et obtenir une tôle finie plane, la stratification de plusieurs substrats doit être symétrique. C'est - à - dire avec un nombre pair de couches de cuivre et assurant une symétrie de l'épaisseur du cuivre et de la densité des motifs de feuille de cuivre de la couche de plaque. En général, la direction radiale du matériau de construction utilisé pour le stratifié (par exemple, un tissu de fibre de verre) doit être parallèle aux côtés du stratifié. Parce que le stratifié rétrécit dans la direction radiale après l'assemblage, cela déformera la disposition de la carte, montrant la variabilité et la faible stabilité dimensionnelle. Cependant, en améliorant la conception, il est possible de minimiser le gauchissement et la distorsion du multisubstrat. Le but de réduire le gauchissement et la déformation peut être atteint par une répartition uniforme de la Feuille de cuivre sur l'ensemble du plan et en assurant la symétrie de la structure multi - substrats, c'est - à - dire en assurant une répartition et une épaisseur identiques du matériau préimprégné. Les couches de cuivre et de laminage doivent aller de la couche centrale du substrat multicouche aux deux couches les plus externes. La distance minimale prescrite entre les deux couches de cuivre (épaisseur diélectrique) est de 0080 MM. On sait par expérience que la distance minimale entre les deux couches de cuivre, c'est - à - dire l'épaisseur minimale du matériau préimprégné après collage, doit être au moins égale au double de l'épaisseur de la couche de cuivre noyée. En d'autres termes, si l'épaisseur de chacune des deux couches de cuivre adjacentes est de 30 angströms, l'épaisseur du matériau préimprégné est d'au moins 2 (2x30 angströms) = 120 angströms, ce qui peut être réalisé en utilisant deux couches de matériau préimprégné (fibres de verre).

3. Taille de la plaque

Les dimensions de la carte doivent être optimisées en fonction des exigences de l'application, de la taille du boîtier système, des limites du fabricant de la carte PCB et de la capacité de fabrication du PCB. Les grandes cartes présentent de nombreux avantages, tels que moins de substrats, des chemins de circuit plus courts entre de nombreux composants, de sorte qu'ils peuvent avoir des vitesses de fonctionnement plus élevées et que chaque carte peut avoir plus de connexions d'entrée et de sortie, de sorte que les grandes cartes devraient être préférées dans de nombreuses applications. Par exemple, dans un PC, vous pouvez voir une carte mère plus grande. Cependant, la conception d'une disposition de ligne de signal sur une grande carte est plus difficile, nécessite plus de couches de signal ou de câblage interne ou d'espace, et le traitement thermique est également plus difficile. Les concepteurs doivent donc tenir compte de divers facteurs tels que les dimensions des plaques standard, les dimensions des équipements de fabrication et les contraintes du procédé de fabrication. Quelques lignes directrices pour le choix d'une taille de carte de circuit imprimé standard sont données dans 1pc - D - 322.

4. Feuille de cuivre intérieure

La Feuille de cuivre la plus couramment utilisée est de 1 once (1 once de feuille de cuivre par pied carré de surface). Cependant, pour une plaque dense, l'épaisseur est extrêmement importante et nécessite un contrôle d'impédance strict. Cette planche de bois doit être utilisée

0.50z feuille de cuivre. Pour le plan d'alimentation et le plan de masse, il est préférable de choisir une feuille de cuivre de 2 oz ou plus. Cependant, la gravure d'une feuille de cuivre lourde diminue la contrôlabilité et ne facilite pas la mise en oeuvre des motifs avec les tolérances de largeur de ligne et de pas requises. Par conséquent, des techniques d'usinage spéciales sont nécessaires.

5. Trous

En fonction du diamètre de la broche de l'élément ou de la taille de la diagonale, le diamètre du trou métallisé reste généralement compris entre 0028 et 0010 pouces, ce qui permet d'assurer un volume suffisant pour une meilleure soudure.

6. Rapport d'aspect

Le « Rapport d'aspect » est le rapport entre l'épaisseur de la plaque et le diamètre du trou. On considère généralement que 3: 1 est un rapport d'aspect standard, bien que des rapports d'aspect élevés tels que 5: 1 soient généralement utilisés. Le rapport d'aspect peut être déterminé par des facteurs tels que le perçage, le dégraissage ou la rétroérosion et le placage. Lorsque le rapport d'aspect est maintenu dans les limites de ce qui peut être réalisé, le trou de travers doit être aussi petit que possible.

2. Facteurs de conception électrique

Le multisubstrat est un système haute performance et haute vitesse. Pour des fréquences plus élevées, le temps de montée du signal est réduit, de sorte que la réflexion du signal et le contrôle de la longueur de la ligne deviennent essentiels. Dans les systèmes Multi - substrats, les exigences de performance d'impédance contrôlable des composants électroniques sont très strictes et la conception doit répondre aux exigences ci - dessus. Les facteurs qui déterminent l'impédance sont les constantes diélectriques du substrat et du matériau préimprégné, l'espacement des fils sur une même couche, l'épaisseur du diélectrique inter - couches et l'épaisseur des conducteurs en cuivre. Dans les applications à grande vitesse, l'ordre de laminage des conducteurs dans les plaques Multi - substrats et l'ordre de connexion des réseaux de signaux sont également cruciaux. Constante diélectrique: la constante diélectrique du matériau du substrat est un facteur important dans la détermination de l'impédance, du retard de propagation et de la capacité. La constante diélectrique du substrat en résine époxy vitreuse et du matériau de l'ébauche préimprégnée peut être contrôlée en faisant varier le pourcentage de la teneur en résine.

Les matériaux préimprégnés à permittivité diélectrique relativement faible conviennent aux circuits radiofréquences et hyperfréquences. Dans les fréquences radio et micro - ondes, le retard du signal causé par une constante diélectrique inférieure est faible. Dans un substrat, un faible facteur de perte permet de minimiser les pertes électriques.

La constante diélectrique de la résine époxy est de 3,45 et celle du verre de 6,2. En contrôlant le pourcentage de ces matériaux, la constante diélectrique du verre époxy peut atteindre 4,2 - 5,3. L'épaisseur du substrat est un bon indicateur pour déterminer et contrôler la constante diélectrique.