Avantages du mélange de couches
Une structure épaisse et uniforme est coûteuse à réaliser et difficile à maintenir plane. Elle résout également un problème qui n'est peut-être pas présent dans la conception : seules quelques pistes transportent le courant et seules quelques couches nécessitent un chemin thermique.
Le mélange de couches permet au cuivre d'adapter son épaisseur à la fonction. Les couches extérieures épaisses transportent le courant et dissipent la chaleur ; les couches intérieures fines assurent un routage précis et, si nécessaire, une impédance contrôlée. La gamme publiée prend directement en compte cette contrainte (0,5 à 20 oz pour les couches extérieures, 0,5 à 10 oz pour les couches intérieures), le choix relevant donc de la conception plutôt que d'une demande particulière.
Trois règles s'appliquant à la couche la plus épaisse
Trous traversants métallisés. Un trou traversant une couche épaisse est percé, métallisé et préparé pour cette couche. Le diamètre minimal du trou fini est de 0,15 mm (usinage) ou de 0,1 mm (usinage laser), et le rapport d'aspect reste de 15:1. Le diamètre de l'anneau est calculé en fonction de l'épaisseur du cuivre, car la gravure affecte une plus grande surface de la pastille sur une couche épaisse.
Dégagement et barrières de masquage. L'écart entre deux conducteurs sur la couche épaisse, ainsi que la barrière de masquage qui s'y trouve, respectent la valeur minimale de cette couche. Une couche de 1 oz adjacente peut présenter un écart beaucoup plus faible ; n'appliquez pas cette règle de précision à la couche épaisse simplement parce qu'elle se trouve sur la même carte.
Équilibre et planéité. L'épaisseur de cuivre est équilibrée sur l'ensemble de l'empilement, et non par couche. Une épaisseur de cuivre importante sur les couches extérieures et une épaisseur réduite à l'intérieur sont acceptables si l'empilement est symétrique ; une épaisseur de cuivre importante sur une seule face provoque la courbure du panneau, et la courbure et la torsion sont limitées à 0,7 %.
Valeurs par couche
Taille minimale des motifs. Une largeur de ligne et d'espace de 0,06 mm est conservée sur les couches à motifs fins ; la couche épaisse est spécifiée par rapport à sa propre limite.
Tolérance des conducteurs. La tolérance de ±20 % s'applique par couche, car l'épaisseur du placage et le sous-dépouillement de la gravure dépendent de l'épaisseur de cette couche. Dégagement thermique. Les plots sur une couche épaisse nécessitent un dégagement dimensionné pour la chaleur dissipée par le cuivre ; ce n’est pas le cas pour le même plot sur une couche de 1 oz.
Rédaction du tableau d’empilement
Les devis doivent indiquer le numéro de couche, le poids du cuivre et l’épaisseur du diélectrique pour chaque couche, ainsi que le courant transporté par chaque piste et l’élévation de température admissible. Ce tableau sert de base au prix du fabricant et à l’analyse DFM ; une mention comme « cuivre épais, 10 oz » laisse les décisions les plus coûteuses en suspens.
La plage de valeurs publiée se trouve sur le page PCB en cuivre épais et les conséquences de conception d'un empilement mixte sont abordées dans le guide de conception.
