Graver une couche de cuivre épais n'est pas le même process que graver une couche de 1 oz, et les règles de conception qui conviennent à une carte de signal ne se transposent pas telles quelles. Les différences apparaissent d'abord sur la largeur de piste et l'espacement, puis sur les dégagements entre conducteurs, sur le dégagement thermique de chaque pastille, et enfin sur la planéité du panneau fini.
Largeur de piste et espacement selon le poids de cuivre
Une once de cuivre fait environ 35 µm : une couche de 3 oz est donc à peu près trois fois l'épaisseur d'une couche standard, et une couche de 20 oz environ vingt fois. La gravure enlève du cuivre sur les flancs de chaque piste autant que sur la surface, si bien qu'une couche épaisse perd de la largeur tandis que l'espace à côté se referme plus vite que le tracé ne le montre. La largeur et l'espacement minimaux s'expriment donc en fonction du poids de cuivre, et non comme un chiffre unique : 0,06 mm est disponible sur les couches fines, alors que la limite d'une couche épaisse est fixée par son épaisseur et arrêtée en revue DFM. Les mises en page à cuivre épais les plus sûres utilisent le cuivre pour faire passer le courant dans de larges formes et gardent la géométrie fine pour les couches qui peuvent la tenir.
Dégagements et lignes de cheminement
Un conducteur épais expose un flanc plus haut, et la tension doit être tenue sur ce flanc autant que sur la distance de surface entre deux pistes. Les lignes de cheminement et les dégagements augmentent avec le poids de cuivre, et la barrière de masque entre deux pistes épaisses doit rester assez large pour supporter à la fois la gravure qui la forme et les températures d'assemblage qu'elle verra ensuite. Lorsqu'une couche épaisse porte aussi une haute tension, le dégagement est fixé par la tension de service plutôt que par le minimum process — et cela relève de la conception, pas du fabricant.
Dégagement thermique et assemblage
Une pastille épaisse retient la chaleur. Les rayons de dégagement thermique sont dimensionnés pour que la pastille atteigne encore la température de brasage au lieu de servir de dissipateur, les ouvertures de masque sont élargies pour le cuivre plus épais, et le traitement des vias — voile, obturation ou remplissage — est choisi pour qu'une couche épaisse reste processable de façon fiable après pressage. Les profils de refusion sont allongés pour la masse thermique supplémentaire, ce qui explique que les conceptions à cuivre épais soient revues pour l'assemblage autant que pour la fabrication.
Équilibrage du cuivre et planéité
Un empilement déséquilibré se voile au pressage puis de nouveau à la refusion : le cuivre est donc équilibré sur le panneau et dans l'épaisseur de l'empilement — les zones épaisses sont mises en miroir lorsque la conception le permet, et le déséquilibre restant est traité dans le process plutôt que laissé au client. Le voile et la torsion sont tenus à 0,7 % maximum, et une carte qui mêle une couche de puissance épaisse à une couche de signal à impédance contrôlée conserve le rapport d'aspect de 15:1 et la tolérance d'impédance de ±10 % de la ligne standard.
Trous métallisés et dimension du panneau
Deux dimensions sont fixées par le process de métallisation plutôt que par le tracé. Dans une construction à cuivre épais, un trou traversant métallisé doit finir à 0,3 mm ou plus, avec une bague de 0,15 mm, et le même plancher de 0,3 mm s'applique au plus petit via. Le cuivre de paroi de ces barillets va de 20 à 25 µm dans le cas normal et de 50 à 100 µm (2–5 oz) lorsque le barillet lui-même doit conduire le courant, ce qui explique qu'une conception épaisse demande une pastille plus grande et une ouverture de masque plus large qu'une carte de signal.
La dimension du panneau est une décision de coût avant d'être une décision de capacité : 550 × 350 mm est le panneau le plus économique pour ce process, et 550 × 500 mm est fabricable mais sensiblement plus cher. La carte elle-même peut être plus grande — la limite publiée est de 580 × 1900 mm —, donc lorsque la conception le permet, la panélisation suit le panneau économique plutôt que le maximum.
Où les règles sont vérifiées
Chaque demande de cuivre épais passe par DFM, DFA et DFT avant que le devis ne soit figé, si bien que la largeur de piste, les dégagements et la panélisation sont arrêtés pendant que la mise en page peut encore changer. La carte elle-même est décrite sur la page cuivre épais, les limites process derrière elle sur la page capacités — y compris les alimentations, variateurs, équipements de soudage et de traitement de surface couverts par la page contrôle industriel.
L'assemblage et le sourcing des conceptions décrites ici sont chiffrés depuis la même usine ; la page assemblage PCB en Chine liste les étapes process qui suivent la fabrication.
