Quelle est la fonction et le principe du trou de passage du circuit imprimé ?

Un trou de passage de circuit imprimé est un trou ouvert, percé à travers un circuit imprimé. La paroi du trou est recouverte d'une solution de placage, ce qui permet aux signaux électriques de circuler à travers le trou. Lors du perçage d'un trou d'interconnexion, il est important de respecter les règles du fabricant afin de garantir un diamètre et un rapport d'aspect corrects. La distance minimale entre les vias adjacents doit également être respectée.

Orifices de passage

Les trous de passage pour circuits imprimés sont couramment utilisés pour les transitions de signaux sur les circuits imprimés. Il existe différents types de vias, notamment les vias aveugles, les vias enterrés et les microvias. Chaque type de vias nécessite une procédure particulière lors de sa mise en place. Ces vias sont placés pendant la phase de routage du processus de conception et peuvent être placés manuellement ou automatiquement à l'aide d'un logiciel EDA. En suivant les règles de conception des via du PCB, une carte de circuit imprimé peut être fabriquée selon les spécifications exactes dont elle a besoin.

Le principe et la fonction des trous de passage des circuits imprimés sont d'éloigner le signal de la pastille. Cela se fait généralement à l'aide d'un masque de soudure. Cela empêche la pâte à braser de pénétrer dans le via, ce qui peut entraîner des défaillances de connexion. Cependant, si un via est positionné à l'intérieur d'un trou de perçage de la pastille, le masque de soudure ne peut pas être utilisé sur le via, ce qui crée un problème de fiabilité lors de l'assemblage.

Vias enterrés

Les vias enterrés sont utilisés pour augmenter le nombre de circuits sur un circuit imprimé sans augmenter la taille ou le poids du circuit. Ils sont fabriqués à l'aide d'un processus différent de celui d'un circuit imprimé double face standard. Contrairement à d'autres types de vias enterrés, ils n'affectent pas les composants montés en surface ni les traces.

Les vias enterrés sont souvent utilisés pour des raisons de conception, notamment pour répondre aux exigences de densité des composants. Ils permettent également de réduire la taille de la carte, mais le processus nécessite davantage de contrôles de précision et d'étapes dans le processus de fabrication. Les vias enterrés sont également moins chers à produire, mais vous devez faire appel à un partenaire de sous-traitance électronique réputé pour ce projet.

Microvias

Les microvias sont des trous de faible diamètre qui sont plaqués. Ils sont utilisés pour augmenter la densité du câblage tout en réduisant le nombre de couches sur le circuit imprimé. Les microvias réduisent également le besoin de vias traversants et permettent de réduire la taille globale des pastilles. Ils constituent également l'une des méthodes les plus rentables pour augmenter la densité du câblage. Cet article se concentre sur les avantages des microvias et sur la manière dont ils peuvent vous aider à améliorer votre conception.

Les microvias sont utilisés pour réduire le nombre de trous sur un circuit imprimé. Leur diamètre peut atteindre 15 um. Cette technique nécessite plus de temps et d'efforts mais présente des avantages significatifs. Les microvias offrent également une meilleure intégrité des signaux car ils ont des chemins de connexion plus courts avec moins d'inductance parasite.

Anneau anilinéaire

Le trou de passage du circuit imprimé est un trou percé à travers toutes les couches du circuit imprimé et recouvert de cuivre pour la connexion électrique. Ce trou a une forme cylindrique et un diamètre fin. Son diamètre et sa résistance dépendent du diamètre de la pastille de cuivre qui l'entoure.

Les vias des circuits imprimés peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux. Les matériaux utilisés dans les vias sont souvent constitués de différents métaux. Les vias sont généralement en cuivre ou en époxy. L'utilisation de via-in-pads permet de minimiser l'espace du circuit imprimé, ce qui se traduit par des cartes plus petites. Toutefois, cette pratique peut poser des problèmes, car la soudure peut remplir les trous des vias. C'est pourquoi il est recommandé d'utiliser le moins possible les via-in-pads.

Fiabilité

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est important de tenir compte de la fiabilité du trou de passage du circuit imprimé. S'il ne fonctionne pas de manière fiable, cela peut entraîner des problèmes de fiabilité. Les problèmes de fiabilité peuvent également résulter d'une fuite de soudure dans le via. Ce webinaire vous aidera à comprendre pourquoi la fiabilité des trous d'interconnexion des circuits imprimés est importante et vous proposera quelques solutions.

La fiabilité d'un trou d'interconnexion sur un circuit imprimé dépend de sa taille. Il existe deux types de trous d'interconnexion : les trous borgnes et les trous enterrés. Tous deux sont importants pour l'intégrité des signaux, car ils réduisent le bruit et les interférences électromagnétiques et contribuent à prévenir les fissures et la délamination. En général, la taille d'un trou d'interconnexion de circuit imprimé doit être comprise entre 6 et 150 micromètres.

Avantages

Les trous de passage des circuits imprimés sont un excellent moyen de garantir la fiabilité de vos circuits imprimés. Ils permettent de plaquer le circuit imprimé sans que de l'air ou d'autres liquides ne soient piégés à l'intérieur. En utilisant cette technique, vous pouvez augmenter la fiabilité de vos circuits imprimés et améliorer les rendements d'assemblage. Ce processus est également très efficace pour minimiser le risque d'apparition de vides.

La technologie des trous d'interconnexion pour circuits imprimés est une méthode populaire de transfert de signaux. Cette technique consiste à placer des pastilles de cuivre directement sur le via, plutôt que d'acheminer une trace de signal loin de la surface de cuivre du composant. Ce procédé permet également de réduire l'espace nécessaire au routage des traces. Cette méthode est le plus souvent utilisée avec les composants BGA ayant un pas de 0,5 mm ou moins. L'utilisation de cette technologie permet de réduire la longueur des chemins de signaux et de réduire à la fois la capacité et l'inductance parasite.

Quels sont les principaux problèmes liés à l'empreinte SMT ?

L'empreinte SMT est largement utilisée pour la mise en œuvre des microcontrôleurs. Cependant, il existe plusieurs problèmes liés au SMT. Voici les plus courants : Soudure insuffisante, déséquilibres thermiques et mauvais placement des composants. Ces problèmes peuvent également être causés par un nom de pièce, un nom de bibliothèque et une empreinte erronés.

Mauvais positionnement des composants

Si un composant est échappé au lieu d'être placé sur une empreinte de montage en surface, il peut en résulter un circuit imprimé défectueux. Dans ce cas, il est nécessaire de modifier la conception pour s'assurer que toutes les pièces sont visibles d'en haut. Dans ce cas, l'AOI peut être utilisé pour détecter le défaut avant le début du processus de refusion.

Un mauvais placement des composants SMT peut entraîner des performances médiocres, voire une défaillance de la carte. Il est très important de placer les pièces conformément aux schémas afin d'éviter ces problèmes. Il est également important de séparer les composants analogiques et numériques et de prévoir des chemins de retour de signaux clairs sur le plan de référence.

Déséquilibres thermiques

Les empreintes SMT peuvent poser problème car elles ne permettent pas à la quantité de soudure nécessaire d'atteindre les points de test en circuit. Cela peut conduire à des joints de soudure de mauvaise qualité, en particulier si le composant est soudable à la vague. Toutefois, ce problème peut être évité en construisant correctement l'empreinte du circuit imprimé. Pour ce faire, il est important de se rappeler que les plots de la pièce doivent être suffisamment grands pour contenir de la pâte à braser. Lorsque les pastilles sont trop petites, une trop grande quantité de soudure peut s'écouler sur une autre pastille, ce qui provoque un pontage. Ce phénomène peut être causé par des pastilles ou des masques de pâte à braser mal créés. Cela peut également se produire si les pièces sont placées trop près les unes des autres.

Un autre problème des empreintes smt est la quantité inégale de cuivre de part et d'autre de l'empreinte. Cela peut entraîner un mauvais positionnement des composants et un déséquilibre thermique. Pour éviter ce problème, les circuits imprimés doivent présenter une répartition équilibrée du cuivre. Il est également important d'avoir un profil de refusion approprié pour réduire le delta T. Cela améliorera également la finition de la surface du circuit imprimé. La présence d'humidité à l'intérieur du composant peut également entraîner des déséquilibres thermiques. C'est pourquoi les circuits imprimés doivent être stockés dans une armoire humide ou précuits avant d'être utilisés.

Insuffisance de soudure

Les problèmes d'empreinte SMT sont dus à un excès de soudure, qui peut s'écouler aux mauvais endroits pendant le processus de soudure. Cela peut provoquer des courts-circuits ou des problèmes électriques. Cela donne également un aspect terne à la soudure. L'excès de soudure peut également être dû à une mauvaise conception, avec des plots et des pistes trop petits ou trop fins.

Souvent, les pièces CMS placées trop près des points de test en circuit interfèrent avec la capacité des sondes de test à établir un contact. Un autre problème courant avec les composants CMS est que les composants plus grands peuvent être placés devant les plus petits, ce qui provoque des ombres. Les concepteurs doivent placer les composants plus petits devant les composants plus grands pour éviter ce problème.

Une quantité insuffisante de soudure peut entraîner une faible résistance et des joints fragiles. Un mouillage insuffisant peut également entraîner la formation d'une couche d'oxyde métallique sur l'objet collé. La pâte à braser doit être appliquée correctement sur les plots et les broches pour garantir la solidité du joint.

Inadéquation entre les plots et les broches

Un problème de décalage entre les plots et les broches dans l'empreinte SMT peut entraîner une insuffisance de soudure. Ce problème peut entraîner le rejet d'un circuit imprimé par un fabricant. Il existe plusieurs façons de l'éviter. Tout d'abord, utilisez toujours la bonne bibliothèque d'empreintes. Elle vous aidera à sélectionner la bonne taille de pastilles de composants. Deuxièmement, n'oubliez pas que la distance entre le bord de la pastille et la sérigraphie doit être la même.

Deuxièmement, un pad mal adapté est susceptible de provoquer une désadaptation de l'impédance. Le problème peut se poser à plusieurs endroits, notamment au niveau des connecteurs carte à carte, des condensateurs de couplage CA et des connecteurs câble à carte.

Le processus de prototypage de circuits imprimés

A printed circuit board (PCB) prototyping process involves a series of steps, starting with the creation of a PCB design. These steps include generating the required through holes and using carbide drill bits or NC drill machines to create the holes. Once the through holes have been created, a thin layer of copper is chemically deposited into the through holes. This copper layer is then thickened through electrolytic copper plating.

Gerber file

A Gerber file is a file with detailed descriptions of components. These files are often used to help with the debugging process and to create printed circuit boards. To make sure that your Gerber file contains the correct information, you should check that it is free from errors by using a tool like FreeDFM. It is also a good idea to submit a plain text file if you need to include additional information that is not included in the Gerber file. You should also provide the correct mapping file and matching files, which are required by PCB manufacturers to produce your PCB.

You can use several software applications to create PCB Gerber files, including PCB designer software. Another option is to use an experienced PCB manufacturer to create the Gerber file for you.

Silkscreen

Traditionally, the Silkscreen printed circuit board prototyping process has relied on stencils to apply markings on a circuit board. These stencils are similar to the ones that are used when spray painting a car’s number plate. However, PCB development has progressed since that time and silkscreen application methods have improved as well. With silkscreen printing, epoxy ink is pushed through the stencil to create the desired text or imagery. The ink is then baked into a laminate. However, this method has its drawbacks and is not ideal for high-resolution printing.

Once the silkscreen is complete, the fabricator will use the silk screen information to make a transfer screen and transfer the information to the PCB. Alternatively, the fabricator may also choose to use the more modern method of printing directly on the PCB without a transfer screen.

Reflow oven

A reflow oven is a type of oven that uses infrared light to melt the solder paste and assemble the components of a printed circuit board. This type of oven has several advantages. The process speed is adjustable and the temperature of each zone can be independently controlled. PCBs are fed into the oven by conveyor at a controlled rate. Technicians adjust the speed, temperature, and time profile depending on the needs of the PCB.

The first step in the reflow soldering process is to apply solder paste to the surface mount pads of the components. The solder paste holds the components in place while the components are soldered. Various types of solder paste are available. Choosing the type that is right for your needs will be an important decision.

Reflow

The reflow process is a common technique used in printed circuit board prototyping. It uses a solder paste to hold together the various components on the board. When the components are soldered together, they become electrically connected. The process begins by pre-heating the units, following a temperature profile that will remove volatile solvents from the solder paste.

The temperature is crucial for a quality solder joint. The reflow process must be completed within a reasonable time. Insufficient heat will result in ineffective joints, while excessive heat will damage the circuit board components. Generally, the reflow time ranges from 30 to 60 seconds. However, if the reflow time is too long, the solder will not reach its melting point and may result in brittle joints.

Reflow oven for four-sided PCBs

A reflow oven for four-sided printed circuit board (PCB) prototyping is an oven used in the reflow soldering process. It involves a series of important steps and the use of high-quality materials. For larger-scale production, wave soldering is often used. Wave soldering requires a specific PCB size and alignment. Individual soldering may also be achieved with a hot air pencil.

A reflow oven has several distinct heating zones. It may have one or more zones, which are programmed to correspond to the temperature of the circuit board when it passes through each zone. These zones are set up with an SMT program, which is usually a sequence of set points, temperature, and belt speed. These programs provide complete transparency and consistency throughout the reflow process.

 

Types de masques de soudure pour circuits imprimés - Les 4 types de masques de soudure pour circuits imprimés

Afin de choisir le masque de soudure adapté à votre projet, vous devez connaître ses spécifications. Ces spécifications précisent la dureté, la durée de conservation et l'inflammabilité du produit. Elles précisent également la résistance du masque de soudure à l'oxydation, à l'humidité et à la croissance biologique. Vous pouvez également choisir un masque de soudure à finition mate ou satinée, qui permet de minimiser les perles de soudure.

Masque de soudure LPI

Dans le passé, les fabricants de circuits imprimés proposaient deux types de masques de soudure LPI différents : mat et brillant. Peu de clients indiquaient lequel ils souhaitaient, de sorte que la décision était souvent laissée au fabricant. Aujourd'hui, cependant, les clients peuvent évaluer les avantages de chaque type de finition. Bien qu'il y ait peu de différence de performance entre les deux types de masque de soudure, une finition brillante peut être plus attrayante pour certains.

La principale différence entre ces deux types de masques de soudure est leur processus d'application. Le premier type est un masque de soudure photo-imageable à film sec, qui est similaire à un autocollant, sauf qu'il est maintenu par de la soudure. Après le processus de soudure, le masque de soudure photo-imageable à film sec est décollé d'un côté et le reste du matériau est appliqué sur le circuit imprimé, côté masque vers le bas. Le deuxième type est le masque de soudure liquide, qui suit la même procédure sans l'autocollant.

Les masques de soudure LPI peuvent être sérigraphiés ou enduits par pulvérisation sur les circuits imprimés. Ces masques de soudure sont le plus souvent utilisés en conjonction avec les finitions de surface Nickel sans électrolyse, Or par immersion ou Nivellement de la soudure à l'air chaud. Pour une application correcte, le circuit imprimé doit être nettoyé et exempt de contaminants et le masque de soudure doit durcir complètement.

Masque de soudure époxy

Il existe deux types principaux de masques de soudure époxy. Le premier est constitué d'époxy liquide qui est sérigraphié sur une carte de circuit imprimé. Cette méthode d'impression des masques de soudure est la moins coûteuse et la plus populaire. Un treillis est utilisé pour soutenir le motif de blocage de l'encre. Le liquide époxy durcit à la chaleur. Un colorant est alors mélangé à l'époxy, qui durcit pour produire la couleur souhaitée.

L'épaisseur du masque de soudure dépend de l'emplacement des traces sur le circuit imprimé. L'épaisseur sera plus faible près des bords des traces de cuivre. L'épaisseur doit être d'au moins 0,5 mil sur ces traces et peut atteindre 0,3 mil. En outre, le masque de soudure peut être pulvérisé sur un circuit imprimé pour obtenir une épaisseur uniforme.

Les différents types de masques de soudure sont disponibles en différentes couleurs. La couleur la plus courante est le vert, mais d'autres types sont disponibles en noir, blanc, orange et rouge. En fonction de l'application, vous pouvez choisir la couleur qui convient le mieux à votre projet.

Masque de soudure transparent

Il existe plusieurs types de masques de soudure transparents pour la fabrication de circuits imprimés. Ils sont utilisés pour protéger les traces de cuivre de l'oxydation. Ces masques empêchent également la formation de ponts de soudure entre les plages de soudure. Bien qu'ils n'offrent pas une transparence parfaite, ils peuvent s'avérer efficaces pour atteindre vos objectifs de conception.

Cependant, le type de masque de soudure que vous choisissez dépend de plusieurs facteurs, notamment les dimensions de la carte, la disposition des surfaces, les composants et les conducteurs. Vous devez également tenir compte de l'application finale. Il se peut également que vous deviez respecter des normes industrielles, en particulier si vous travaillez dans un secteur réglementé. D'une manière générale, les masques liquides photo-imageables constituent l'option la plus courante et la plus fiable pour la fabrication de circuits imprimés.

Outre les couleurs les plus courantes, il existe également des types de masques de soudure plus uniques. Par exemple, il existe des masques plus rares et plus colorés, qui peuvent être utiles aux concepteurs et aux fabricants d'électronique de niche. Le type de masque de soudure utilisé aura une incidence sur les performances du circuit imprimé. Il est donc important de choisir le bon type de masque en fonction des besoins de votre projet.

Masque de soudure en graphite

Les masques de soudure de différentes couleurs ont des viscosités différentes, et il est important de connaître la différence si vous envisagez d'en utiliser un pour votre circuit imprimé. Les masques de soudure verts ont la viscosité la plus faible, tandis que les noirs ont la viscosité la plus élevée. Les masques verts sont plus souples, ce qui facilite leur application sur les circuits imprimés à forte densité de composants.

Ces masques de soudure protègent les circuits imprimés et leurs finitions de surface. Ils sont particulièrement utiles pour les équipements qui nécessitent des performances élevées et un service ininterrompu. Ils conviennent également aux applications nécessitant une durée de vie prolongée. Ces masques de soudure permettent de gagner du temps par rapport au masquage manuel à l'aide de rubans thermorésistants.

Un autre type de masque de soudure est le masque de soudure photo-imageable à film sec. Ce type de masque de soudure comporte une image créée sur le film, qui est ensuite soudée sur les plages de cuivre du circuit imprimé. Le processus est similaire à celui d'un LPI, mais le masque de soudure à film sec est appliqué en feuilles. Ce procédé permet de faire adhérer le masque de soudure indésirable au circuit imprimé et d'éliminer les bulles d'air qui se trouvent en dessous. Ensuite, les ouvriers enlèvent le film à l'aide d'un solvant, puis durcissent thermiquement le masque de soudure restant.

Altium Designer - Un guide de base du schéma à la conception de circuits imprimés

Dans ce tutoriel d'Altium Designer, vous apprendrez à créer un schéma et à le compiler dans une conception de circuit imprimé. Vous apprendrez également à importer des composants dans un circuit imprimé vierge et à identifier les exigences de routage. Vous saurez ensuite ce qu'il faut faire pour que votre circuit imprimé soit prêt à être fabriqué.

Création d'un schéma dans Altium Designer

La création d'un schéma dans Altium Designer peut se faire en important un fichier de schéma existant ou en créant un nouveau schéma. Si vous avez déjà créé un circuit imprimé, il n'est pas nécessaire de repartir de zéro. Altium Designer comprend des directives pour la réutilisation de la conception. Pour commencer, ouvrez la fenêtre du schéma de la carte.

Altium Designer comporte deux environnements : l'environnement principal d'édition de documents et les panneaux de l'espace de travail. Certains panneaux sont ancrés sur le côté gauche de l'outil, tandis que d'autres s'ouvrent ou sont cachés. Pour vous déplacer dans un schéma, cliquez sur le bouton droit de la souris et maintenez-le enfoncé ou maintenez la touche Ctrl gauche enfoncée tout en cliquant sur l'écran. Pour zoomer, utilisez les options du menu supérieur.

Vous pouvez ensuite faire glisser et déposer les composants sur le schéma. Vous pouvez également utiliser la fenêtre de l'explorateur pour visualiser et sélectionner les composants. Vous pouvez également cliquer sur la fenêtre du schéma et la faire glisser pour les placer. Vous pouvez également maintenir le bouton de la souris enfoncé pour placer un composant.

Compilation en un dessin de circuit imprimé

Une fois que vous avez un schéma, vous pouvez utiliser Altium designer pour le compiler en une conception de circuit imprimé. Il dispose de plusieurs fonctionnalités, notamment la possibilité de créer une bibliothèque de composants. Vous pouvez ensuite définir les empreintes de vos composants et choisir parmi les différentes options proposées pour chacun d'entre eux. En fonction de la taille et de la densité de votre carte, vous pouvez choisir l'empreinte normale (N) ou moyenne (M).

Après avoir créé votre circuit imprimé, vous devez ajouter le schéma à votre projet. Cela permettra de relier automatiquement votre schéma et votre nomenclature. Altium Designer peut même compiler vos données schématiques automatiquement pendant que vous créez votre conception. Pour ce faire, cliquez sur l'onglet bibliothèque dans le volet gauche de l'écran. Dans l'écran suivant, vous devez vérifier que les composants que vous avez ajoutés sont correctement intégrés dans la disposition du circuit imprimé.

Importation de composants dans un circuit imprimé vierge

L'importation de composants dans un circuit imprimé vierge dans Altium Designer est un processus simple et rapide. Après avoir importé les composants, vous pouvez activer ou désactiver des couches spécifiques, puis les disposer sur le circuit imprimé. Ensuite, vous pouvez acheminer les traces entre les composants.

Tout d'abord, vous devez créer un schéma de circuit imprimé. Pour ce faire, ajoutez un nouveau schéma ou ajoutez un schéma existant. Ensuite, dans l'écran de gauche, cliquez sur l'onglet bibliothèque. Vous pouvez alors vérifier si le composant que vous avez sélectionné est intégré.

Après avoir importé les composants, Altium Designer vérifie la conformité du schéma avec les règles de conception. Il s'agit d'une étape importante du processus de conception, car les erreurs dans le schéma peuvent affecter la qualité du circuit imprimé fini.

Exigences de routage dans Altium Designer

Altium Designer comprend des outils intégrés pour gérer les exigences de routage. Ces outils sont utiles lors de l'ajout de nouveaux composants à un schéma ou à un circuit imprimé. Cependant, certaines règles doivent être respectées lors du routage automatique. Le premier outil à utiliser pour les exigences de routage est une classe de réseau. Une fois configurée, une classe de réseau achemine automatiquement les composants de manière appropriée.

Un moteur de conception basé sur des règles est également inclus dans Altium Designer pour s'assurer que la mise en page du PCB est conforme à toutes les normes de signalisation. Le moteur de conception basé sur des règles vérifie également la mise en page par rapport à diverses exigences de conception afin de s'assurer qu'elle respecte les règles de conception. Altium Designer garantit ainsi la qualité de votre conception. En outre, un routage réussi du circuit imprimé commence par un empilage correct, qui prend en charge vos objectifs d'impédance et vos exigences en matière de densité de traçage. Cette étape vous permet de définir des profils d'impédance spécifiques pour les réseaux importants, afin que le signal ne soit pas perdu pendant le routage.

Étapes du processus

Une fois que vous avez créé un schéma, vous pouvez l'exporter sous la forme d'une liste de réseaux ou d'une nomenclature dans Altium Designer. Ces fichiers sont nécessaires à la fabrication du circuit imprimé. Ils contiennent toutes les informations nécessaires à la fabrication de la carte, y compris une liste de tous les matériaux requis. En outre, ces documents peuvent être examinés après chaque étape.

Altium Designer dispose également d'un outil de capture de schémas, qui vous permet d'importer des composants schématiques dans un schéma de circuit imprimé. Le logiciel génère ensuite un fichier PcbDoc et un document de circuit imprimé vierge.