FAQ

Chez NCAB Group, de très nombreuses questions nous sont posées par nos clients et notre équipe. Vous trouverez ci-dessous un certain nombre de questions posées parmi les plus fréquentes, et/ou certains sujets de discussion courants. Nous espérons que cette liste sera utile, qu’elle constituera une source de référence ou qu’elle sera à l’origine d’une discussion plus approfondie.

Si vous ne trouvez pas la réponse que vous recherchez, ou souhaitez obtenir plus de détails, veuillez contacter NCAB Group. Nous nous ferons un plaisir de vous aider.

Questions

HDI

Qu’est-ce qu’un microvia?

Selon la nouvelle définition fournie par IPC-T-50M, un trou microvia est un trou borgne dont le rapport hauteur/largeur est de maximum 1:1, qui se termine sur une plage de cuivre et dont la profondeur totale ne dépasse pas 0,25 mm, mesurée entre le feuillard de cuivre de la plage supérieure et la plage cible.

Que signifie « via borgne »?

Il s’agit d’un trou non débouchant qui part d’une couche externe vers la couche interne, mais qui ne traverse pas tout le PCB. Ces trous peuvent être percés mécaniquement ou à l’aide de la technologie laser. L’image illustre un via borgne percé au laser.

A microvia hole

Que signifie « via enterré »?

Il s’agit d’un trou qui court entre une ou plusieurs couches internes. Ce type de trou est normalement percé mécaniquement.

Qu’est-ce qu’un PCB HDI?

La norme IPC-2226 définit un PCB HDI comme une carte de circuit imprimé à la densité d’interconnexions par unité de surface supérieure aux circuits imprimés (PCB -Printed Circuit Board) conventionnels. Ces cartes présentent des pistes et des isolements plus fins ≤ 100 µm / 0,10 mm, des vias (< 150 µm) et des pastilles 20 pastilles/cm²) par rapport à la technologie de PCB conventionnelle.

A HDI PCB

Existe-il différents types de caractéristiques HDI?

Le graphique ci-dessous illustre les principales structures, type I, type II et type III, telles qu’elles sont définies dans la norme IPC-2226.

Type I. Définit un niveau de microvia simple sur un ou sur les deux côtés du « Core ». Utilise le microvia métallisé et les trous métallisés pour l’interconnexion, en employant des vias borgnes, mais pas des vias enterrés.

Type 1 HDI structure according to IPC-2226

Type II. Définit un niveau de microvia simple sur un ou sur les deux côtés du noyau. Utilise le microvia métallisé et les trous métallisés pour l’interconnexion. Emploie des vias borgnes et enterrés.

Type 2 HDI structure according to IPC-2226

Type III. Définit au moins deux niveaux de microvia sur un ou sur les deux côtés du noyau. Utilise le microvia métallisé et les trous métallisés pour l’interconnexion. Emploie des vias borgnes et enterrés.

Type 3 HDI structure according to IPC-2226

Terminologie de conception définissant le degré de conception HDI:

  • 1+n+1 = un niveau de microvia (comme dans les exemples de type I et type II ci-dessus)
  • 2+n+2 = deux niveaux de microvia (comme dans l’exemple de type III ci-dessus)
  • 3+n+3 = deux niveaux de microvia

FLEX/FLEX-RIGIDE

Quelles sont les structures disponibles pour les PCB flexibles et flex-rigides?

Les structures disponibles sont nombreuses et variées. Les plus courantes sont décrites ci-dessous:

Flexible simple face (IPC-60103 type 1) Coverlay (polyimide + adhésif) collé sur un core flexible simple face sans adhésif. Avec ou sans raidisseur (Stiffner).

Single sided flex structure

Flexible double face (IPC-6013 type 2) Coverlay collé sur les deux faces d’un core flexible double face sans adhésif (deux couches conductrices) avec trous traversants métallisés. Avec ou sans raidisseur(Stiffner).

Double sided flex structure

Flexible multicouche (IPC-6013 type 3) Coverlay collé sur les deux faces d’une construction sans adhésif contenant au moins trois couches conductrices avec trous traversants métallisés. Avec ou sans raidisseur (Stiffner). La capabilité est 4L.

Multilayer flex structure

Construction flex-rigide traditionnelle (IPC-6013 type 4) Combinaison de circuits multicouches rigides et flexibles contenant au moins trois couches avec trous traversants métallisés. La capabilité est 22L avec des 10 couches flexibles.

Traditional rigid flex construction

Construction flex-rigide asymétrique, où le circuit flexible est situé sur la couche extérieure de la construction rigide. Contient au moins trois couches avec trous traversants métallisés.

Asymmetrical rigid flex construction

Construction flex-rigide multicouche avec via enterré / borgne (microvia) intégré à la construction rigide. 2 couches de microvia peuvent être obtenues. La construction peut également comprendre deux structures rigides intégrées à une conception homogène. La capabilité est une structure 2+n+2 HDI.

Multilayer rigid flex construction

Construction par reliure et air-gap – une structure complexe. Présente des espaces entre les couches flexibles pour permettre une meilleure flexion des circuits. Les couches flexibles peuvent être de différentes longueurs sur les constructions , afin de réduire au minimum la compression des couches flexibles internes dans le rayon de courbure.

Book-binder and air-gap build

Comment calculer la longueur appropriée de la partie flexible dans une structure flex-rigide afin de permettre un rayon de courbure minimum?

Des recommandations détaillées se trouvent dans l’IPC-2223, sections 5.2.3.3 concernant les courbures en mode statiques et dynamiques, et doivent être utilisées lors de la vérification finale de la conception. Cependant, quelques règles de base sur l’épaisseur de la matière flexible peuvent être vues ci-dessous:

Illustration of a correct length of flex part of a rigid flex structure
FLEX TYPEMINIMUM BEND RADIUS
Single sided flex3 – 6 x circuit thickness
Double sided flex7 – 10 x circuit thickness
Multilayer flex10 – 15 x circuit thickness
Dynamic application20 – 40 x circuit thickness

Qu’est-ce qui distingue un circuit semi-flexible d’un circuit flex-rigide?

Un circuit semi-flexible est un circuit imprimé multicouche « standard » construit à l’aide de matières de type FR4 spécifiques, fraisé avec une certaine tolérance sur l’épaisseur. La zone plus mince qui en résulte offre ainsi une section plus flexible / souple qu’avec un FR4 d’épaisseur traditionnelle plus rigide. Les circuits semi-flexibles conviennent aux applications statiques (carte fixée), ou avec un nombre très limité de flexions.

Illustration of the difference between semi-flex and rigid-flex

Quelle différence y a-t-il entre les systèmes flexibles avec et sans adhésif?

Les structures qui utilisent des systèmes avec adhésif utilisent cet adhésif pour coller le cuivre au core flexible. Ainsi, cette couche adhésive et le coverlay pénètrent dans la construction rigide et directement dans le trou. Le coefficient d’expansion plus élevé de l’adhésif accroît le risque de problèmes liés à l’expansion dans les trous traversants, tels que des fissures et des ruptures de trous vias. Alors que la présence de ce matériau dans le trou lui-même peut entraîner des problèmes de formation de dépôts de cuivre sur la paroi intérieure résultant d’un mauvais « nettoyage » de l’adhésif.

Illustration of the difference between adhesive and adhesiveless flex systems.

La solution pour améliorer la fiabilité des trous vias / traversants consiste à opter pour un système sans adhésif (cuivre déposé directement sur le polyimide) et à limiter le chevauchement du coverlay dans la partie rigide de la carte. Cela permet d’obtenir une structure de trou traversant beaucoup plus fiable sans que l’adhésif ne pénètre dans le trou. C’est de loin l’approche la plus courante en matière de PCB flex-rigide.

REGLES DE CONCEPTION

Quel est la taille minimum du trou sur la couche externe/interne?

Cela varie selon les fabricants, mais généralement la plupart d’entre eux peuvent les produire dans les dimensions suivantes:
A = 0.15 mm
B = 0.20 mm
C = 0.30 mm

Illustrating pad size hole
For tighter constructions, please ask one of NCAB’s technicians for advice.

Lorsque j’ai besoin de pistes plus épaisses que la normale, quelles épaisseurs Puis-je utiliser?

Track widths of pcb

Généralement, plus le cuivre de base est épais, puis la piste doit être large. Le principe général est qu’avec un cuivre de base de 18 µm, la piste ne doit pas être plus étroite que 0,1 mm (4 mil) et avec un cuivre de base de 105 µm, la piste ne doit pas être plus étroite que 0,25 mm (10 mil).

Quelle quantité de cuivre fini peut-on attendre?

On croit à tort que les poids en du cuivre offrent des épaisseurs exactes, et que celles-ci ne se réduisent pas pendant la fabrication d’un PCB. Par exemple, 1 once = 35 um ou ½ once = 18 um.
Toutefois, IPC-6012 a détaillé l’épaisseur minimum acceptable de deux feuillards de cuivre, et des feuillards après la métallisation le placage sur la base de tolérances admissibles des feuillards feuilles de cuivre et des réductions du cuivre métallisés au cours du process de fabrication.
Les poids de cuivre les plus courants et l’épaisseur finie admissible sont présentés ci-dessous.

Il est essentiel de comprendre ce dont vous avez besoin et de bien le spécifier. Le risque est une sous-spécification ou une sur-spécification, ce qui peut entraîner une hausse des coûts associés à la conception. Pour plus d’informations, veuillez contacter nos techniciens.

Épaisseur de la feuille de la couche interne
Poids du cuivre de baseEpaisseur minimum après traitement
1/2 oz.11.4 um
1 oz.24.9um
2 oz.55.7um
Épaisseur du conducteur externe après métallisation process
Poids du cuivre de baseEpaisseur minimum après traitement classe 2Epaisseur minimum après traitement classe 3
1/2 oz.33.4um38.4um
1 oz.47.9um52.9um
2 oz.78.7um83.7um

Doit-on enlever ou conserver des pastilles non fonctionnelles ?

Le point 9.1.4 de l’IPC-2222A stipule clairement que le fabricant ne doit pas les enlever, mais de nombreuses usines demandent l’autorisation de le faire pour obtenir un meilleur rendement en production. Si elles ne sont pas essentielles pour le fonctionnement, nous recommandons d’autoriser leur retrait.

Illustration of removing or keeping non-functional pads.

TERMINOLOGIE

Qu’est-ce que le « ratio hauteur-largeur »?

Il s’agit du rapport entre le diamètre du trou et sa longueur. Lorsqu’un fabricant stipule que sa production a un « ratio hauteur-largeur » de 8:1, cela peut vouloir dire que le diamètre du trou est de 0,20 mm dans un PCB de 1,60 mm d’épaisseur.
Pour les structures HDI, un rapport hauteur-largeur adapté pour le microvia est normalement 0.8:1, la valeur 1:1 étant préférable pour faciliter la métallisation.

Illustration of aspect ratio

Qu’est-ce que l’enrobage en cuivre?

L’enrobage en cuivre est un dépôt continu de cuivre électrodéposé déposé dans le canon du trou et qui s’étend sur la surface du PCB (ou la surface du noyau de la couche interne dans le cas d’une structure HDI) sur au moins 25 um.

PCB with copper wrap

Pour les exigences de classe 2, l’épaisseur du dépôt de la surface de l’enrobage en cuivre est d’au moins 5 um, mais pour les exigences de classe 3, cela dépend de l’emplacement de cette caractéristique dans la conception. Veuillez consulter nos techniciens pour plus d’informations sur les exigences de classe 3.

Qu’est-ce que l’impédance contrôlée ?

Intéressons-nous à un signal lorsqu’il se déplace le long d’une piste. Contrôler l’impédance signifie que l’on vérifie les performances ou la vitesse de ce signal en un point le long d’une piste. Elle est liée à la résistance, à la capacité et à la conductance de la piste en question. L’impédance est également mesurée en ohms. Elle est différente de la résistance qui est une caractéristique CC (courant continu). L’impédance est une caractéristique CA (courant alternatif), ce qui signifie qu’elle est liée à la fréquence.

Existe-t-il plusieurs types d’impédance contrôlée ?

Oui, il en existe plusieurs qui sont décrites ci-dessous:

Impédance différentielle – Impédance d’une paire de conducteurs aux signaux de polarités égales et opposées – même amplitude entre eux en opposition de phase.

Impédance en mode impair – Impédance d’un côté d’une paire de conducteurs qui ont tous deux des signaux de polarités égales et opposées – même amplitude et opposition de phase.

Impédanceen mode pair – Impédance d’un côté d’une paire de conducteurs qui ont tous deux des signaux égaux – même amplitude et même polarité.

Impédanceen mode commun – Impédance d’une paire de conducteurs qui ont des signaux égaux – même amplitude et même polarité.

Que signifie le terme « frein thermique » ?

Pour les composants CMS (SMD), notamment les plus petits, nous utilisons des pastilles de frein thermique pour simuler la même masse thermique sur les deux terminaisons afin d’éviter l’effet Tombstoning, les composants tordus ou dans le pire des cas les composants cassés.

Close-up of a thermal pad
Close-up of a thermal pad

Pour les composants montés dans des trous (HMD), nous utilisons des pastilles de frein thermique sur les plans de la couche interne afin de faciliter le mouillage dans le corps du trou. Les formules pour les pastilles de frein thermique se trouvent dans les normes de la série IPC-2220.

Close-up of a thermal pad

Doit-on approuver l’ajout de teardrops dans les cahiers des charges ?

Selon la nouvelle section 3.4.2 de l’IPC-6012D, il est autorisé d’ajouter des teardrops au design lorsque les cartes doivent être conformes aux classes 1 et 2.

Illustration of adding of teardrops in the procurement documentation

Si vous ne souhaitez pas utiliser de teardrops, signalez-le dans votre cahier des charges. Mais prévoyez un annular ring suffisamment large.

Qu’est-ce que la technologie back-drilling?

Pour les applications à haute fréquence, nous devons prévoir la perte de signal et, par conséquent, lorsque deux couches sont connectées et que le signal est transmis de l’une à l’autre, il doit passer par un trou via qui qui les relie. Si par exemple le signal doit passer de la couche 1 à la couche 2 dans un circuit 20 couches, une partie de la structure via est considérée comme étant « en excès » et pour cette application, il est préférable d’éliminer l’excès de cuivre de ce trou car il agit comme une antenne et influe sur le signal.

Nous utilisons le back-drilling (contre-perçage dans l’axe Z) pour supprimer le cuivre « en excès» dans le trou, afin d’obtenir une meilleure stabilité du signal. Dans l’idéal, moins il y a d’excès de cuivre, meilleur est le résultat. Le diamètre du contre-perçage doit être normalement supérieure de 0,2 mm au diamètre du via correspondant.

Illustration of counter bore and back drilling technology.
BACK DRILLING / COUNTER BORE (mm)
A: Depth tolerance+/-0.20+/-0.15+/-0.10
B: Min. remain thickness and tolerance0.5+/-0.250.35+/-0.10.3+/-0.1

Que signifie « marquage UL » ?

La sécurité est un élément crucial dans le secteur de l’électronique. Il est vital que les utilisateurs puissent se fier au produit fini en ce qui concerne des facteurs tels que la sécurité électrique et la protection contre les incendies. Le PCB et les matières qu’il contient doivent donc respecter les normes les plus strictes. Pour que les cartes soient conformes, la certification UL des matières constituants ou du PCB lui-même est devenue pratique courante.

Tout d’abord, à quoi correspond l’acronyme UL ? L’acronyme UL désigne Underwriters Laboratories. En quoi la certification UL est-elle importante ? L’UL est une autorité majeure qui bénéficie d’une bonne réputation dans le secteur des PCB. Cet organisme est indispensable pour ses tests en matière de protection contre les incendies et de sécurité électrique. Des clients des quatre coins de la planète, y compris de célèbres entreprises chinoises, exigent des usines capables d’obtenir la certification UL. Bénéficier de cette certification est donc très important pour permettre aux usines de PCB de produire des cartes sûres et de pouvoir accéder au marché international.

TROU VIA

Quel type de bouchage des vias est recommandé?

Le type de bouchage préféré pour un produit standard (hormis les trous via recouverts) est IPC”4761 type VI rempli et recouvert, l’objectif étant le remplissage complet. Toutefois, les spécifications générales de NCAB Group stipulent que le remplissage ≥ 70 % est acceptable. L’image ci-dessous présente le type VI avec un recouvrement par le vernis épargne.

PCB type VI with liquid soldermask coverage

Un bouchage d’un seul côté n’est pas conseillé (y compris le type II bouché et recouvert) en raison de problème relatif à l’emprisonnement de produits chimiques ou le risque de présence de billes de soudure avec les finitions HASL (LF et SnPb).

Qu’est-ce qu’un trou via recouvert?

On parle de trou via recouvert lorsque la métallisation est ajouté sur le trou via, de sorte que la surface est totalement métallisée, avec une épaisseur de métallisation de couverture de cuivre de 5 um pour les exigences de classe 2, ou 12 um pour les exigences de classe 3.

Ce principe s’appuie sur un matériau de remplissage de via constitué de résine époxy, par opposition au vernis épargne, la résine époxy limitant le risque de bulles d’air ou d’expansion du remplissage au cours des process de brasage. Cela peut être classé dans IPC-4761 dans le type VII – trous via remplis et recouverts. Il est généralement utilisé dans les conceptions qui intègrent des via dans les plages de composants ou pour des applications BGA dans lesquelles des caractéristiques de haute densité sont requises.

MATERIAUX

Dois-je utiliser un matériau FR4 avec un Tg (Tg = température de transition vitreuse) élevée pour le brasage sans plomb?

Pas nécessairement. De nombreux facteurs doivent être pris en compte, par ex. le nombre de couches, la largeur du PCB et une bonne compréhension du processus d’assemblage (nombre de cycles de brasage, durée au-dessus de 260 degrés, etc.). Certaines recherches ont démontré qu’un matériau dont le Tg a une valeur « standard » offre de meilleures performances que d’autres avec un Tg plus élevée. Notez que même avec un brasage avec plomb, le Tg est dépassée.
Ce qui compte le plus, c’est la manière dont le matériau se comporte à des températures supérieures au Tg (post Tg). Par conséquent, une bonne connaissance des profils de température vous aidera à évaluer les caractéristiques de performances requises.

Quelles caractéristiques faut-il rechercher lors de la sélection
du matériau?

 
Les principales que nous considérons comme primordiales sont les suivantes:

CTE
Mesure l’expansion du matériau de base lorsqu’il est chauffé. Essentiel dans l’axe Z – généralement quand la température est supérieur au Tg, l’expansion est supérieure. Si le CTE est trop élevé, des défaillances peuvent se produire au cours de l’assemblage car le matériau peut se dilater rapidement au-delà du Tg.
Des matériaux peuvent présenter une même Tg, mais avec des CTE différents. Un CTE inférieur est préférable. De même, certains matériaux peuvent avoir des valeurs de Tg supérieures, mais également un CTE post-Tg supérieur (pire).

Left image: Barrel crack/broken hole      Right image: Lifted land

Materials can have same Tg yet different CTE’s – lower CTE is better. Equally some materials can have higher Tg values, yet also have a higher (worse) CTE post Tg.

Tg / TEMPÉRATURE DE TRANSITION VITREUSE
La valeur de Tg est la température à laquelle le matériau se transforme en matériau raisonnablement rigide comme du verre en un matériau plus élastique et pliable comme du plastique (Température de transition Vitreuse) . Cela est important car au-delà du Tg, les propriétés des matériaux changent.

Td / TEMPÉRATURE DE DECOMPOSITION
Il s’agit d’une mesure de la dégradation du matériau. La méthode d’analyse mesure la température à laquelle le matériau perd 5 % de sa masse, point auquel la fiabilité est compromise et un phénomène de délaminage peut se produire.
Un PCB présentant une fiabilité plus élevée nécessitera un Td ≥ 340℃.

Degradation of epoxy resin within FR4.

T260 / T288 / RÉSISTANCE AU DÉLAMINAGE
Il s’agit d’une méthode permettant de déterminer le moment où l’épaisseur du PCB est irréversiblement changée à une température prédéfinie (260 ou 288 C° dans ce cas), c’est-à-dire à quel moment le matériau se dilate et qu’un délaminage se produit.

Dois-je utiliser un matériau FR4 avec un Td (Td = température de dégradation) élevée pour le brasage sans plomb?

Une valeur de Td supérieure est préférable, notamment si la carte est techniquement complexe et fait l’objet de plusieurs process de brasages, mais cela peut entraîner des coûts supérieurs. Une bonne connaissance du processus d’assemblage peut vous permettre de faire les bons choix.

Quelle est la différence entre « dicyandiamide » et « non dicyandiamide » comme durcisseur dans l’époxy FR4?

Le dicyandiamine est largement le produit le plus commun pour cet époxy. Il présente normalement une Td d’environ 300–310°C tandis qu’un « non dicyandiamine », soit un époxy polymérisé phénolique, possède une Td d’environ 330–350°C et peut donc mieux résister à une température plus élevée.

Que signifie « CAF »?

CAF (Conductive Anodic Filament – Filament anodique conducteur) signifie qu’il va y avoir une réaction électrochimique entre l’anode et la cathode de cuivre, susceptible de provoquer un court-circuit interne dans le matériau.

Quelle est la meilleure surface PCB pour le brasage sans plomb?

l n’y a pas de « meilleure surface » ; toutes ont des avantages et des inconvénients. Votre choix dépend de nombreux facteurs. Veuillez contacter nos techniciens ou consulter les informations sur les finitions de surface dans cette section du site Web.

Quelles sont les règles en ce qui concerne les ignifugeants? Existait-il une interdiction nationale contre TBBP-A en vigueur dans l’électronique?

Non, les recherches ont démontré qu’il est impossible d’imposer une telle interdiction pour des raisons pratiques.

Quelle différence y a-t-il entre les ignifugeants ajoutés sous forme réactive et ceux ajoutés sous forme additive?

Un ignifugeant réactif est chimiquement lié à l’époxy. Il ne se dissout pas et ne migre pas hors du produit lors du dépôt des déchets.

Combien de cycles de refusion les matériaux FR4 peuvent-ils supporter?

Il est difficile de donner une réponse précise, mais nous avons fait des tests sur des matériaux qui ont subi jusqu’à 22 refusions, dont quatre à une température de 270 C°. Après 22 refusions, le stress est considérable et le matériau peut se dégrader, mais toute l’intégrité fonctionelle de la carte a été conservée. Notre conseil est de choisir un matériau avec un Tg plus élevé avec plus de 6 couches et d’une épaisseur supérieure à 1,6 mm.

FR4 test board following multiple reflows

RoHS

Les directives RoHS ou DEEE nécessitent-elles le marquage du PCB?

Non, mais pour des raisons pratiques, les PCB qui intègrent des finitions HASL sans plomb doivent être clairement marqués, pour indiquer leur compatibilité, en raison du risque de confusion avec les finitions HASL au plomb.

Les PCB compatibles RoHS sont-ils également sans halogène?

Pas nécessairement. La directive RoHS interdit deux ignifugeants bromés, les PBB (polybromobiphényles) et les PBDE (polybromodiphényléthers). On utilise normalement dans les PCB un ignifugeant bromé appelé le TBBP-A (tétrabromobisphénol A).

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