Comprendre le processus de fabrication des PCB
Lorsque j’ai décidé d’acheter ma première voiture, ma famille et mes amis m’ont donné de nombreux conseils pour ne pas me retrouver avec une épave. J’ai entendu maintes fois : “On en a pour son argent”. Malgré ces avertissements, j’ai quand même réussi à acheter quelques voitures qui avaient plus de problèmes que je ne l’imaginais. Je me souviens encore clairement m’être retrouvé dans la neige sur le bord de l’autoroute, essayant de réparer ma voiture pour pouvoir me rendre à un rendez-vous pour lequel j’étais déjà en retard. Mon talon d’Achille lors de l’achat d’une voiture était toujours de trop prêter attention à son apparence et pas assez à sa fiabilité mécanique.
Ne pas accorder suffisamment d’attention à la qualité de construction de vos cartes peut entraîner de nombreux problèmes dans votre processus de développement de PCB. Cela peut aller de l’incapacité de vos cartes à être fabriquées à des rendements faibles, voire à des défaillances prématurées sur le terrain. Cependant, il existe des moyens de faciliter ces contingences coûteuses et chronophages grâce à des actions de conception. Commençons par répondre à votre question : “Qu’est-ce que le processus de fabrication des PCB ?” et examinons ensuite l’importance de comprendre ce processus pour le développement des PCB.
Qu’est-ce que le processus de fabrication des PCB ?
Il peut ne pas être utile de passer directement à la fabrication sans connaître les relations et les étapes entre le schéma ou l’idée que vous avez en tête et la concrétisation de cette idée. Avant de définir la fabrication des PCB, il peut être utile de définir quelques autres termes et leurs interrelations.
Le développement des PCB : Le développement des PCB peut être défini comme le processus qui consiste à passer d’une conception de carte de circuit imprimé à la production. Cela comprend généralement trois étapes : la conception, la fabrication et les tests. Pour tous les designs, sauf les plus simples, ce processus est itératif avec pour objectif d’arriver à la conception de la plus haute qualité dans le délai de développement imparti.
La fabrication des PCB : La fabrication des PCB consiste à construire votre conception de carte. Il s’agit d’un processus en deux étapes qui commence par la fabrication de la carte et se termine par l’assemblage de la carte de circuit imprimé (PCBA).
Les tests des PCB : Les tests des PCB, parfois appelés phase de mise en marche, constituent la troisième étape du développement des PCB ; ils sont effectués après la fabrication. Les tests pendant le développement servent à évaluer la capacité de la carte à remplir sa fonctionnalité opérationnelle prévue. Pendant cette phase, les erreurs ou les zones où la conception doit être modifiée pour améliorer les performances sont identifiées, et un nouveau cycle est initié pour intégrer les modifications de conception.
L’assemblage des PCB : L’assemblage des PCB ou PCBA est la deuxième étape ou phase de la fabrication des PCB au cours de laquelle les composants de la carte sont fixés à la carte nue par un processus de soudage.
Une fois ces éléments en tête, voyons ce que cela signifie pour le développement des PCB.
L’importance de comprendre le processus de fabrication des PCB
On peut se demander : “Est-il important de comprendre le processus de fabrication des PCB ?” Après tout, la fabrication n’est pas une tâche de conception, c’est une activité externalisée qui est réalisée par un fabricant sous contrat (CM). Bien que la fabrication ne soit pas une tâche de conception, elle est réalisée en stricte conformité avec les spécifications que vous fournissez à votre CM.
Dans la plupart des cas, votre CM n’a pas connaissance de votre intention de conception ou de vos objectifs de performance. Par conséquent, il ne saura pas si vous faites de bons choix en matière de matériaux, de disposition, d’emplacement et de types de vias, de paramètres de trace ou d’autres facteurs de la carte qui sont définis lors de la fabrication et qui peuvent avoir un impact sur la fabricabilité de votre PCB, le rendement de production ou les performances après le déploiement, comme indiqué ci-dessous :
Fabricabilité : La fabricabilité de vos cartes dépend de nombreux choix de conception. Cela inclut notamment le fait de s’assurer que des espaces suffisants existent entre les éléments de surface et le bord de la carte, ainsi que le choix d’un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique (CTE) suffisamment élevé pour résister à l’assemblage de cartes de circuits imprimés, en particulier pour la soudure sans plomb. L’un de ces facteurs pourrait empêcher la construction de votre carte sans une refonte. De plus, si vous décidez de mettre en panneau vos conceptions, cela nécessitera également une réflexion préalable.
Taux de rendement : Votre carte peut être fabriquée avec succès, même si des problèmes de fabrication se posent. Par exemple, spécifier des paramètres qui repoussent les limites de tolérance des équipements de votre CM peut entraîner un nombre inacceptable de cartes inutilisables.
Fiabilité : Selon l’utilisation prévue de votre carte, elle est classée selon la norme IPC-6011. Pour les PCB rigides, il existe trois niveaux de classification qui définissent des paramètres spécifiques que la construction de votre carte doit respecter pour atteindre un niveau spécifié de fiabilité des performances. Le fait de faire construire votre carte selon une classification inférieure à celle requise par votre application entraînera probablement un fonctionnement incohérent ou une défaillance prématurée de la carte.
Les exemples ci-dessus ne sont pas exhaustifs, mais ils représentent les types de problèmes auxquels vous pourriez être confronté si vous ne prenez pas les bonnes décisions en matière de spécifications de fabrication lors de la conception.
Conclusion
Comprendre le processus de fabrication des PCB est donc essentiel. Vos choix de conception à cette étape peuvent avoir des répercussions sur tout le processus de développement des PCB, la production et même l’exploitation. Pour vous prémunir contre les problèmes qui peuvent résulter d’une méconnaissance du processus de fabrication des PCB dans vos décisions de conception, il est essentiel d’utiliser des règles et des lignes directrices de conception pour la fabrication (DFM) basées sur les capacités de votre CM.
Pour tirer le meilleur parti du DFM afin de vous prémunir contre les retards inutiles et les coûts supplémentaires de production, il est impératif d’utiliser une analyse de conception PCB complète et performante, telle que celle proposée par Cadence. Avec des outils comme l’outil d’automatisation des documents, vous pouvez créer plusieurs vues détaillées pour aider votre CM lors du processus de fabrication des PCB.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la solution que Cadence peut vous apporter, parlez-nous et à notre équipe d’experts. Vous pouvez également consulter notre chaîne YouTube pour des vidéos sur la fabrication des PCB ainsi que découvrir les nouveautés de notre suite d’outils de conception et d’analyse.
