NCAB GROUP

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.

AREA OF QUESTION

HDI | Via hole | Terminology | Design rules | Material | RoHS

 

CATEGORY: HDI

1. Qu’est-ce qu’un trou 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.
A microvia hole

 

2. Que signifie « trou 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 du point 1 illustre un via borgne percé au laser.

 

3. Que signifie « trou via enterré »?

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

 

4. 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
 

5. 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

 

CATEGORY: DESIGN RULES

6. 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.

 

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

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).

Track widths of pcb

 

8. 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 base Epaisseur 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 base Epaisseur minimum après traitement classe 2 Epaisseur minimum après traitement classe 3
1/2 oz. 33.4um 38.4um
1 oz. 47.9um 52.9um
2 oz. 78.7um 83.7um

 

CATEGORY: TERMINOLOGY

9. 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

 

10. 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.

 

CATEGORY: VIA HOLE

11. 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).

 

12. 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.

 

CATEGORY: MATERIAL

13. 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.

 

14. 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

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.

 

15. 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.

 

16. 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.

 

17. 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.
 

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

Il 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.

 

19. 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.

 

20. 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.

 

21. 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

 

CATEGORY: RoHS

22. 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.

 

23. Les PCB compatibles RoHS sont-ils également sans halogène?

NPas 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).

Chris Nuttall
CHIEF OPERATIONS OFFICER