Le circuit imprimé de fond de panier, également appelé carte mère, est un type de carte de base chargé de supporter des cartes fonctionnelles, y compris des cartes filles ou des cartes de ligne. La tâche principale de la carte de fond de panier est de supporter les cartes filles et de distribuer l’alimentation aux cartes fonctionnelles afin de permettre la connexion électrique et la transmission des signaux. Ainsi, la fonction du système peut être obtenue grâce à la coopération entre le fond de panier et ses cartes filles.
À mesure que les composants CI (circuits intégrés) présentent des caractéristiques d’intégration de plus en plus élevées et qu’un nombre croissant d’E/S ne cesse d’augmenter, parallèlement aux progrès rapides réalisés dans l’assemblage électronique, à la haute fréquence de transmission des signaux et au développement de la numérisation à grande vitesse, les fonctions des cartes de fond de panier couvrent progressivement le support des cartes fonctionnelles, la transmission de signaux et la distribution de puissance. Afin de mettre en œuvre ces fonctions, les cartes de fond de panier doivent répondre à des exigences plus élevées en termes de nombre de couches (de 20 à 60 couches), d’épaisseur de carte (de 4 mm à 12 mm), de nombre de vias (de 30 000 à 100 000), ainsi que de fiabilité, de fréquence et de qualité de transmission des signaux.
Par conséquent, pour atteindre un niveau de performance aussi élevé, la fabrication de PCB de fond de panier doit faire face à des défis rigoureux concernant l’épaisseur de la carte, la taille de la carte, le nombre de couches, le contrôle de l’alignement, la profondeur de perçage arrière et le moignon (stub). En d’autres termes, tous les aspects mentionnés sont assurément des enjeux clés en ce qui concerne la fabrication de fond de panier. Cet article vise à présenter les principales difficultés rencontrées dans le processus de fabrication de PCB de fond de panier et à discuter de quelques astuces pratiques fondées sur plus de vingt ans d’expérience de fabrication de PCBCart.
Contrôle d’alignement
Le contrôle de l’alignement est la principale difficulté de fabrication en ce qui concerne la production de circuits imprimés ultra-multicouches, car un mauvais contrôle de l’alignement peut éventuellement entraîner des courts-circuits.
Le contrôle de l’alignement est influencé par de nombreuses procédures et éléments, parmi lesquels l’empilage des couches est le plus important. Les circuits imprimés multicouches présentent généralement trois types de compositions : mass-lam, pin-lam et chauffage par thermocouple.
Astuces :
• La méthode de composition optimale réside dans le pin-lam, car elle n’entraîne pas d’effet de choc sur la plaque centrale.
• Lorsque le pin-lam ne peut pas être appliqué en raison de certaines limitations, les rivets en cuivre-fer associés à de courts goujons constituent un bon choix.
• Comme l’empilement à broches et lamelles est utilisé, la catégorie de broches employée est extrêmement importante. Par exemple, nous constatons que quatre broches offrent de meilleures performances que huit broches circulaires, tout en restant compatibles avec l’exigence de contrôle de l’alignement.
Technologie de forage
En raison de l’épaisseur élevée de la carte de fond, il est possible que le foret soit trop court pour atteindre la carte. Cependant, un outil de perçage trop long a tendance à se casser pendant le processus de perçage. De plus, un excès de poussière peut obstruer le trou et provoquer des bavures, ce qui réduit considérablement les performances du PCB de fond de panier.
Astuces :
• La méthode CCD doit être appliquée lors du perçage de la carte de fond, et le repère CCD dépend du trou percé par perçage aux rayons X.
• La profondeur de forage peut être déterminée avec précision grâce à l’application d’un contrôle de profondeur de manière conductrice.
Capacité de galvanoplastie
En raison de l’épaisseur élevée de la carte de fond de panier, le rapport d’aspect sera également élevé. Pour garantir une quantité suffisante de cuivre dans le trou, si le placage électrolytique ne peut pas pénétrer suffisamment en profondeur, il y aura suffisamment de cuivre à l’intérieur du trou mais un excès de cuivre restera à l’entrée du trou, ce qui affectera le diamètre, rendant le diamètre du via et l’épaisseur de cuivre sur la paroi du trou incompatibles.
Astuces :
• La solution de placage par impulsions doit être comparée à la solution de placage en courant continu en termes de capacité de placage, de fiabilité et de stabilité de la solution.
• Une nouvelle solution de placage CC doit être utilisée, telle que EP.
Analyse ICD
L’ICD a tendance à se produire au cours du processus de fabrication de matériaux à haute fréquence, entraînant un risque de qualité important pour la connexion électrique et la fiabilité à long terme. Les causes de l’ICD et leurs solutions doivent être résumées afin que de tels problèmes puissent être évités dans le processus de fabrication des PCB de fond de panier. La cause du problème d’ICD réside dans les résidus de gel de résine laissés sur la couche interne de cuivre et dans un nettoyage insuffisant.
Astuces :
• Le degré de vieillissement du matériau de la carte doit être analysé afin d’éviter que de la résine insuffisamment vieillie ne reste sur les couches internes de cuivre.
• Le contrôle des paramètres de forage doit être optimisé afin de garantir que les résidus de gel ont été éliminés.
Évidement de talon de via
En ce qui concerne la transmission de signaux à haute vitesse, un stub entraînera une distorsion du signal voire un échec de la transmission. Par conséquent, l’effet négatif causé par un stub sur la transmission de signaux à haute vitesse doit être clarifié. Jusqu’à présent, on peut résumer que lorsque la longueur du stub est inférieure à 0,25 mm, son effet sur le signal est très faible et peut être négligé. En conséquence, la longueur du stub doit être maintenue en dessous de 0,25 mm.
Astuces :
• La longueur du stub doit être contrôlée dans une limite de 0,25 mm afin de minimiser son effet sur la qualité de transmission du signal.
