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DFM cuivre épais : là où s'arrêtent les règles standard

Des règles de conception pour feuille de 0,5–1 oz échouent sur une couche de 10 oz. Trois points de contrôle critiques à vérifier en premier.

Rédaction technique Hitech Circuits

Shenzhen, Chine · Fabrication et assemblage de PCB

3 min de lecture

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

Guide de conception pour les circuits imprimés à forte épaisseur de cuivre (PCB à cuivre épais)

Le jeu de règles a été conçu pour les pistes minces.

La plupart des guides de conception de circuits imprimés supposent une épaisseur de cuivre de 0,5 à 1 oz. En réinitialisant la largeur des pistes à 0,06 mm, le diamètre des trous à 0,2 mm et celui de l'anneau à une valeur confortable de 0,15 mm, le circuit imprimé réussit tous les tests de la DRC. Sur une couche épaisse, ces mêmes valeurs ont une signification différente : elles décrivent des éléments que la gravure et le bain de métallisation ne peuvent pas réaliser simultanément.

Un circuit imprimé en cuivre épais est donc vérifié selon trois critères, dans cet ordre.

Premier critère : la taille des éléments est proportionnelle à leur épaisseur.

La gravure n'est pas directionnelle. Le cuivre est retiré simultanément du dessus et du côté de la piste. La largeur finale est donc inférieure à celle du motif et l'espace adjacent est plus large. Sur une feuille de 35 µm, ce retrait représente une petite fraction de la piste ; sur une couche de 105 µm, il est important, et sur une couche de 700 µm, l'effet détermine la présence ou l'absence totale d'éléments.

D'où la distinction entre les règles : une largeur de ligne et d'espace de 0,06 mm reste possible sur les couches à détails fins, tandis que la largeur minimale d'une couche épaisse est déterminée par son épaisseur de cuivre et confirmée par l'analyse de fabrication (DFM). Les circuits imprimés à cuivre épais les plus fiables utilisent des formes larges pour la conduction du courant et laissent la géométrie fine aux couches capables de le supporter.

Deuxième vérification : trous, anneaux et rapport d'aspect

L'épaisseur d'une couche épaisse influence le perçage, le métallisation et le nettoyage des trous. La largeur minimale requise est de 0,15 mm par voie mécanique ou de 0,1 mm par laser, et le rapport d'aspect est de 15:1 : un trou dont la profondeur est supérieure à quinze fois son diamètre ne peut être métallisé uniformément.

Deux bonnes pratiques de conception en découlent. Évitez les vias sur les couches épaisses lorsqu'une couche plus fine peut les accueillir, et vérifiez l'épaisseur de l'anneau annulaire en fonction de l'épaisseur du cuivre plutôt que de la table de perçage, car plus la couche est épaisse, plus la gravure occupe une grande partie de la pastille.

Trois points à vérifier : équilibre, panneau et planéité

Une forte concentration de cuivre d'un côté d'un empilement provoque une courbure du panneau lors de la stratification et à nouveau lors du refusion. Le cuivre est réparti de manière symétrique sur l'empilement lorsque la conception le permet, et le reste est géré lors du processus. Cependant, une disposition qui place tout le cuivre sur les couches supérieures laisse peu de marge de manœuvre au fabricant.

La taille du panneau est importante pour la même raison. Les cartes à l'intérieur d'une plaque de 580 × 1900 mm sont gravées plus uniformément que les matrices qui occupent la surface maximale, et la courbure et la torsion sont limitées à 0,7 % conformément aux normes IPC-6012B et IPC-A-600H.

Éléments à soumettre à l'examen

Le fichier Gerber, le poids de cuivre par couche, le courant par réseau avec l'élévation de température admissible, l'épaisseur finale et la quantité. Avec ces cinq éléments, le DFM détermine la taille des composants, la stratégie de perçage et la panélisation tant que la disposition peut encore être modifiée, ce qui est moins coûteux que de découvrir la limite après l'outillage. Le règlement lui-même est disponible sur le site web du fabricant. guide de conception en cuivre épais, et les limites du processus sur le page de capacités.

Spécifications techniques

Minimum de détails fins
Ligne/espace de 0,06 mm sur les couches de signal
couche épaisse minimum
fixé en fonction du poids du cuivre, convenu dans le DFM
Trou fini minimum
0,15 mm mécanique · 0,1 mm laser
Rapport d'aspect
15:1
Taille maximale du panneau
580 × 1900 mm
Arc et torsion
maximum 0,7 %

Questions fréquentes

  • Est-il possible de graver une trace de 3 mils sur une couche de 10 oz ?

    Non. Une épaisseur de 0,075 à 0,102 mm (3 à 4 mils) est généralement recommandée pour une feuille de 0,5 à 1 oz. Sur une couche de 105 µm, le réactif de gravure entaille la résine par les côtés et par le dessus, ce qui réduit la largeur finale et accélère la fermeture de l'espace adjacent. Une épaisseur de 0,06 mm reste possible sur les couches fines de la même structure ; l'épaisseur de la couche épaisse est quant à elle spécifiée en fonction de sa propre limite.

  • Les trous traversants suivent-ils la couche la plus épaisse de l'empilement ?

    Un trou traversant métallisé qui traverse une couche épaisse doit être percé, métallisé et nettoyé en tenant compte de cette couche : 0,15 mm est le minimum mécanique, 0,1 mm le minimum laser et le rapport d’aspect est de 15:1. Lorsqu’un trou ne traverse que des couches minces, ces couches ont leurs propres règles — les règles relatives aux couches épaisses s’appliquent au cuivre que le canon traverse réellement.

  • Pourquoi l'utilisation des panneaux est-elle plus importante avec du cuivre épais ?

    Le cuivre épais se grave et se plaque de façon moins uniforme sur un grand panneau, et un panneau de 567 g (20 oz) est plus lourd à manipuler. En limitant la matrice à 580 × 1900 mm et en équilibrant le cuivre horizontalement et verticalement, on maintient la largeur du conducteur dans une plage de ±20 % et la planéité dans la limite de 0,7 % de courbure et de torsion.

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