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Processus de conception de circuit imprimé

La plupart des problèmes de fabrication naissent avant le premier routage et se révèlent après l'envoi des fichiers Gerber.

Rédaction technique Hitech Circuits

Shenzhen, Chine · Fabrication et assemblage de PCB

3 min de lecture

Publié:

Dernière mise à jour:

Relecture technique: Chiffres de procédé vérifiés par rapport à notre fiche de capacités publiée.

Un aperçu du processus de conception des circuits imprimés

Ordre des décisions

Modifier une conception rapidement est peu coûteux, mais la modifier tardivement l'est beaucoup plus. La séquence ci-dessous place les décisions les plus coûteuses en premier, ce qui justifie l'ordre du processus.

1. Exigences

Fonctionnalités du produit, son environnement, sa durée de vie, son cadre de conformité et son volume. Ces éléments déterminent le type de stratifié, le nombre de couches, la finition et la classe d'acceptation ; ils sont généralement définis en dernier.

2. Schéma

Conception électrique. Deux vérifications sont essentielles en aval : chaque piste transportant de l'alimentation ou un signal sensible doit être clairement visible sur le schéma, et chaque connecteur doit avoir un brochage défini avant le début du routage.

3. Empilement

Nombre de couches, masse de cuivre, épaisseur du diélectrique, impédance cible. C'est à cette étape que le fabricant doit intervenir, car l'empilement constitue également l'instruction de fabrication : une épaisseur de diélectrique réduite à une simple valeur CAO ne résistera pas à la stratification.

4. Placement

Le placement détermine la routabilité, le comportement thermique, la CEM et l'accès aux tests. Trois règles qui s'avèrent payantes : limiter la taille des boucles de courant élevé, regrouper le cristal et ses condensateurs de charge, et prévoir un accès pour les tests sur les réseaux nécessaires.

5. Routage

Le routage est l'étape la plus scrutée et la plus soumise aux quatre décisions précédentes. Deux habitudes permettent d'éviter la plupart des problèmes de fabricabilité (DFM) : ne jamais router plus près du bord de la carte que ne le permet le procédé, et ne jamais laisser d'îlot de cuivre non connecté.

6. Les trois points clés

Avant l'exportation du fichier Gerber, trois vérifications sont nécessaires :

  • DFM : ce composant est-il réalisable dans les limites du procédé ? Anneau annulaire, masques, dimensions des éléments, compatibilité avec le panneau, équilibrage du cuivre.

  • DFA : ce composant est-il réalisable ? Zones de connexion, repères de polarité, points de repère, dégagement des composants autour des connecteurs, support du panneau.

  • DFT : ce composant est-il réalisable ? Points de test, accès des sondes, dégagement des dispositifs de fixation, rails d'alimentation et référence de masse.

La première revue est effectuée par le fabricant, les deuxième et troisième par l'atelier d'assemblage, et les trois sont moins coûteuses qu'une nouvelle fabrication.

7. Prototype et mise en production

Une première fabrication permet de détecter les erreurs qui résistent aux revues. Les prototypes sont réalisés en 1 à 3 jours, ce qui rend pratique une approche en deux étapes : fabriquer la carte à risque rapidement, tirer des enseignements, puis lancer la production en série.

Éléments à fournir

  • Fichiers Gerber (cuivre, masque, légende, contour) et fichier de perçage avec les unités indiquées.

  • Schéma d'empilage avec le poids de cuivre par couche et la composition diélectrique.

  • Notes de fabrication : finition, classe d'acceptation, cibles d'impédance, tolérances.

  • Pour l'assemblage : nomenclature, schéma d'assemblage avec polarité et zones d'exclusion, spécifications de test et préférence de panneau si un gabarit existe déjà.

Les limites derrière ces décisions figurent sur la page des capacités ; les points de contrôle sont décrits dans la note de contrôle qualité, et la séquence de fabrication dans la note de procédure.

Spécifications techniques

nombre de couches
1 à 38 couches
Ligne/espace minimum
0,06 mm
Tolérance d'impédance
±10 %
Avis sur l'assemblage
DFM, DFA et DFT
Délai de livraison du prototype
1 à 3 jours

Questions fréquentes

  • À quel moment un fabricant doit-il intervenir dans le processus de conception ?

    Lors du gel de l'empilement et du gel du placement pour les structures denses, ces deux décisions fixent le nombre de couches, le diélectrique, les cibles d'impédance et le panneau. Modifier ces quatre éléments une fois le routage effectué s'avère coûteux. Attendre la finalisation du fichier Gerber transforme une revue de conception en un cycle de retouches.

  • Quelle est la différence entre DRC et DFM ?

    L'analyse des règles de conception (DRC) vérifie la conformité de la conception aux règles définies dans le logiciel de CAO : dégagement, largeur, diamètre des trous, courbure. L'analyse de la fabrication (DFM) vérifie la conformité de la conception aux capacités réelles d'un procédé de fabrication spécifique : tolérance de perçage, défauts de masquage, équilibre du cuivre, ajustement du panneau et compatibilité de la finition avec l'assemblage. Une carte peut réussir l'analyse DRC et échouer à l'analyse DFM.

  • De quoi la conception pour les tests a-t-elle besoin en termes de mise en page ?

    Accès. Points de test sur chaque réseau important, espacés pour la sonde, dégagés des composants hauts, avec une référence de masse à proximité et suffisamment d'espace pour un dispositif de test si nécessaire. Le DFT est une question de placement ; ajouter des points de test après le routage implique généralement l'ajout de couches ou une refonte.

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