Les quatre principales méthodes de galvanisation des circuits imprimés

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Les quatre principales méthodes de galvanisation des circuits imprimés

L'électrodéposition sur un circuit imprimé peut être réalisée de différentes manières. Il y a les méthodes Thru-hole, Cleaning et Electroless. Chaque méthode est utilisée pour couvrir différentes zones de la carte. Les méthodes diffèrent légèrement les unes des autres, il est donc préférable de comprendre les différences afin de prendre une bonne décision.

Placage des trous

L'électrodéposition à travers les trous est un procédé d'électrodéposition du cuivre sur les cartes de circuits imprimés. Ce procédé implique une série de bains dans lesquels les cartes sont immergées dans une solution chimique. Ce procédé vise à recouvrir de cuivre l'ensemble de la carte. Au cours du processus, les cartes sont nettoyées afin d'éliminer tous les résidus de perçage, tels que les bavures et la résine résiduelle à l'intérieur des trous. Les fabricants utilisent divers agents chimiques et procédés abrasifs pour éliminer tous les contaminants.

La galvanoplastie à travers le trou fait appel à une encre spéciale à faible viscosité qui forme un film hautement adhérent et conducteur sur les parois internes du trou. Ce procédé élimine le besoin de traitements chimiques multiples. Il s'agit d'un procédé facile car il ne nécessite qu'une seule étape d'application suivie d'un durcissement thermique. Le film obtenu couvre toute la paroi intérieure du trou. De plus, sa faible viscosité lui permet d'adhérer aux trous les plus polis thermiquement.

Il est donc essentiel de choisir une entreprise réputée qui propose la fabrication de circuits imprimés. Après tout, une carte de qualité inférieure peut décevoir les clients et coûter de l'argent à l'entreprise. En outre, il est également nécessaire de disposer d'un équipement de traitement de haute qualité dans le processus de fabrication des cartes.

Pour commencer, vous devez découper un stratifié légèrement plus grand que la taille de votre panneau. Ensuite, vous devez percer le trou dans la carte à l'aide d'une mèche précise. N'utilisez pas de mèche plus grosse, car elle détruirait le cuivre dans le trou. Vous pouvez également utiliser des mèches en carbure de tungstène pour réaliser un trou propre.

Placage chimique

Le placage chimique est un procédé largement utilisé dans la production de cartes de circuits imprimés. L'objectif principal de l'électrodéposition est d'augmenter l'épaisseur de la couche de cuivre, qui est généralement d'un mil (25,4 um) ou plus. Cette méthode implique l'utilisation de produits chimiques spéciaux pour augmenter l'épaisseur de la couche de cuivre sur l'ensemble du circuit imprimé.

Le nickel appliqué dans le cadre de la galvanoplastie agit comme une barrière empêchant le cuivre de réagir avec d'autres métaux, y compris l'or. Il est déposé sur la surface du cuivre par une réaction d'oxydo-réduction, ce qui donne une couche de nickel chimique d'une épaisseur de trois à cinq microns.

Contrairement à la méthode de galvanoplastie, la galvanoplastie est un processus entièrement automatisé qui ne nécessite pas d'alimentation en courant externe. Le processus est autocatalytique et s'effectue en immergeant le circuit imprimé dans une solution contenant un métal source, un agent réducteur et un stabilisateur. Les ions métalliques résultants s'attirent les uns les autres et libèrent de l'énergie par un processus connu sous le nom de transfert de charge. Le processus peut être contrôlé à l'aide d'un certain nombre de paramètres, chacun ayant un rôle spécifique à jouer sur le résultat.

Le procédé de dépôt chimique présente de nombreux avantages, notamment une meilleure qualité de dépôt, une uniformité quelle que soit la géométrie du substrat et une excellente résistance à la corrosion, à l'usure et à la lubrification. Le dépôt chimique améliore également la soudabilité et la ductilité des composants et a de nombreuses applications dans le domaine de l'électronique.

Nettoyage du placage

Le nettoyage de la galvanoplastie sur les circuits imprimés nécessite une attention particulière. La première étape consiste à bien mouiller la carte. Ensuite, utilisez une brosse à main pour frotter la zone contaminée. La deuxième étape consiste à rincer soigneusement la carte, de manière à ce que le flux solvaté restant s'écoule complètement. De cette manière, la carte sera parfaitement propre.

L'étape suivante consiste à retirer la résistance de la carte. Cette étape est essentielle pour assurer une bonne connexion électrique. Un solvant pour cuivre est utilisé pour dissoudre la réserve sur la carte. Une fois exposé, le cuivre conduit l'électricité. Ce processus permet d'éliminer la salissure et de s'assurer que la carte est propre et prête à être plaquée.

Le nettoyage de la galvanoplastie dans les cartes de circuits imprimés consiste à rincer la carte et à utiliser une solution acide contenant des ions de nickel et d'autres métaux de transition. En outre, un agent réducteur, tel que le diméthylamineborane, est utilisé. Le butyl-carbitol et d'autres agents de nettoyage conventionnels sont également utilisés.

Pour un nettoyage plus précis, on peut utiliser le dégraissage à la vapeur. Les PCB sont immergés dans un solvant et rincés par ses vapeurs. Cependant, cette procédure peut être risquée si le solvant est inflammable. Pour éviter l'inflammabilité, il est recommandé d'utiliser des décapants ininflammables. Vous pouvez également utiliser des cotons-tiges ou des mousses saturés de solvants doux. La plupart de ces solvants sont à base d'eau.

Comment assurer la protection contre les décharges électrostatiques (ESD) pendant l'assemblage SMT ?

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Comment assurer la protection contre les décharges électrostatiques (ESD) pendant l'assemblage SMT ?

Les dommages électrostatiques sont une cause majeure de défaillance des appareils. Ils sont responsables des défaillances directes de 10% des appareils électroniques. Ils peuvent causer des problèmes tout au long du processus d'assemblage SMT. Heureusement, il existe des moyens de se protéger contre ce problème.

Matériel de protection contre l'électricité statique

Il est impératif de protéger les composants électroniques contre les décharges électrostatiques (ESD), qui peuvent entraîner des dommages et des défaillances. L'électricité statique peut être générée à tout moment ou en tout lieu, et est souvent causée par le frottement. Il est important de protéger les dispositifs électroniques pendant le processus d'assemblage SMT, afin qu'ils puissent conserver des performances et une fiabilité optimales. Le matériel de protection contre l'électricité statique doit être utilisé dès le début du processus d'assemblage et doit être maintenu après l'achèvement de celui-ci.

L'humidité relative de l'environnement de fabrication joue également un rôle essentiel dans la production de décharges électrostatiques, c'est pourquoi l'humidité relative de l'usine doit être soigneusement contrôlée. Si l'humidité relative n'est pas maintenue correctement, elle peut entraîner des niveaux très élevés d'ESD. Il est également recommandé d'éloigner de la chaîne de montage les matériaux présentant des niveaux élevés d'électricité statique. Pour protéger vos produits électroniques contre les décharges électrostatiques, vous devez utiliser du matériel de protection contre l'électricité statique pendant le processus d'assemblage.

Composants de suppression des décharges électrostatiques (ESD)

Pour éviter les dommages causés par les décharges électrostatiques pendant le processus d'assemblage SMT, les composants doivent être stockés et transportés dans des sacs résistants aux décharges électrostatiques. Il est vivement recommandé de faire appel à des assembleurs professionnels pour ce type de travail.

Pour éviter l'électricité statique, les employés chargés de l'assemblage doivent porter des vêtements antistatiques. Ils doivent également éviter de toucher les composants avec des objets pointus. Les vêtements antistatiques peuvent également servir de circuit de mise à la terre pour les appareils électroniques. Outre le port de vêtements conducteurs, le personnel d'assemblage doit porter une combinaison et des chaussures de protection pour réduire le risque d'électricité statique. Il est également important de minimiser l'utilisation de matériaux isolants.

L'électricité statique peut se produire à cause de composants métalliques qui conduisent une charge électrostatique. Elle peut également être causée par l'induction ou la statique corporelle. Les effets peuvent être nocifs, en particulier pour les composants électroniques.

Mousse de protection contre l'électricité statique

Les décharges électrostatiques (ESD) peuvent causer des dommages coûteux aux appareils électroniques. Bien qu'il existe des moyens de prévention, il n'est pas possible de protéger tous les appareils contre les effets des décharges électrostatiques. Heureusement, il existe des mousses antistatiques, également connues sous le nom de mousses de décharge électrostatique, qui permettent de protéger les composants sensibles.

Pour minimiser les risques liés aux décharges électrostatiques, utilisez des emballages de protection pour les composants électroniques. Veillez à ce que l'emballage présente une résistivité de surface et de volume appropriée. Il doit également résister aux effets de charge triboélectrique dus aux mouvements pendant le transport. En règle générale, les composants sensibles à l'électricité statique sont livrés dans une mousse conductrice noire ou dans un sac antistatique. Les sacs antistatiques contiennent du plastique partiellement conducteur qui agit comme une cage de Faraday.

L'électricité statique est un problème courant au cours du processus d'assemblage SMT. Il s'agit d'un sous-produit de la friction qui peut entraîner la défaillance des composants. Les mouvements humains génèrent de l'électricité statique qui peut aller de quelques centaines de volts à plusieurs milliers de volts. Ces dommages peuvent affecter les composants électroniques résultant de l'assemblage SMT et entraîner une défaillance prématurée.

Sacs ESD

Lorsque l'on travaille avec des produits électroniques, il est important d'utiliser des emballages de protection contre les décharges électrostatiques lors du transport et du stockage d'articles sensibles. La protection contre les décharges électrostatiques permet de minimiser les risques de chocs électriques et de brûlures, tout en assurant une protection lors du transport et du stockage. Un emballage de protection peut également protéger les pièces et les composants lorsqu'ils ne sont pas utilisés, par exemple lorsqu'ils sont transportés vers et depuis l'usine.

Lors de la manipulation d'une carte de circuit imprimé, il est important de suivre les instructions du fabricant et de respecter ses directives. C'est essentiel, car un mauvais plan de protection contre les décharges électrostatiques peut endommager les composants électroniques. Si vous n'êtes pas sûr de savoir comment manipuler correctement les composants pendant le processus d'assemblage, demandez à un professionnel.

Combinaison des deux

Pour éviter l'électricité statique pendant l'assemblage SMT, il est essentiel de mettre l'électronique à la terre. La mise à la terre peut être de deux types : la mise à la terre douce et la mise à la terre dure. La mise à la terre souple consiste à relier les dispositifs électroniques à une terre de faible impédance, tandis que la mise à la terre dure consiste à relier les composants électroniques à une terre de haute impédance. Les deux types de mise à la terre permettent d'éviter l'électricité statique et de protéger les composants électroniques contre les dommages.

Les décharges électrostatiques (ESD) sont une source majeure de dommages dans l'industrie électronique. Les décharges électrostatiques entraînent une dégradation des performances, voire une défaillance des composants. On estime que 8% à 33% de toutes les défaillances électroniques sont causées par les décharges électrostatiques. Le contrôle de ce type de dommages peut améliorer l'efficacité, la qualité et les bénéfices.

Comment distinguer la résistance au courant continu et la résistance dynamique d'une diode à semi-conducteur ?

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Comment distinguer la résistance au courant continu et la résistance dynamique d'une diode à semi-conducteur ?

Pour comprendre comment la résistance d'une diode semi-conductrice varie en fonction du courant et de la tension, il faut distinguer deux types de résistance. Les deux types de résistance sont la résistance statique et la résistance dynamique. La résistance dynamique est beaucoup plus variable que la résistance statique, c'est pourquoi il faut distinguer les deux avec soin.

Impédance de Zener

L'impédance Zener d'une diode à semi-conducteur est une mesure de la résistance apparente d'une diode à semi-conducteur. Elle est calculée en mesurant l'ondulation de l'entrée et la variation du courant de la source. Par exemple, si le courant de la source passe de trois à cinq milliampères à sept milliampères, l'ondulation de la sortie sera d'environ trois demi milliampères. La résistance dynamique d'une diode Zener est égale à 14 ohms.

La rupture de l'impédance zener d'une diode semi-conductrice se produit lorsqu'une tension inverse lui est appliquée. À cette tension, le champ électrique dans la région de déplétion est suffisamment fort pour arracher des électrons à la bande de valence. Les électrons libres rompent alors la liaison avec leur atome parent. C'est ce qui provoque le flux de courant électrique à travers une diode.

Lorsqu'on travaille avec un circuit buck, l'impédance zener d'une diode semi-conductrice est un paramètre important. Elle peut affecter l'efficacité d'un simple circuit buck. Si elle est trop élevée, la diode peut ne pas fonctionner. Dans ce cas, il est préférable de réduire le courant.

L'effet zener est le plus important lorsque la tension d'une diode est inférieure à 5,5 volts. À des tensions plus élevées, le claquage par avalanche devient l'effet principal. Les deux phénomènes ont des caractéristiques thermiques opposées, mais si la diode zener est proche de six volts, elle peut donner d'excellents résultats.

Analyser le rôle de la conception des piles en couches dans la suppression des interférences électromagnétiques

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Analyser le rôle de la conception des piles en couches dans la suppression des interférences électromagnétiques

La conception par empilement de couches est le processus d'utilisation d'un circuit imprimé avec plusieurs couches pour améliorer l'intégrité des signaux et réduire les interférences électromagnétiques. Une carte à 6 couches haute performance à usage général, par exemple, utilise les première et sixième couches comme couches de masse et d'alimentation. Entre ces deux couches se trouve une double ligne de signal microruban centrée qui offre une excellente suppression des interférences électromagnétiques. Toutefois, cette conception présente des inconvénients, notamment le fait que la couche de trace n'a que deux couches d'épaisseur. La carte conventionnelle à six couches a des traces extérieures courtes qui peuvent réduire les interférences électromagnétiques.

Outil d'analyse d'impédance

Si vous recherchez un outil de conception de circuits imprimés pour minimiser la sensibilité de votre circuit imprimé aux interférences électromagnétiques, vous êtes au bon endroit. Les logiciels d'analyse d'impédance vous aident à déterminer les matériaux appropriés pour votre circuit imprimé et à déterminer la configuration la plus susceptible de supprimer les interférences électromagnétiques. Ces outils vous permettent également de concevoir l'empilement de couches de votre PCB de manière à minimiser les effets des interférences électromagnétiques.

Lorsqu'il s'agit de concevoir des circuits imprimés en couches, les interférences électromagnétiques (EMI) constituent souvent une préoccupation majeure pour de nombreux fabricants. Pour réduire ce problème, vous pouvez utiliser une conception d'empilage en couches de PCB avec une séparation de trois à six millimètres entre les couches adjacentes. Cette technique de conception peut vous aider à minimiser les interférences électromagnétiques en mode commun.

Disposition des couches de plan et de signal

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est essentiel de prendre en compte la disposition des couches de plan et de signal. Cela permet de minimiser l'effet des interférences électromagnétiques. En général, les couches de signaux doivent être adjacentes aux plans d'alimentation et de masse. Cela permet une meilleure gestion thermique. Les conducteurs de la couche de signaux peuvent dissiper la chaleur par un refroidissement actif ou passif. De même, les plans et couches multiples contribuent à supprimer les interférences électromagnétiques en minimisant le nombre de chemins directs entre les couches de signaux et les plans d'alimentation et de masse.

L'une des conceptions d'empilage de circuits imprimés les plus populaires est l'empilage de circuits imprimés à six couches. Cette conception offre un blindage pour les traces à faible vitesse et est idéale pour le routage de signaux orthogonaux ou à double bande. Idéalement, les signaux analogiques ou numériques à plus grande vitesse devraient être acheminés sur les couches extérieures.

Adaptation d'impédance

La conception d'une pile de circuits imprimés en couches peut être un outil précieux pour supprimer les interférences électromagnétiques. La structure en couches offre un bon confinement des champs et un ensemble de plans. La structure en couches permet des connexions à faible impédance avec GND directement, ce qui élimine le besoin de vias. Elle permet également d'augmenter le nombre de couches.

L'un des aspects les plus critiques de la conception des circuits imprimés est l'adaptation d'impédance. L'adaptation d'impédance permet aux traces du circuit imprimé de correspondre au matériau du substrat, ce qui maintient l'intensité du signal dans la plage requise. L'intégrité du signal est de plus en plus importante à mesure que les vitesses de commutation augmentent. C'est l'une des raisons pour lesquelles les circuits imprimés ne peuvent plus être considérés comme des connexions point à point. Comme les signaux se déplacent le long des traces, l'impédance peut changer de manière significative, ce qui renvoie le signal à sa source.

Lors de la conception d'empilages de circuits imprimés, il est important de tenir compte de l'inductance de l'alimentation. Une résistance de cuivre élevée sur l'alimentation augmente la probabilité d'une interférence électromagnétique en mode différentiel. En minimisant ce problème, il est possible de concevoir des circuits qui ont moins de lignes de signaux et des longueurs de tracés plus courtes.

Routage de l'impédance contrôlée

Dans la conception des circuits électroniques, l'acheminement contrôlé de l'impédance est une considération importante. L'acheminement contrôlé de l'impédance peut être réalisé en utilisant une stratégie d'empilage en couches. Dans ce type de conception, un seul plan de puissance est utilisé pour transporter le courant d'alimentation au lieu de plusieurs plans de puissance. Cette conception présente plusieurs avantages. L'un d'entre eux est qu'elle permet d'éviter les interférences électromagnétiques.

Le routage à impédance contrôlée est un élément de conception important pour la suppression des interférences électromagnétiques. L'utilisation de plans séparés par trois à six mils peut aider à contenir les champs magnétiques et électriques. En outre, ce type de conception peut contribuer à réduire les interférences électromagnétiques en mode commun.

Protection des traces sensibles

La conception d'un empilage en couches est un élément critique dans la suppression des interférences électromagnétiques. Un bon empilage de cartes peut permettre un bon confinement des champs et fournir un bon ensemble de plans. Mais il doit être conçu avec soin pour éviter de causer des problèmes de CEM.

En général, un plan séparé de 3 à 6 millimètres permet de supprimer les harmoniques de haut niveau, les transitoires faibles et les interférences électromagnétiques en mode commun. Toutefois, cette approche ne permet pas de supprimer les interférences électromagnétiques causées par les bruits de basse fréquence. Un empilage espacé de 3 à 6 millimètres ne peut supprimer les interférences électromagnétiques que si l'espacement des plans est égal ou supérieur à la largeur de la trace.

Une carte à six couches à usage général et à haute performance utilise les première et sixième couches comme base. Les troisième et quatrième couches accueillent l'alimentation électrique. Entre les deux, une double couche centrée de lignes de signaux en microruban est posée. Cette conception permet une excellente suppression des interférences électromagnétiques. Toutefois, l'inconvénient de cette conception est que la couche de trace n'a que deux couches d'épaisseur. C'est pourquoi il est préférable d'opter pour une carte conventionnelle à six couches.

3 conseils pour les débutants en dessin de circuits imprimés

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3 conseils pour les débutants en dessin de circuits imprimés

Pour les débutants, il est important de suivre quelques principes de base pour dessiner des circuits imprimés. Il s'agit notamment de l'utilisation de grilles multiples, du respect d'une distance de 50 mètres entre les pièces et de l'utilisation d'un angle de 45 degrés pour les tracés. Les anciens disaient que la glace est difficile à briser, mais qu'on peut la briser avec de la persistance et de la persévérance.

Principes de base

Lors de la création d'un circuit imprimé, il est essentiel de connaître les principes de base du dessin de circuits imprimés. Ces principes traitent de sujets importants tels que la taille et la forme d'un circuit imprimé. Elles traitent également de questions telles que l'emplacement des composants et des interconnexions. La taille et la forme de votre circuit imprimé doivent être adaptées au processus de fabrication auquel il sera soumis. En outre, vous devez tenir compte des points de référence qui seront nécessaires au cours du processus de fabrication du circuit imprimé, tels que les trous pour les fixations ou les marques croisées pour les capteurs optiques. Il est important de veiller à ce que ces points n'interfèrent pas avec les composants.

Une bonne disposition des composants sur la carte doit permettre une circulation efficace de l'énergie et des données. Cela signifie que les fils doivent être disposés aussi régulièrement que possible. La zone de câblage doit être située à au moins un millimètre du bord de la carte et autour des trous de montage. Les lignes de signaux doivent être radiales et ne pas apparaître comme des boucles.

Utilisation de traces à 45 degrés

Si vous êtes un débutant en dessin de circuits imprimés, vous devez vous méfier des tracés à 45 degrés. Ces tracés peuvent prendre plus de place que les autres angles et ne sont pas idéaux pour toutes les applications. Cependant, les angles de 45 degrés sont une pratique de conception tout à fait valable dans de nombreuses situations.

L'une des principales raisons d'utiliser des angles de 45 degrés dans les dessins de circuits imprimés est le facteur de sécurité. Comme ces traces sont beaucoup plus étroites que les traces standard, vous ne devez pas faire de virages serrés. En effet, le processus de fabrication du circuit imprimé réduit l'angle extérieur du circuit. Une solution simple à ce problème consiste à utiliser deux courbes à 45 degrés avec une courte jambe entre les deux. Vous pouvez ensuite ajouter un texte sur la couche supérieure de la planche pour indiquer plus clairement de quelle couche il s'agit.

Une autre raison d'utiliser des tracés à 45 degrés est que la largeur des tracés sera moins affectée. En effet, les angles de 90 degrés entraînent des pointes gravées qui peuvent provoquer des courts-circuits. L'utilisation de tracés à 45 degrés réduit le travail de routage du fabricant. Avec des tracés à 45 degrés, tout le cuivre de la carte peut être gravé sans problème.

Utilisation de grilles d'accrochage

L'utilisation de grilles d'accrochage pour les débutants en dessin de circuits imprimés peut s'avérer très utile. Elle permet d'ajuster facilement la disposition et de maintenir les composants nets et symétriques. Certains logiciels de conception de circuits imprimés avancés disposent de touches de raccourci permettant de changer la taille des grilles. Vous pouvez également passer à l'orientation descendante ou "à travers la carte", qui nécessite de visualiser la couche inférieure comme une image miroir. Cette approche ne doit être utilisée qu'en dernier recours.

Les débutants en dessin de circuits imprimés peuvent définir la taille par défaut de la grille d'accrochage, qui est généralement de 0,250″. En outre, les utilisateurs peuvent modifier l'espacement de la grille d'accrochage à 0,25 pouce. Cependant, il est recommandé de désactiver la fonction de grille d'accrochage si vous prévoyez de connecter des traces à des pièces dont l'espacement des broches est inhabituel.