Pour les entreprises manufacturières, l'une des principales exigences d'une commande est sa faisabilité. Malheureusement, en pratique, il arrive fréquemment que les commandes reçues ne soient pas techniquement réalisables. Cela complexifie leur fabrication et, par conséquent, augmente leur coût.
La pré-conception aide à identifier les défauts
Une situation similaire peut se produire aussi bien dans la production de produits conçus en interne que dans le cadre d'une production sous contrat. Dans certains cas, il convient de détecter les non-conformités techniques après le lancement de la production. Bien que leur identification relève davantage de l'élimination, elles devraient être repérées dès la phase de conception du produit.
Pour mener à bien cette tâche, il est nécessaire que le concepteur ait une idée des possibilités de production et, surtout, des limitations qui lui sont inhérentes.
Que allons-nous lire dans cet article ?
Cet article décrit l'expérience pratique de la collaboration entre les services de production et de conception pour l'élaboration d'un document définissant les exigences de conception des circuits imprimés destinés à l'installation automatisée. L'utilisation d'un tel document permet, dès la phase pilote, de mettre en production un produit adapté à une installation sur une ligne automatisée.
composants de montage de prise
Paramètres géométriques de la pièce
L'épaisseur admissible du circuit imprimé fini est de 0.6 à 3 mm.
Il est recommandé de fabriquer des supports de circuits imprimés rectangulaires dont le rapport largeur/longueur ne dépasse pas 1:3.
Emplacement des repères de référence sur le circuit imprimé
Pour cette configuration, il peut n'y avoir aucun champ technologique ou la présence d'un champ technologique d'une largeur minimale possible de 4 mm.
La largeur minimale du champ technologique dépend de l'emplacement des repères de référence globaux sur la carte et de la méthode de traitement des bords de la pièce.
Marques de référence locales :
Des repères locaux peuvent être placés pour les composants dont le pas est inférieur ou égal à 0.65 mm (BGA, QFP, CSP, QFN, connecteurs, etc.). Ces repères sont situés sur les bords opposés de la zone extérieure du composant.
En cas d'espace libre limité, un seul panneau de référence peut être placé entre les composants adjacents ; ou bien des repères peuvent être placés à l'intérieur des zones d'installation sous le corps du composant.
En l'absence d'espace libre, seules deux marques de référence locales sont autorisées par circuit imprimé. Elles doivent alors être disposées en diagonale, à la distance maximale possible l'une de l'autre.
La distance minimale entre deux repères adjacents est de 10 mm.
Emplacement des composants
Si possible, les composants CMS doivent être placés d'un seul côté du PP.
S'il est impossible d'utiliser une face du PP pour l'installation des composants CMS, ces derniers doivent être concentrés au maximum sur l'une des faces.
Les composants CMS d'une hauteur supérieure à 5 mm doivent, si possible, être placés d'un seul côté du PP.
Celui qui est aussi saturé que possible en composants CMS.
Les composants THT doivent être placés sur le côté, si possible PP, saturé au maximum avec les composants SMD.
Il est interdit d'avoir des composants CMS sous les composants
L'écart minimal entre les pastilles de contact des composants CMS adjacents doit être de 0.4 mm.
L'écart minimal entre les pastilles des composants CMS dans les boîtiers cylindriques (MELF, LL-34, etc.) et les pastilles des composants voisins dans d'autres boîtiers est de la moitié de la largeur de la pastille de contact pour le boîtier cylindrique.
En cas de manque d'espace sur la carte, il est permis de laisser un espace d'au moins 0.6 mm entre les pastilles de contact des composants dans les boîtiers cylindriques.
Les composants polaires (en particulier les composants TNT) doivent, si possible, être positionnés avec la même orientation.
Éléments de traçage de pp
La distance entre le bord du circuit imprimé et tout élément de celui-ci (conducteur, pastille de contact, trou, etc.).
Should Be:
Pour le traçage – 0.6 mm ;
0.5 mm (à titre exceptionnel – 0.35 mm en accord avec le chef du service de traçage PP) ;
0.8 mm (si nécessaire, pour utiliser le perçage, il est nécessaire de coordonner la possibilité de son utilisation avec le responsable du service de traçage PP)
Les pastilles de contact doivent s'ouvrir complètement avec un masque
(pastille définie par un masque non-soudé), tandis que l'écart entre le masque et la pastille doit être de 50 à 200 microns (pour les microcircuits BGA, strictement 50 microns).
La conception des blancs multipliés
L'animation doit être réalisée par transfert direct des circuits imprimés, sans retournement. Toute autre variante d'animation doit faire l'objet d'un accord préalable avec le service technique.
Pour la mise en forme des ébauches, la méthode privilégiée de séparation des panneaux est le traçage. Le traçage est uniquement applicable au PP d'une épaisseur de 0.8 à 2 mm.
Pour les cartes d'une épaisseur de 2 mm ou plus, le fraisage est recommandé. Si le perçage s'avère nécessaire, il convient de se coordonner avec le responsable du service de traçage PP. La valeur minimale spécifiée pour le diamètre D est de 0.4 mm, la valeur recommandée étant de 0,4 mm. La largeur minimale du cavalier doit être de 1.5 mm et la largeur maximale de 4 mm.
Les cavaliers doivent être positionnés de manière à pouvoir être facilement retirés à l'aide d'une pince coupante. Il est interdit de placer des cavaliers sous les composants du boîtier.
La distance maximale entre les cavaliers sur le plateau doit être de 75 mm.
Une zone libre de 5 mm de large est nécessaire au centre de la pièce pour permettre le brasage dans un four de refusion à support central. Cette zone libre correspond à une section du PP exempte de composants CMS. Dans la mesure du possible, évitez d'y placer des conducteurs et des pastilles de contact non masqués.
Si nécessaire, un domaine technologique supplémentaire peut être introduit pour la mise en œuvre de la zone franche.
Conception de cartes de circuits imprimés avec microcircuits en boîtier BGA
La forme de la pastille de contact pour la bille est un cercle dont le diamètre est compris entre 2/3 et 3/4 du diamètre de la bille du composant, mais ne doit pas être inférieur à 0.20 mm.
Les plots de contact des bornes BGA doivent être complètement dégagés du masque (zones non recouvertes par le masque de soudure). La profondeur de cette ouverture dépend du pas des broches de la puce : pour un pas supérieur à 0.8 mm, l’ouverture doit être de 100 microns ; pour un pas inférieur ou égal à 0.8 mm, l’ouverture doit être de 50 microns.
Lors de la connexion de la pastille de contact et du trou, ce dernier ainsi que le conducteur correspondant doivent être entièrement recouverts d'un masque, la largeur du conducteur ne devant pas excéder 75 % du diamètre de la pastille. Dans le cas contraire, la soudure risque de s'infiltrer dans le trou.
Résumé
Le niveau actuel de développement de l'électronique impose des exigences accrues tant aux fabricants de circuits imprimés et de modules qu'aux développeurs.
Souvent, dans les développements modernes, ces deux parties sont confrontées à une contradiction entre la nécessité d'utiliser tel ou tel type de composants, de matériaux ou de technologies, et la capacité des fabricants à le faire à moindre coût et avec une qualité élevée.
La tâche du concepteur de circuits imprimés est de trouver le « juste milieu » qui satisferait toutes les parties impliquées dans le processus de mise en œuvre du projet, depuis son développement jusqu'à la production et l'assemblage du circuit imprimé.