Trois décisions déterminent le comportement d’un circuit imprimé Rogers en fabrication et en assemblage : le stratifié que vous choisissez, la manière dont vous construisez l’empilage, et la finition de surface appliquée sur les pastilles. Choisissez le stratifié en fonction de la constante diélectrique (Dk) requise par votre conception et de la tolérance de Dk que vous pouvez accepter. Gardez un empilage entièrement en Rogers et indiquez-nous l’épaisseur diélectrique sur laquelle repose votre modèle d’impédance. Choisissez entre ENIG, argent chimique, étain chimique ou OSP, car le HASL n’est pas proposé pour ces cartes.
Les sections ci-dessous examinent chaque décision telle que nous la voyons du point de vue de la fabrication.
Quel stratifié Rogers convient à quel usage ?
Commencez par la constante diélectrique (Dk) requise par votre circuit, puis examinez la précision avec laquelle cette Dk est contrôlée. L’image ci-dessous montre le stratifié que nous prenons comme référence pour les cartes haute fréquence, avec une Dk mesurée à 10 GHz :
RO4350B est le point de départ de la plupart des projets RF, et pour de bonnes raisons. C’est la demande la plus courante que nous recevons, et la tolérance de Dk est suffisamment serrée pour qu’elle n’entraîne que rarement une erreur d’impédance. Si votre simulation a été effectuée sur RO4003C, ne passez pas à RO4350B pour « gagner une étape ». La différence de 0,10 en Dk modifie vos largeurs de ligne, et vous devriez de toute façon relancer le modèle.
RO3010 est l’exception. Une constante diélectrique de 10,2 donne des lignes étroites et de petites structures, ce qui est le but, mais cela signifie aussi que votre tolérance de gravure compte davantage parce que tout est plus petit. RT5880 et RO3003 se comportent différemment de la famille RO4000 lors du perçage et de la manipulation, donc si votre conception les utilise, informez-nous-en tôt. Les paramètres de procédé spécifiques à chaque stratifié sont à confirmer avec notre équipe d’ingénierie avant que vous ne fassiez figurer définitivement le routage.
NotrePage des matériaux PCBénumère une plage de matériaux plus large, mais pour les travaux RF, le tableau ci-dessus constitue la liste pratique restreinte.
Que devez-vous spécifier dans l’empilage ?
Nous fabriquons des circuits imprimés Rogers de 2 à 24 couches, avec une épaisseur finale de 0,4 à 5,0 mm et un cuivre final de 0,5 à 2 oz. Dans cette plage, certains facteurs permettent de garder l’empilage réalisable et l’impédance prévisible.
Conservez une construction entièrement Rogers. Chaque noyau et chaque couche de liaison proviennent de la famille Rogers, et l’ensemble de préimprégnés inclut le Rogers 4450F. Mélanger différentes familles de stratifiés dans une même empilement introduit des questions de stratification et de registration qui sortent du cadre de ce que nous décrivons ici ; cet article ne les aborde donc pas. Si votre conception nécessite quelque chose de différent, envoyez-la-nous et nous l’examinerons séparément.
Construisez l’empilage de façon symétrique autour du centre. Un empilage asymétrique sur une carte mince est la raison la plus fréquente des réclamations liées au voilement, et c’est aussi la chose la moins coûteuse à corriger sur le papier avant de passer la commande.
Indiquez les épaisseurs des diélectriques utilisées dans votre calcul d’impédance, et pas seulement l’épaisseur totale du circuit imprimé. Un circuit fini de 1,6 mm peut être fabriqué de plusieurs façons, et vos pistes à impédance contrôlée ne correspondront à votre modèle que si le diélectrique entre la piste et son plan de référence correspond à ce que vous avez supposé. Nous vous proposerons une structure de couches si vous n’en avez pas, mais nous préférerions vérifier la vôtre.
Indiquez quelles couches ont une impédance contrôlée, ainsi que la valeur cible et la tolérance pour chacune. Notre tolérance d’impédance est de ±10 %. Si votre conception nécessite une tolérance plus stricte, confirmez-le avec notre équipe d’ingénierie avant de finaliser le routage, car cela modifie notre méthode de vérification et peut changer la structure du circuit.
Le poids du cuivre mérite une petite réflexion. Un cuivre plus épais sur une couche de signal RF rend plus difficile le maintien d’une géométrie fine ; ainsi, si votre section de puissance nécessite 2 oz et que votre section RF a besoin de lignes fines, parlez-nous de la façon de les répartir entre les couches.
Jusqu’où peut-on réduire la largeur des pistes, l’espacement et l’impédance ?
Notre largeur et espacement de piste minimum sont de 3/3 mil, avec un anneau annulaire minimum de 4 mil et un trou percé minimum de 6 mil. La tolérance d’impédance est de ±10 %.
Ce sont des valeurs minimales, et nous ne concevrions pas une ligne RF pour qu’elle se situe exactement à ces limites. Des lignes étroites sur un stratifié à constante diélectrique élevée comme le RO3010 laissent très peu de marge pour les variations de gravure, de sorte que la largeur finale s’écarte davantage de la largeur dessinée en termes relatifs. Donnez aux pistes RF critiques une certaine marge et réservez la géométrie minimale aux endroits qui en ont réellement besoin, tels que les échappements de pastilles à pas fin.
La tolérance de Dk mérite une vérification de cohérence. Une variation de ±0,05 sur le RO4350B est faible par rapport à une marge d’impédance de ±10 %, donc en pratique, la gravure et l’épaisseur du diélectrique dominent généralement l’erreur, et non le stratifié. Si vous recherchez une grande précision d’impédance, examinez la tolérance de largeur de vos pistes et votre espacement diélectrique avant d’incriminer le matériau.
Ne partez pas du principe que le cuivre épais combiné à une géométrie de 3/3 mil soit une association évidente. Vérifiez cela avec notre équipe d’ingénierie en fonction de votre poids de cuivre spécifique.
Pour la pratique de la mise en page qui se situe en amont de tout cela, notreschéma haute vitesseL’article traite des décisions de routage qui influencent la manière dont la carte est fabriquée.
Quels finitions de surface fonctionnent sur les circuits RF, et pourquoi le HASL n’est-il pas proposé
Pour les circuits imprimés Rogers, nous proposons quatre finitions : ENIG, argent par immersion, étain par immersion et OSP. Chacune présente un compromis différent.
ÉNIG.Des pastilles planes, adaptées aux composants à pas fin et à un stockage de longue durée. Certains concepteurs RF évitent d’avoir une couche de nickel sous les lignes de transmission critiques en raison du comportement du nickel à haute fréquence. D’autres l’acceptent. C’est une question qui relève de votre budget de pertes, pas du nôtre.
Argent d’immersion.Plat et soudable, et un choix courant lorsque la couche de nickel pose problème. Il nécessite un emballage et une manipulation soigneux, car l’argent ternit si les cartes restent à l’air libre.
Étain d’immersion.Plat, avec une soudabilité qui dépend du temps de stockage. Planifiez en conséquence la date de votre assemblage.
OSP.Cuivre nu sous un mince revêtement organique. C’est la finition la plus simple, mais le revêtement se dégrade à chaque passage de refusion, elle convient donc aux circuits imprimés qui ne subissent qu’un seul cycle d’assemblage.
Le HASL ne fait pas partie de notre offre pour ces circuits. La surface est irrégulière, ce qui nuit au placement à pas fin et se marie mal avec les pastilles RF pour lesquelles la géométrie est importante. L’immersion dans la soudure en fusion applique également un choc thermique au stratifié, que nous préférons éviter d’infliger à un matériau que vous avez choisi avec soin pour ses propriétés électriques.
Si vous hésitez entre ENIG et l’argent, indiquez-nous le pitch des pastilles, le nombre de cycles de refusion et la durée pendant laquelle les cartes resteront en stock avant l’assemblage. Ces trois informations suffisent généralement à trancher.
Notes de forage et de manutention affectant le rendement
La taille des trous et l’anneau annulaire sont les points où les conceptions Rogers rencontrent le plus souvent des problèmes. Les minimums sont un trou percé de 6 mil et un anneau annulaire de 4 mil. Sur une carte épaisse, un petit trou augmente rapidement le rapport d’aspect. Si vous combinez une structure de 5,0 mm avec de petits vias, confirmez le rapport d’aspect avec notre équipe d’ingénierie avant de procéder au routage.
Les stratifiés à base de PTFE nécessitent une préparation de paroi de trou différente de celle des matériaux époxy-verre, et les stratifiés souples se marquent facilement. Nous les traitons en conséquence, mais vous pouvez nous aider en évitant un nombre excessif de vias sous les composants RF et en ne plaçant pas de trous percés directement au bord du contour du circuit.
Les noyaux minces sont fragiles. Avec une épaisseur finale de 0,4 mm, la carte a besoin de support lors de la manutention, ce qui a un impact sur la conception du panneau. Consultez‑nous au sujet de la pannellisation si votre carte est fine et de grande taille.
Les paramètres de perçage spécifiques, les exigences de cuisson et les conditions de stockage dépendent du stratifié. Nous ne les publions pas ici. Veuillez les confirmer avec notre équipe d’ingénierie pour le matériau que vous avez choisi.
Notrefabrication de circuits imprimés à haute fréquencecette page décrit les types de cartes couverts par ce processus.
Ce qu’il faut envoyer avec votre commande de carte RF
Un ensemble complet évite un aller-retour de questions, et sur les cartes Rogers cela évite aussi un aller-retour de recalcul d’impédance. Nous demandons généralement :
Fichiers Gerber, avec un fichier de perçage et un contour de carte bien défini
Le nom du stratifié et l’épaisseur de chaque âme, ainsi que le préimprégné que vous prévoyez
Poids de cuivre fini par couche
Le plan de stratification, avec les couches à impédance contrôlée indiquées et les valeurs cibles précisées
Cible d’impédance et tolérance pour chaque réseau contrôlé
Choix de finition de surface parmi ENIG, argent par immersion, étain par immersion ou OSP
Toute exigence de via ou de trou qui se situe près des minimums (trou de 6 mil, couronne annulaire de 4 mil)
Classe de qualité, si vous avez besoin de quelque chose d’autre que notre norme IPC Classe 2
Une note concernant les plans d’assemblage, y compris le nombre de cycles de refusion, si les cartes doivent être assemblées
Nous travaillons à partir de fichiers Gerber. Nous ne fournissons pas de services de conception de schémas, le design électrique doit donc être terminé avant l’arrivée du dossier.
FAQ
Pouvez-vous maintenir une impédance plus stricte que ±10 % sur des circuits imprimés en Rogers ?Notre tolérance standard est de ±10 %. Si votre conception nécessite une tolérance plus stricte, envoyez la stack-up ainsi que les valeurs cibles et confirmez avec notre équipe d’ingénierie. Ne supposez pas qu’elle sera acceptée simplement parce que la tolérance de Dk du stratifié est serrée, car la gravure et l’épaisseur diélectrique influencent généralement le résultat davantage que le Dk.
La valeur de Dk est indiquée à 10 GHz. Quel Dk dois-je utiliser dans mon modèle ?Les valeurs de fiche technique dans cet article sont à 10 GHz. Si votre conception fonctionne à une autre fréquence, demandez quel Dk nous recommandons pour le modèle, et confirmez ce nombre avec notre équipe d’ingénierie avant de finaliser les largeurs de ligne. Nous n’indiquons ici aucune fréquence maximale de fonctionnement pour un stratifié.
Fabriquez-vous des circuits Rogers selon la norme IPC Classe 3 ?Notre norme est l’IPC Classe 2. Si votre projet nécessite autre chose, signalez-le à notre équipe d’ingénierie au stade du devis.
Aidez-vous à la conception RF elle-même ?Non. Nous fabriquons à partir de vos fichiers Gerber et ne proposons pas de conception de schémas. Nous pouvons examiner l’empilage et les aspects de fabrication et vous indiquer où la conception est proche d’une limite.
Les cartes peuvent-elles aller directement à l’assemblage ?L’assemblage est facturé séparément. Indiquez-nous, au stade du devis pour le PCB, qu’un assemblage est prévu, ainsi que votre choix de finition et le nombre de cycles de refusion attendus, afin que la finition et le plan soient cohérents. Les détails du profil de refusion pour votre stratifié spécifique sont à confirmer avec notre équipe d’ingénierie.
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Ressources utiles
•Matériaux haute fréquence : Rogers vs FR-4
•Contrôle d’impédance dans les PCB
•Introduction et comparaison des finitions de surface des PCB
•ENIG vs argent d’immersion : comparaison des finitions de surface
