PCB haute fréquence

Les circuits imprimés haute fréquence sont l'épine dorsale de la plupart des appareils électroniques.

Des appareils tels que les téléphones portables aux micro-ondes, les PCB jouent un rôle vital dans les circulations actuelles.

Si vous êtes un fabricant ou un importateur, vous devez comprendre tous les aspects de ces PCB.

Ce guide aborde tous les aspects pertinents d'un circuit imprimé haute fréquence.

Vous trouverez dans ce guide un outil important lorsqu'il s'agit de PCB haute fréquence.

Lisons le long.

PCB haute fréquence

Chapitre 1 : Qu'est-ce qu'un PCB haute fréquence ?

La haute fréquence fait référence à un type de circuit imprimé dont les applications sont courantes dans les dispositifs nécessitant la transmission de signaux particuliers entre objets.

Généralement, la gamme de fréquences de ces PCB est comprise entre 500 MHz et 2 GHz.

Les applications les plus courantes qui utilisent ce PCB incluent les micro-ondes, les téléphones portables et les radiofréquences.

PCB micro-ondes

Les PCB haute fréquence ont généralement des stratifiés haute fréquence difficiles à fabriquer. En effet, ils doivent conserver le transfert de chaleur thermique de l'application.

Chapitre 2 : Caractéristiques du circuit imprimé haute fréquence

La façon simple de comprendre les PCB haute fréquence est de comprendre ses caractéristiques.

Les caractéristiques vous donnent une idée de ce que sont les circuits imprimés haute fréquence.

Voici un aperçu des caractéristiques des PCB haute fréquence.

PCB haute fréquence

• Pour éviter tout retard dans la transmission du signal de fréquence, le DK doit être plus petit et stable. En fait, plus il est bas, mieux c'est pour une transmission de fréquence efficace.
• Le DF doit être petit car il affecte la qualité de la transmission du signal. Si possible, utilisez un DF plus petit pour une transmission claire du signal.
• Pour éviter la séparation de la feuille de cuivre en cas de changement de température, vous devez vérifier l'expansivité thermique du PCB. Pour plus d'efficacité, vous devez vous assurer que l'expansivité thermique des matériaux PCB est la même que celle de la feuille de cuivre.
• Assurez-vous que la propriété de résistance à la chaleur, l'endurance aux chocs, la résistance chimique et la résistance au pelage doivent être appropriées.

Chapitre 3 : Applications pratiques des cartes de circuits imprimés haute fréquence

En fait, les PCB haute fréquence sont courants dans les applications qui nécessitent une résistance élevée à la chaleur et à la température.

Vous remarquerez dans le chapitre précédent que l'une des caractéristiques des PCB haute fréquence est sa capacité à résister à des températures élevées.

Par conséquent, vous disposez d'un large éventail d'applications pour lesquelles vous pouvez utiliser des circuits imprimés haute fréquence. Cependant, les plus courants incluent les suivants :

·Applications militaires

Vous pouvez utiliser des PCB haute fréquence dans une large gamme d'applications dans l'armée. Par exemple.dans les armes à feu et les munitions.

Lance-roquettes

Les fabricants d'armes à feu telles que les armes à feu, les explosifs et les munitions utilisent des PCB haute fréquence pour s'assurer qu'ils sont sûrs et fonctionnels.

Ils utiliseront des équipements tels que des enregistreurs de choc de pénétration ou des appareils de test d'impact avant de les libérer pour utilisation.

·Applications médicales

Vous ne pouvez pas sous-estimer la contribution de l'électronique à la fraternité médicale.

Vous trouverez de l'électronique dans les appareils de diagnostic, de surveillance et de traitement.

Même avec ces applications, il y a une amélioration constante des applications électroniques.

A la base de ces applications, vous trouverez ces PCB Haute Fréquence.

Leurs conceptions vous permettent de les utiliser dans divers dispositifs médicaux complexes. La plupart du temps, vous aurez besoin d'une petite taille de PCB pour répondre aux exigences d'un dispositif médical.

En tant que tels, la plupart de ces PCB sont des interconnexions à haute densité spécialisée, également appelées PCB HDI. Dans certaines conceptions, ces PCB peuvent avoir un matériau de base flexible qui leur permet de fléchir pendant l'utilisation.

Scan CT

Ceci est vital pour les équipements médicaux internes ou externes.

En raison de leurs domaines d'application, ces PCB haute fréquence ont tendance à avoir les normes les plus élevées que les autres types de PCB.

Lors de la conception de circuits imprimés médicaux, il faut tenir compte de leur fiabilité et de leur durabilité tout en respectant les normes médicales disponibles.

Parmi les dispositifs médicaux courants qui utilisent des PCB haute fréquence, citons les suivants :

• Il peut s'agir de moniteurs personnels ou de soins de santé tels que des moniteurs de glycémie, des tensiomètres et des moniteurs de fréquence cardiaque.
• Technologie de numérisation. Sous celui-ci, vous trouverez des dispositifs de contrôle de l'infusion de liquide, des scanners à ultrasons, un scanner CT et un scanner IRM. Vous trouverez également des scanners à rayons X et IRM.
• Instruments scientifiques. Parmi les plus ordinaires, citons les microscopes, les photomètres et les systèmes de contrôle qui s'appliquent aux générateurs et aux compresseurs.

·Applications industrielles

L'application industrielle est encore un autre domaine commun où vous trouverez des PCB haute fréquence en cours d'utilisation.

Ces PCB contrôlent les différents composants électroniques que vous pouvez trouver dans les usines et les industries manufacturières.

Les températures extrêmes et les différents produits chimiques sont un facteur commun dans un tel environnement. Lors de l'utilisation de ces PCB dans de tels contextes, vous devrez choisir des PCB en cuivre épais.

Ce type de PCB permet une induction de courant élevée dans les applications ainsi que les chargeurs de batterie.

L'avantage des PCB haute fréquence dans de telles applications est qu'ils peuvent résister à des températures élevées et aux produits chimiques.

Panneau de contrôle industriel PCB

Dans les applications industrielles, les PCB haute fréquence sont courants dans les domaines suivants.

• Équipement industriel. Il s'agit notamment des perceuses électriques ainsi que des presses électriques qui sont courantes dans l'industrie manufacturière.
• Équipement de mesure où vous pouvez les utiliser pour mesurer et contrôler la température, la pression ainsi que d'autres variables pendant la fabrication.
• Indicateurs d'alimentation qui comprennent les onduleurs, les générateurs, les énergies solaires et d'autres dispositifs de contrôle de l'alimentation.

·Système de communication avancé

Vous pouvez également trouver des PCB haute fréquence dans les systèmes de communication avancés.

Ces appareils assurent une transmission claire du son même lorsqu'ils sont éloignés, ce qui permet une communication claire.

Il existe diverses fonctions dans les systèmes de communication que vous pouvez utiliser ces PCB. Ils comprennent des amplificateurs haute fréquence ainsi que des dispositifs de filtrage.

 Amplificateur haute fréquence

De plus, les stations d'appoint, les tableaux de fréquence, les platines de mixage, les récepteurs et les microphones utilisent également ces PCB.

Dans cette industrie, vous trouverez des PCB légers à haute fréquence qui sont durables et peuvent correspondre à la densité des machines utilisées.

La conception et l'utilisation de ces PCB haute fréquence varient en fonction de l'application que vous utilisez.

·Systèmes radars

Dans les systèmes radar, vous pouvez trouver une utilisation intensive des PCB haute fréquence.

Ils jouent un rôle important, en particulier dans l'aviation ainsi que dans les industries maritimes.

Dans l'industrie maritime, vous trouverez l'utilisation de systèmes radar dans diverses applications telles que les applications sous-marines et de navigation.

Dans les applications marines, les systèmes radar s'avèrent être un point central pour s'assurer que les navires évitent les obstacles tels que les icebergs.

Système radar

Les navires, ainsi que les sous-marins, peuvent les utiliser pour détecter les navires ennemis et détruire leurs cibles.

Dans les voiliers, vous trouverez ces PCB dans les appareils qui alimentent le navire.

Il y a des quantités considérables de conceptions que vous devrez faire lors de l'utilisation de ces PCB.

Cela est dû à la variation de pression ainsi qu'aux vibrations de l'application.

Dans l'industrie aéronautique, le système radar est essentiel pour guider les avions, ce qui aide à éviter les accidents.

Chapitre 4 : Considérations étape par étape sur la conception de circuits imprimés haute fréquence

La conception d'un circuit imprimé haute fréquence peut consommer beaucoup de temps et d'argent. Vous devez donc prendre en compte plusieurs facteurs avant de décider de concevoir un circuit imprimé haute fréquence.

Section de PCB haute fréquence

Ces facteurs incluent votre budget, votre calendrier, la quantité que vous devez concevoir et les normes internationales que vous devez respecter.

Une fois que vous avez pris en compte ces facteurs, vous pouvez maintenant continuer et concevoir votre PCB haute fréquence.

Mais comment savez-vous que vous concevez un circuit imprimé haute fréquence ?

Trois indicateurs vous aideront à l'établir.

La première est la fréquence de votre PCB.

La plupart des PCB haute fréquence utilisent tout ce qui dépasse 50 MHz pour affecter les performances du circuit. Vous pouvez également vérifier les traces.

Vous pouvez vérifier les mesures physiques des traces de PCB pour savoir si vous avez affaire à des PCB haute fréquence.

Sur une note fondamentale, une fois que vous avez une trace supérieure à un tiers du temps de montée de la vitesse de commutation de votre application, vous avez affaire à un PCB haute fréquence.

Enfin, vérifiez si votre PCB fonctionne comme une unité ou s'il y a des divisions.

S'il y a des divisions dans le fonctionnement de votre PCB, alors vous avez un PCB haute fréquence.

Permettez-moi de vous expliquer les directives que vous pouvez utiliser pour concevoir ces PCB.

À la fin de ces directives, vous pouvez maintenant concevoir un PCB haute fréquence.

Conception de carte haute fréquence

Directives de conception de circuits imprimés haute fréquence

Chaque fois que vous concevez un PCB haute fréquence, vous devez prêter attention aux aspects clés suivants :

1) Planifiez votre conception haute fréquence

Vous devez avoir une conception appropriée pour votre PCB haute fréquence avant de commencer le véritable Conception de PCB. Ceci est important pour éviter les revers ou avoir des problèmes inattendus avec votre PCB.

Exemples de fréquences

Ce que vous devez faire est d'avoir une liste de contrôle si vous en avez besoin lors de la conception de votre PCB. Parmi les principales considérations que vous devez examiner, citons :

Organisation du système qui implique que vous ayez une représentation visuelle des interconnexions des sous-circuits.

2) Connaître la fréquence du signal de votre PCB

Assurez-vous que vous avez documenté les exigences d'alimentation et de tension pour les circuits intégrés et si vous devrez diviser des plans d'alimentation.

Vérifiez si vous pouvez prendre en charge les différents signaux, la longueur de piste ainsi que toute impédance contrôlée.

À ce stade, votre fabricant joue un rôle essentiel en s'assurant que vous comprenez quelles sont ses exigences de tolérance minimales.

De plus, vous devez avoir une stratégie qui réduira le niveau de bruit sur vos signaux haute fréquence

3) Documentez tout votre plan d'empilement de carte pour la fabrication

Une fois que vous avez un plan sur la façon dont vous allez concevoir votre PCB, vous devrez documenter les exigences de votre couche d'empilement.

Vous pouvez consulter votre fabricant pour déterminer les spécificités de vos PCB.

Cela inclut la compréhension des matériaux et des contraintes spécifiques à votre PCB. Vous pouvez soit utiliser FR-4, Nelco ou Rodgers pour votre PCB.

Conception de PCB

Vous pouvez avoir d'autres stratégies pour votre pile, comme avoir une couche de signal que vous pouvez placer ensuite sur une couche adjacente. Cela offrira des signaux qui ont un chemin de retour efficace.

Vous pouvez également envisager de router les signaux haute fréquence qui se trouvent sur les couches internes de votre PCB entre les plans.

Cela offrira une protection contre tout rayonnement qu'il émet à l'extérieur.

De plus, sur votre pile de couches, vous pouvez utiliser de nombreux plans de sol.

Le but est de réduire votre gêne de référence qui à son tour minimise l'effet du rayonnement sur votre circuit.

4)Planification d'étage

Cela implique de diviser votre PCB en sections logiques.

Ce que vous devez considérer, c'est si vous devrez placer tous vos sous-circuits dans une conception plus grande ou séparément.

Placement des PCB

Vous trouverez cela vital lorsque vous avez des sections analogiques et numériques que vous devez isoler soigneusement pour minimiser les interférences. A la fin de tout cela, vous devez connaître le sens de vos circuits.

5) Comprendre votre sol et vos avions de puissance

Après avoir défini la disposition de votre PCB, vous êtes maintenant libre de vérifier les détails de votre conception. Cela inclut la compréhension du plan de masse dont vous avez besoin pour vous assurer qu'il est complet.

Avion flottant en PCB

Cela peut inclure de ne pas diviser votre plan au sol avec un signal routé.

La création d'une division sur le plan de masse signifie que vous devrez faire pivoter le vide, ce qui peut avoir un effet sur l'EMI et la synchronisation des signaux.

S'il est obligatoire de diviser le plan de masse, assurez-vous d'inclure une résistance le long de la trace du signal.

Le but est de permettre à votre signal d'avoir un pont qui facilitera le chemin de retour.

6) Minimisez la taille de vos modèles de terrain

Une chose que vous remarquerez avec les PCB haute fréquence est qu'ils ont un pad plus petit que le reste des PCB.

En fait, minimiser l'espace de votre PCB est essentiel pour vous assurer que vous disposez d'un PCB utile.

PCB haute fréquence

D'une manière générale, vous pouvez maintenir la taille de votre Pad entre 0 et 5% de la taille des broches du composant. D'autres PCB ont une capacité de 30% des broches des composants.

Il y a plusieurs avantages à minimiser l'espace. Cela maximisera la résistance mécanique et réduira la capacité parasite

De plus, en réduisant l'espace, vous aurez plus d'espace pour les paires différentielles et un nombre élevé de broches pour votre PCB.

7) Routage de vos signaux haute fréquence

L'avantage de router vos signaux de fréquence est de maximiser les avantages du blindage de votre PCB.

Ce qui se passe, c'est que les signaux à haute fréquence émettent de grandes quantités de rayonnements lorsqu'ils se déplacent de la source.

Cela peut entraîner des interférences entre deux signaux différents. Pour éviter cela, vous pouvez acheminer vos signaux de fréquence en observant quelques options.

PCB d'enracinement

Tout d'abord, vous devez minimiser les signaux longs et parallèles pour réduire tout couplage de signal. Vous pouvez également maximiser la distance de vos traces de signal.

L'autre option consiste à vous assurer que vous acheminez les signaux vers une couche différente au cas où ils seraient bruyants.

Le routage des signaux sur différentes couches doit être orthogonal les uns aux autres.

Cela implique que sur une couche de signal, vous pouvez avoir des traces horizontales ou verticales.

8) Avoir un chemin de retour de courant efficace

Chaque signal sur votre PCB haute fréquence aura besoin d'un itinéraire qui part de la source et se termine au puits à travers le chemin.

Ce chemin nécessite une obstruction minimale. C'est un aspect important dans Conception et fabrication de circuits imprimés.

Pour vous assurer que le chemin est fluide, vous pouvez avoir besoin de l'utilisation de via dans certaines circonstances. Sans cela, le courant pourrait se propager sur les divisions de votre plan au sol.

Fabrication de PCB

L'effet de ceci est qu'il peut conduire à une perte de l'intégrité du signal.

Si vous utilisez via pour inverser le courant vers leur source, vous devez vous assurer que le couplage est serré.

Cela garantira que vos signaux arrivent à temps.

Pour réduire la distance que votre signal doit parcourir, vous devez placer votre via inverse trop près du via du signal.

9) Minimiser le couplage de traces en utilisant la règle des 3 W

Le couplage de ligne peut poser un sérieux défi à l'intégrité de votre signal pendant la transmission. Pour minimiser cela, vous pouvez utiliser la règle 3W.

Transmission du signal

Les règles 3W stipulent que la distance de séparation entre les traces doit être trois fois la largeur d'une seule trace mesurée d'un centre à l'autre.

Cette règle augmentera la distance entre les traces, ce qui réduira l'effet de couplage.

Pour augmenter les gains de minimisation du couplage de ligne, vous pouvez augmenter la distance de séparation de trois à dix.

10) Minimiser le couplage plan en utilisant la règle 20H

Le couplage qui se produit entre les plans d'alimentation et de masse peut également présenter un risque pour votre Conception de PCB.

Ici couplage dans PCB permettra l'absorption des franges vers le plan de masse au lieu de les diffuser vers l'extérieur.

Couplage de signal PCB

La règle 20H stipule que vous devez vous assurer que votre épaisseur diélectrique entre le sol et le plan d'alimentation adjacent est 20 fois plus épaisse que le plan d'alimentation.

11) Vérifiez les directives de routage

Après tout cela, vous devez vérifier sur le directives générales de routage pour votre PCB.

Tout d'abord, évitez les virages à 90 degrés sur vos traces car ils peuvent provoquer des réflexions uniques de vos fréquences.

Conception de circuits imprimés multicouches

Vous devez également vous assurer que tous les signaux des différentes paires ont la même longueur et le même écart. Cela maximisera les avantages de l'annulation du champ électromagnétique.

Vous devez concevoir vos lignes de transmission à l'aide de pistes microruban. Ces bandes n'offriront qu'un seul plan de référence séparé par un diélectrique.

Chapitre 5 : Caractéristiques du matériau stratifié PCB haute fréquence

Comprendre les caractéristiques de votre matériau stratifié PCB haute fréquence est essentiel lors de la fabrication de votre PCB.

Vous pourrez identifier et comprendre le comportement de votre PCB.

Voici un aperçu des caractéristiques des matériaux stratifiés PCB haute fréquence.

·Constante diélectrique (Er)

Constante diélectrique est une mesure de la capacité d'un matériau à stocker de l'énergie électrique lorsqu'il se trouve dans un champ électrique.

Cette capacité dépend de la direction du courant, ce qui implique que le courant diélectrique change lorsque l'axe du matériau change.

Ce que vous devez comprendre, c'est la plage de fréquences à laquelle vous soumettrez le matériau lors des tests.

Permittivité relative

De plus, vous devez connaître la méthode de test et toute variable présente pour la gamme de fréquences.

Enfin, vous devez tenir compte des conditions diélectriques constantes de votre PCB qui peuvent correspondre à celles de votre application.

·Tangente de perte

Contrairement aux autres PCB, Tangente de perte est l'un des défis qui affectent la capacité de votre circuit imprimé haute fréquence à fonctionner efficacement.

La tangente de perte résulte d'une modification de la structure moléculaire du matériau PCB.

Perte diélectrique

Le changement se produit lorsqu'il y a une augmentation de la fréquence qui affecte la transmission du signal car certains signaux sont perdus en raison d'un épuisement.

De plus, dans les PCB multicouches complexes, vous pouvez avoir divers composants proches les uns des autres, générant ainsi de la chaleur.

La chaleur peut également endommager les signaux de fréquence du PCB.

·CTE (coefficient de dilatation thermique)

Le coefficient de dilatation thermique fait principalement référence au changement de taille du matériau PCB lorsque la température change. C'est un moyen de calculer ou de déterminer la robustesse thermique d'un matériau.

Vous trouverez cet aspect particulièrement crucial lors des étapes de perçage et d'assemblage de la fabrication de votre PCB Haute Fréquence.

Coefficient de dilatation thermique

Lorsque vous avez un empilement multicouche, les différents matériaux vont avoir un coefficient de dilatation thermique différent en fonction du changement de température.

Dans un tel scénario, le fait que la couche supérieure se dilate à un rythme plus rapide que les couches inférieures peut poser des problèmes, en particulier lors de la phase de forage.

Le PTFE est l'un des matériaux les plus couramment utilisés dans la fabrication des PCB en raison de sa qualité.

Au cours de l'étape d'assemblage, le coefficient de dilatation thermique affecte la façon de gérer la force de soudure thermique.

Avoir un coefficient de dilatation thermique de mauvaise qualité peut casser votre PCB.

En conséquence, vous pouvez utiliser un matériau qui a un faible coefficient de dilatation thermique lors des étapes de perçage et d'assemblage de votre fabrication.

Chapitre 6 : Processus de fabrication de PCB haute fréquence

Le processus de fabrication d'un circuit imprimé haute fréquence est simple. Une fois que vous avez compris les considérations ci-dessus, vous pouvez facilement fabriquer votre PCB.

L'avantage de fabriquer votre PCB est que vous pouvez le personnaliser selon vos spécifications.

Voici les étapes que vous pouvez suivre lors de la fabrication de votre circuit imprimé haute fréquence.

· Concevez votre circuit imprimé

Le point de départ de la fabrication de votre PCB est d'avoir une conception pour le PCB. Cela implique d'avoir un plan où vous établirez le plan de votre PCB.

Conception de PCB

Le logiciel de conception le plus courant utilisé pour votre PCB est Extended Gerber.

Extended Gerber vous aidera à encoder les informations pertinentes dont vous pourriez avoir besoin.

Ces informations incluent le nombre de couches de votre cuivre et le nombre de masques de soudure dont vous aurez besoin.

Lorsque vous avez encodé votre schéma de circuit imprimé à l'aide du Logiciel étendu Gerber, vous devez confirmer d'autres aspects de votre conception.

Après avoir terminé tout cela, vous devrez apporter votre conception au centre de fabrication où la fabrication aura lieu.

C'est ici que votre conception sera soumise à un contrôle DFM pour s'assurer que votre conception atteint la tolérance qui répond aux exigences de production.

·Impression de conception de circuits imprimés

Une fois que vous avez terminé de vérifier la conception de votre PCB, vous pouvez continuer et l'imprimer.

Ce que vous devez comprendre, c'est que l'impression se fait à l'aide d'une imprimante appelée imprimante traceur.

Ce qui se passe, c'est que l'imprimante traceur produit un film du PCB qui est essentiellement le négatif du PCB.

Le film contient deux types d'encre. Vous avez l'encre noire qu'utilisera le circuit de votre High PCB et le cuivre.

Il y a aussi l'encre transparente qui indique les parties non conductrices du PCB telles que la base en fibre de verre.

Cependant, les rôles des encres changent lorsque vous êtes sur la partie externe de la couche de votre PCB.

L'encre transparente indiquera le chemin du cuivre tandis que l'encre noire indiquera les zones de cuivre que vous devez retirer.

Vous devrez également utiliser des films différents pour chaque couche de votre PCB et le masque de soudure ultérieur.

Par exemple, si votre PCB a deux couches, vous aurez besoin de quatre films pour servir chaque couche et le masque de soudure.

Une fois que vous avez imprimé le PCB, vous devez aligner et percer un trou à travers eux. Ce trou est appelé trou d'enregistrement.

·Impression en cuivre pour les couches intérieures

La fabrication proprement dite du PCB par votre fabricant a lieu à ce stade.

Une fois que vous avez imprimé le PCB sur le stratifié, vous pré-collerez le cuivre sur le même stratifié qui sert de structure à votre PCB.

Couches internes de PCB

Après cela, vous gravez le cuivre pour révéler le plan antérieur de votre PCB. Vous couvrez ensuite votre panneau stratifié à l'aide d'un film photosensible appelé résine.

La composition de cette résine est une couche chimique photoréactive qui durcit lorsque vous l'exposez à la lumière ultraviolette.

La résine permet à votre fabricant d'obtenir la meilleure correspondance entre les résultats imprimés sur la résine photosensible et les photos de plans.

Après avoir aligné votre stratifié et la résine à l'aide du trou, vous les exposerez à la lumière ultraviolette.

Ici, la lumière traversera les zones translucides du film qui durcit la résine photosensible.

En durcissant, vous pouvez voir les zones de cuivre que vous devez utiliser comme chemins.

En revanche, l'encre noire interceptera toute lumière qui tenterait d'atteindre les zones à ne pas durcir que vous pourrez retirer ultérieurement.

Après avoir préparé le PCB, vous devrez le laver à l'aide d'une solution alcaline qui élimine les restes de la résine.

Ensuite, vous devez laver votre PCB sous pression pour détacher tout ce qui reste à la surface.

L'étape suivante consiste à laisser sécher votre PCB. Après cela, retirez la résine du PCB à l'exception de celles qui se trouvent sur le dessus du cuivre. Veillez à éviter toute erreur à ce stade.

·Inspection et alignement des couches

Cette étape consiste à s'assurer que les couches sont alignées ainsi qu'à effectuer une inspection optique. Vous pouvez utiliser les trous pour aligner les couches interne et externe de votre PCB.

Ce qui se passe, c'est que vous pouvez placer les couches sur une machine appelée poinçon optique.

Le poinçon optique forcera une broche à travers les trous pour aligner les couches de votre PCB.

Après le poinçon optique, vous pouvez utiliser une autre machine pour effectuer une inspection optique qui garantit que le PCB ne présente aucun défaut.

L'inspection est nécessaire pour éviter les erreurs qui peuvent se produire une fois les couches réunies.

Vous pouvez utiliser une machine AOI pour comparer le PCB et la conception Extended Gerber qui sert de modèle pour votre PCB.

·Laminage des couches PCB

Une fois que votre PCB est exempt d'erreurs, vous pouvez maintenant passer à l'étape suivante du processus de fabrication. Pendant la lamination, la fusion des couches de votre PCB a lieu.

Les principales étapes qui se déroulent ici sont PCB de laminage et étapes de pose. La partie extérieure de votre circuit imprimé est constituée de fibre de verre pré-enduite de résine époxy.

Lamination PCB

Une fine couche de feuille de cuivre recouvre le matériau d'origine de votre PCB avec des gravures en cuivre.

Après avoir préparé la couche interne et externe de votre PCB, vous pouvez continuer et les assembler.

Vous pouvez utiliser une pince métallique et une table de presse particulière pour prendre en sandwich les couches.

Le montage des couches sur la table se fait à l'aide d'une goupille unique.

Vous pouvez commencer ce processus en plaçant une couche de résine époxy pré-enduite sur le bas d'alignement de la table.

Vous placez ensuite une couche de substrat sur la couche de résine, puis une couche de feuille de cuivre.

Au-dessus de la feuille de cuivre, vous ajouterez des couches de résines pré-imprégnées, puis une autre couche de feuille de cuivre.

Enfin, vous placerez un morceau de plaque de presse.

Après cela, vous pouvez maintenant appuyer sur les calques. Vous pouvez utiliser des épingles pour perforer les couches, ce qui garantit que vous avez correctement fixé les couches.

L'étape suivante consiste à laminer le PCB. Ici, une paire de plaques chauffantes transfère la chaleur et la pression aux couches de PCB.

La chaleur fera fondre l'époxy tandis que la pression fusionnera les couches.

Vous devrez déballer la presse supérieure et les broches qui permettront au PCB réel d'être libre.

·Forage

Avant de percer, vous devrez utiliser une machine à rayons X pour identifier les points de forage. Après cela, vous pouvez percer des trous de guidage qui sécurisent votre PCB.

PCB de forage

Lors du perçage des trous, vous pouvez utiliser une perceuse guidée par ordinateur à l'aide de la conception Extended Gerber. Après le perçage, vous pouvez limer le surplus de cuivre restant.

· Placage PCB

Après le perçage, vous pouvez maintenant continuer et plaquer votre PCB. Dans ce processus, vous utiliserez des produits chimiques pour assembler les différentes couches.

Vous devrez nettoyer soigneusement le PCB avant de le baigner dans divers produits chimiques.

 PCB plaqué or

Le revêtement du panneau dans une micro-couche de cuivre a lieu pendant le processus de bain. Le bain aide également à couvrir les murs des murs en cuivre percés.

·Imagerie et placage de la couche externe

Ce processus consiste à appliquer pour résister à la couche externe par imagerie.

Après le revêtement et l'imagerie de la couche extérieure, vous devez plaquer la couche intérieure de la même manière que précédemment.

PCB d'imagerie

A ce stade, le placage de la couche extérieure aide à protéger le cuivre du côté extérieur.

·Application de masque de soudure

Vous devrez nettoyer le panneau en vue de l'application du masque de soudure. Après le lavage, vous appliquerez une encre époxy avec le film de soudure.

Vous exposez ensuite le PCB à la lumière ultraviolette qui aide à marquer les parties des masques de soudure que vous devez retirer. L'étape suivante consiste à cuire le PCB dans un four pour durcir le masque de soudure.

· Sérigraphie et finition

Pendant le processus de finition, vous pouvez plaquer votre PCB avec de l'or, de l'argent ou du HASL, ce qui offrira une protection supplémentaire au tampon et au cuivre.

Carte PCB d'écran en soie

Après le placage, vous devez sérigraphiez votre PCB. Au cours de ce processus, l'impression de toutes les informations vitales sur le PCB a lieu.

Cela comprend le numéro d'identification de l'entreprise, les étiquettes d'avertissement ainsi que les marques du fabricant. Après cela, vous devez guérir votre PCB.

·Essai

Le test de votre PCB est essentiel pour s'assurer que votre PCB fonctionne correctement. Les tests comprennent des tests de continuité et d'isolement du circuit.

PCB de test

Le test de continuité du circuit identifie s'il y a des déconnexions dans votre PCB. D'autre part, le test d'isolation examine la valeur d'isolation de votre PCB pour identifier tout court-circuit.

·Coupe et profilage

Si votre PCB passe l'étape de test, vous pouvez passer à l'étape suivante de découpe et de profilage. Ici, vous pouvez avoir plusieurs découpes de votre panneau PCB d'origine.

Vous pouvez effectuer des découpes sur votre PCB de deux manières différentes. Vous pouvez utiliser une machine CNC qui coupera de petites languettes sur les bords de votre PCB.

L'autre option consiste à utiliser une rainure en V qui coupera des passages en diagonale le long des côtés de votre PCB.

Chapitre 7 : Comment choisir le meilleur matériau pour les PCB haute fréquence

Avoir le bon matériel pour votre circuit imprimé haute fréquence minimisera les risques de votre circuit en envoyant des signaux mixtes.

En ayant des matériaux tels qu'une feuille de cuivre sous-optimale, cela peut avoir de graves effets sur votre circuit.

C'est pourquoi vous devez sélectionner le bon matériau PCB haute fréquence pour votre circuit. Voici comment vous pouvez vous y prendre.

·Considérez les meilleurs fabricants de matériaux PCB haute fréquence

Plusieurs entreprises fabriquent des PCB haute fréquence. Cependant, tous ne répondent pas aux normes internationales.

Matériau PCB

Assurez-vous toujours d'obtenir vos matériaux PCB auprès des meilleurs fabricants.

Parmi les meilleurs fabricants que vous pouvez trouver pour vos matériaux PCB, citons les suivants.

1)Rogers

Rodgers est une entreprise internationale avec des succursales en Amérique, en Europe et en Asie.

Tous leurs matériaux PCB se sont avérés fiables en termes de performances.

Rodgers ltd vend des matériaux PCB laminés que vous pouvez utiliser pour fabriquer des circuits imprimés.

La plupart du temps, les matériaux de circuits imprimés que vous pouvez acheter incluent le niveau ignifuge 4 (FR4).

Ces matériaux peuvent avoir une feuille de cuivre ou de fibre de verre laminant des deux côtés.

Le FR4 que vous pouvez acheter via Rodgers ltd convient aux applications qui ont des propriétés à haute fréquence.

Ce que vous remarquerez lors de l'achat auprès de cette société, c'est qu'ils sont chers. Cependant, le coût en vaut la peine car les matériaux ont une caractéristique de perte dans les applications haute fréquence.

2) Arlon

Arlon est l'un des principaux fabricants de matériaux stratifiés hautes performances que vous pouvez utiliser pour diverses applications PCB.

Surtout, cette entreprise est spécialisée dans la technologie des résines thermodurcissables.

Vous pouvez trouver la résine dans les différents substrats qui comprennent de l'aramide non tissé et du verre tissé.

Les applications des matériaux PCB Arlon incluent l'électronique militaire, l'interconnexion de densité et les PCB micro-ondes.

Avec une usine de fabrication certifiée ISO 9001: 2008, vous pouvez faire confiance aux produits qu'ils fabriquent.

Cela implique que vous obtenez des matériaux de haute qualité et rentables pour vos applications.

L'avantage avec cette société est qu'il existe différentes options que vous pouvez utiliser pour acheter vos matériaux PCB.

3)GIL taconique

GIL Taconic est une autre entreprise qui traite principalement de différents types de matériaux PCB haute fréquence.

Cette société possède des usines de fabrication dans différents pays tels que les États-Unis, la France, la Pologne, le Brésil et la Corée.

La société elle-même est certifiée ISO 9001 et est fière de la fabrication de matériaux PCB de haute qualité et rentables.

La qualité de ces matériaux est qu'ils ont une haute résistance aux produits chimiques ainsi qu'à la température.

Ils ont également une rigidité diélectrique élevée et des pertes électriques minimales.

Cela implique que vous pouvez utiliser ces matériaux dans la fabrication de cartes de circuits imprimés d'applications différentes.

Parmi les domaines d'application, citons les stratifiés micro-ondes et les courroies personnalisées pour différentes cartes de circuits imprimés.

4) Metclad

Metclad fabrique des matériaux PCB de haute qualité que vous pouvez utiliser pour assembler vos PCB.

Ils ont différentes tailles de cuivre parmi lesquelles vous pouvez choisir ainsi que différentes couleurs de masque de soudure pour votre PCB.

Il y a toujours une garantie que les matériaux que vous achetez chez Metclad vous rendront service.

5)Ile

Isola se considère comme l'une des principales entreprises de conception et de fabrication de stratifiés cuivrés.

Vous pouvez utiliser ces stratifiés dans la production de PCB haute fréquence avancés.

La société a une empreinte mondiale qui comprend des installations de fabrication et des centres de recherche en Asie, en Europe et aux États-Unis.

Vous pouvez utiliser les PCB haute fréquence Isola dans différentes applications telles que les ordinateurs, les réseaux et les équipements de communication.

Vous pouvez également utiliser ces matériaux dans des produits que vous pouvez utiliser sur les marchés aérospatial, militaire et médical.

Ces matériaux respectent les différentes normes internationales pour les applications.

Ils comprennent le système international de données sur les matériaux, REACH, ROHS et les produits chimiques perfluorés.

6) Polyclad

Si vous recherchez une entreprise qui propose des matériaux PCB de haute qualité, vous pouvez choisir Polyclad.

Il existe une variété de matériaux qu'ils fournissent, tels que des feuilles de cuivre, des masques de soudure et des cartes.

Polyclad propose également une assistance pour la conception et la fabrication de votre PCB.

Il y a une garantie que vous obtiendrez un service sur les matériaux que vous achetez chez Polyclad.

7)Asaki

Asaki propose des matériaux haut de gamme pour vos PCB.

Bien que leurs matériaux soient coûteux par rapport à d'autres fabricants, vous avez l'assurance d'un service de qualité.

Parmi les matériaux que vous pouvez acheter figurent des feuilles de cuivre, des masques de soudure et même des cartes.

Asaki effectuera également un test électrique pour votre PCB en s'assurant que vous disposez d'un PCB fonctionnel.

8)Hitachi

Avec son siège social à Tokyo, au Japon, Hitachi propose une large gamme de matériaux PCB de qualité.

Vous pouvez capitaliser sur ses différents bureaux à travers le monde pour acheter leurs produits.

De plus, ils offrent une finition de surface de qualité pour votre PCB.

Cela inclut les finitions de surface telles que HASL sans plomb et ENG, entre autres.

Cette société vous aidera à concevoir des conseils ainsi qu'une garantie pour les matériaux PCB que vous leur achetez.

9)Ehemical

Ehemical peut personnaliser votre PCB selon vos spécifications.

Tout ce que vous avez à faire est de produire une conception pour votre PCB au format Extended Gerber.

Ils vous aideront à fabriquer votre PCB, y compris à le tester électriquement.

Si vous choisissez d'acheter du matériel chez eux, vous avez la garantie de matériaux de qualité de cette société.

·Évaluer la constante diélectrique

Vous devrez prendre en considération la constante diélectrique du substrat PCB.

La constante diélectrique fait référence à la capacité d'un matériau PCB à retenir l'énergie dans le champ électrique.

Cela dépendra de la direction prise par le matériau. En tant que telle, une constante diélectrique efficace doit être très petite pour fournir une entrée stable.

Constante diélectrique

C'est cette entrée qui aidera à minimiser le retard dans la transmission des signaux.

Ce que vous devez noter, c'est que le substrat diélectrique constant doit correspondre pour que votre PCB fonctionne correctement.

Si vous avez des substrats diélectriques constants qui ne sont pas uniformes, cela peut créer des problèmes dans le fonctionnement de votre PCB.

Parmi les substrats diélectriques constants que vous pouvez avoir, on peut citer les résines et les matériaux tissés.

· Connaître le facteur de dissipation

Un facteur de dissipation efficace doit être très petit. En effet, avoir un facteur de dissipation élevé peut affecter la qualité de transmission du signal.

Pertes dans la transmission des PCB

En ayant un petit facteur de dissipation, vous aurez moins de perte de signal tout en transmettant un signal élevé.

·Capacité à obtenir un espacement approprié

La capacité de votre matériau PCB à atteindre un espacement approprié joue un rôle essentiel dans votre PCB. C'est particulièrement le cas lorsque vous parlez de diaphonie et de l'effet de peau de votre PCB.

La diaphonie fait référence au moment où le PCB commence l'auto-interaction et concerne l'effet de couplage des composants. Comme cet effet de couplage n'est pas souhaité, vous devez l'éviter.

Espacement des PCB

Vous pouvez le faire en vous assurant qu'il y a la distance minimale entre le plan et la trace.

D'autre part, l'effet de peau a un lien direct avec la résistance des traces.

Au fur et à mesure que la résistance des traces augmente, l'effet de peau augmente également, ce qui provoque le réchauffement du circuit imprimé.

Par conséquent, vous devez vous assurer que lors de la sélection de la piste PCB, la longueur et la largeur n'ont pas besoin d'affecter la carte lorsque les fréquences augmentent.

·Considérez la tangente de perte

Vous devez tenir compte de la structure moléculaire du matériau PCB lorsque vous examinez la tangente de perte de votre matériau.

L'essentiel est d'aider à déterminer l'effet de la structure moléculaire sur le matériau PCB à des fréquences plus élevées.

·Résistance au décollement

La résistance au décollement fait référence à la capacité du masque de soudure à tenir sur le PCB.

Vous pouvez utiliser ce facteur pour déterminer le meilleur masque de soudure ainsi que la feuille de cuivre que vous pouvez sélectionner pour votre PCB.

Un matériau utile doit avoir une forte résistance au pelage. En choisissant un tel matériau, vous avez la garantie que votre feuille de cuivre tiendra longtemps sur le PCB.

Ceci est essentiel lorsque vous concevez un circuit imprimé haute fréquence pour des applications nécessitant une température élevée.

·Le coefficient de dilatation thermique

Le coefficient de dilatation thermique fait référence à l'effet de la température sur la taille de votre matériau PCB. Différents matériaux ont une caractéristique de température différente, y compris le CTE.

Lors de la sélection de votre substrat, vous devez vous assurer qu'ils ont des CTE uniformes. Le fait d'avoir des CTE différents peut entraîner l'expansion des composants de votre substrat PCB à des vitesses différentes pendant le fonctionnement.

Cela peut entraîner des défauts ou même altérer l'aspect physique du substrat. Faites toujours attention au CTE de votre matériau PCB pour vous assurer que vous disposez d'un matériau uniforme pour votre PCB.

C'est essentiel surtout lorsque vous soumettez le PCB à une température différente.

Chapitre 8 : Sélection de la finition de surface pour les circuits imprimés haute fréquence

La finition de surface est l'une des étapes que vous suivrez pour votre PCB. C'est une étape essentielle car elle donne au PCB un attrait ainsi qu'une solidité supplémentaire.

Finition de surface des circuits imprimés – Photo publiée avec l'aimable autorisation d'AMITRON

Il existe différentes options que vous pouvez utiliser pour votre finition de surface. Les plus courants sont les suivants.

·HASL

HASL est l'abréviation de Hot Air Solder Leveling et est la méthode de finition de surface couramment utilisée.

L'utilisation de cette méthode implique le trempage de votre PCB dans un bain de soudure en fusion.

Du bain, il y a un souffle de vent chaud sur le soldat redondant pour donner un pelage lisse, brillant et uniforme.

La disponibilité et le faible coût de cette méthode la rendent largement utilisée dans la finition de surface des PCB.

En règle générale, la durée de conservation de HASL est élevée, ce qui vous assure un service de qualité. Cependant, cette méthode n'est pas favorable pour une utilisation dans les circuits imprimés à pas fin.

La disponibilité du plomb en fait un risque pour la santé lors de son utilisation. Cependant, d'autres variantes HASL n'ont pas le composant principal.

En dehors de cela, il y a aussi l'inconvénient des ponts de soudure ainsi que des chocs thermiques.

·FRA

Le nickel autocatalytique et l'or par immersion sont un type de finition de surface qui utilise le dépôt de couches de nickel et d'or sur le circuit imprimé en cuivre.

Cela se produit en utilisant la galvanoplastie chimique qui est essentiellement une réaction de remplacement.

L'utilisation de cette méthode a gagné en popularité en raison de l'application de la réglementation RoHS.

Parmi les avantages que vous gagnerez grâce à l'utilisation de cette méthode, citons le fait d'avoir une surface plane de votre PCB.

C'est également la meilleure méthode si vous avez des trous traversants plaqués sans oublier la longue durée de vie qu'elle offre à votre PCB.

Cependant, cette méthode est assez coûteuse.

Cela a donc du sens si vous l'utilisez pour la fabrication à grande échelle de PCB.

Cela peut également entraîner une perte de signal si vous ne l'appliquez pas correctement à votre PCB.

Vous devez faire attention lorsque vous utilisez cette méthode pour éviter les dommages causés par l'ET.

·ENEPIG

Le nickel autocatalytique, le palladium autocatalytique et l'or par immersion sont un autre type de finition de surface de votre circuit imprimé.

L'objectif principal de cette méthode est d'éliminer la génération d'un composé métallique commun aux couches de nickel et d'or.

Cela se produit grâce à l'introduction de palladium qui est une couche stable entre les couches d'or et de nickel.

En minimisant la production d'un nouveau composé par le nickel, le palladium inhibe les coussinets noirs, ce qui est un problème lors de l'utilisation d'ENIG.

Les avantages de l'utilisation de cette méthode comprennent la soudabilité, la douceur de la surface du PCB et la résistance à l'oxydation. Il est également résistant à la chaleur, ce qui signifie que vous pouvez l'utiliser dans l'application qui utilise une chaleur élevée.

·Étain d'immersion

L'immersion en étain est un moyen traditionnel de donner à votre PCB une finition de surface.

Le procédé implique une réaction de déplacement chimique qui dépose une finition métallique sur la base de la carte de circuit imprimé.

Ce faisant, l'étain protège le dessous du cuivre de l'oxydation, prolongeant ainsi sa durée de conservation.

Cette méthode donne à votre PCB une surface plane et lisse tout en éliminant tout pb.

C'est le meilleur choix si vous travaillez sur des circuits imprimés à insertion par pression.

Cependant, cette méthode n'est pas courante dans la finition de surface des PCB. Cela est dû à ses nombreuses limitations.

Ils incluent la disponibilité de Tin Whiskers, étant difficile de mesurer l'épaisseur de l'étain.

De plus, la méthode ne convient pas si vous utilisez plusieurs processus d'assemblage.

·OSP

Le conservateur de soudure organique est une méthode qui utilise un composé organique à base d'eau pour préserver l'oxydation de la surface du cuivre.

C'est grâce à l'application d'une fine couche sur le cuivre exposé qui le protège.

L'avantage que vous avez avec cette méthode est qu'elle offre une surface plane à votre PCB.

Le fait qu'il s'agisse d'un processus simple et économique le rend favorable à l'utilisation.

Cependant, cette méthode n'offre pas la possibilité de mesurer l'épaisseur du matériau protégeant votre PCB.

De plus, vous ne pouvez pas utiliser cette méthode si votre PCB a des trous traversants plaqués.

En dehors de cela, cette méthode a une courte durée de vie tout en pouvant nuire à l'ICT de votre PCB.

Vous devez passer en revue les avantages et les inconvénients de chaque méthode avant de sélectionner une finition de surface appropriée pour votre PCB.

Une finition de surface efficace doit tenir compte de l'effet qu'elle a sur l'élément en cuivre.

De plus, vous devez tenir compte du coût ainsi que de la finition que vous souhaitez que votre PCB ait.

Chapitre 9 : FAQ sur la conception et la fabrication de circuits imprimés haute fréquence

Ce guide ne peut être complet sans passer par ce que la plupart de nos clients demandent pour des éclaircissements.

Grâce à cela, vous pouvez exposer les connaissances disponibles en ce qui concerne ce guide.

Jetez-y un oeil.

PCB haute fréquence

1.Quel est le meilleur prix pour les PCB haute fréquence ?

Le coût de votre PCB est affecté par plusieurs facteurs.

Ils comprennent les matières premières, l'épaisseur du panneau ainsi que celle du cuivre et l'option de finition de surface.

D'autres facteurs incluent la largeur commerciale ainsi que l'espacement. Pour minimiser ces coûts, essayez autant que possible de concevoir votre PCB aussi simple que possible.

2.Pourquoi devriez-vous tester électriquement le circuit imprimé ?

Il est vital de tester électriquement votre PCB car c'est le seul moyen de vous assurer que votre PCB est bien prêt à l'emploi.

Il existe plusieurs tests que vous pouvez faire passer votre PCB pour vous assurer qu'il est utile.

C'est le seul moyen d'identifier tout défaut sur votre circuit imprimé, en particulier celui qui peut être présent sous le masque de soudure.

3.Est-il possible de fabriquer mon PCB à partir d'un fichier image ?

Non, il n'est pas possible de fabriquer un PCB à partir d'un fichier image car ces fichiers sont incompatibles avec le processus de production en raison de la qualité et de la résolution.

Pour faciliter la fabrication de votre PCB, vous devez vous assurer que votre conception est au format Gerber.

4.Quelles options ai-je pour ma finition de surface ?

Différentes options sont disponibles pour la finition de votre surface. Le choix de la finition de surface à utiliser dépend de plusieurs facteurs.

Ils incluent le coût, l'effet souhaité que vous souhaitez pour votre PCB et l'impact de la méthode sur le cuivre.

Les options de finition de surface disponibles incluent HASL, Immersion Tin, ENG, ENEPIG et OSP.

Vous pouvez également avoir l'option sans plomb HASL, l'or d'immersion et l'argent d'immersion.

Quelles sont les couleurs disponibles pour les masques de soudure ?

Il existe différentes couleurs de masques de soudure disponibles pour votre PCB. Le choix dépend de vos préférences.

Parmi les couleurs communes figurent le vert, le noir, le bleu, le blanc et le jaune.

5.Quelle est la différence entre un via enterré, un via normal et un via aveugle ?

Le but d'un via enterré est de connecter deux couches internes de votre PCB. Essentiellement, il ne va ni à la couche supérieure ni à la couche inférieure.

D'autre part, un via aveugle sert à connecter la couche supérieure ou inférieure du PCB à la couche interne. Ce type de via doit passer soit par le haut soit par le bas.

Contrairement aux autres, un via régulier relie à la fois les couches inférieure et supérieure du PCB et il traverse la couche interne.

6. Quelle est la fonction du condensateur de découplage ?

Le condensateur de découplage sert à niveler le bruit de l'alimentation. Lors de la conception de votre PCB, vous devez le placer aussi près que possible des circuits intégrés.

7.Qu'est-ce que la RDC ?

DRC est l'abréviation de Design Rule Checking. Ceci est important pour s'assurer que votre PCB est exempt de toute panne électrique.

En faisant un DRC, vous pouvez rencontrer plusieurs erreurs sur votre PCB. Ils incluent une violation pad to pad. Violation de la trace à la pastille et le composant empêche la violation.

Nous aimerions avoir de vos nouvelles. N'hésitez pas à laisser tomber toute question que vous avez, et nous serons heureux d'offrir des éclaircissements.

Conclusion

Les circuits imprimés haute fréquence jouent un rôle essentiel dans les applications nécessitant une résistance élevée à la chaleur.

En ayant une conception de circuit qui répond aux normes internationalement reconnues, vous pouvez fonctionner de manière appropriée.

Comme vous l'avez appris dans ce guide, vous devez prendre en compte plusieurs aspects critiques d'un circuit imprimé haute fréquence.

Cela inclut les facteurs à prendre en compte lors de l'achat d'un circuit imprimé haute fréquence ainsi que le processus de conception.

À ce stade, j'espère que vous pourrez concevoir un circuit imprimé haute fréquence en utilisant les matériaux et les directives appropriés. Vous pouvez toujours nous contacter pour toute assistance concernant les PCB haute fréquence.

Nous sommes toujours prêts à vous aider.