L’EMPILAGE D’UN PCB STACKUP À 4 COUCHES N'A JAMAIS ÉTÉ AUSSI SIMPLE AVEC ALTIUM DESIGNER

Zachariah Peterson
|  Créé: June 4, 2021

Ne vous contentez pas d'un outil de gestion de l'empilage des couches qui ne peut pas traiter les demandes simples et nécessaires. Utilisez le bon logiciel de conception de circuits imprimés pour faire du beau travail à la première tentative.

ALTIUM DESIGNER

Logiciel de conception de circuits imprimés permettant de produire facilement vos conceptions.

Les pochoirs pour circuits imprimés servent à poser rapidement de la pâte à souder sur les cartes. Les noms et approches sont très variés : pochoirs découpés au laser (alias pochoirs laser), pochoirs métalliques en acier inoxydable, pochoirs pleine grandeur et mini pochoirs, cadre de pochoir et pochoir en pâte, pour n'en citer que quelques-uns. Mais la méthode d’utilisation d’un pochoir de PCB et d’une imprimante à pochoir n’a pas besoin d’être aussi déroutante qu'il y paraît.

Pour passer du prototype à la production, vous créez une couche de masque de soudure et une couche de masque en pâte ou un pochoir. La couche de masque de soudure définit les zones du circuit imprimé qui doivent être recouvertes d'une encre résistante à la soudure. Les couches de masque de pâte - ou pochoirs - définissent les endroits où l'on applique la pâte à souder sur le PCB. La création du pochoir en pâte à braser exige des méthodes spécifiques pour garantir que la conception du PCB passe correctement du prototype à la production.

Lorsque vous travaillez sur votre carte de circuit imprimé pour que votre PCB fonctionne en répondant aux exigences de la fabrication et de la pâte à souder, l'épaisseur du pochoir, la conception du pochoir et le four de refusion sont des éléments qui ne viennent pas immédiatement à l'esprit du designer. Mais une carte de circuit imprimé exige des vérifications à plusieurs niveaux, à la fois pour assurer la facilité de mise en page et la facilité de production. Et c'est là qu’un solide outil de CAO offre de véritables avantages.

La conception d'un pochoir en pâte pour réussir un assemblage plus rapide des PCB commence chez Altium Designer

Lorsque vous et votre équipe de conception travaillez avec des pochoirs sans cadre, des prototypes de pochoirs SMT ou des pochoirs retravaillés, vous avez besoin d'un logiciel de conception pour garantir l'uniformité, l'efficacité et la fiabilité. Altium Designer offre une approche unifiée pour les piles de couches (PCB Stackup), les matériaux des pochoirs, les emplacements d'identification des marqueurs et l'épaisseur des feuilles. En outre, Altium Designer garantit l'exactitude des connexions de vos dispositifs montés en surface grâce à une assistance à chaque étape du processus de conception.

Les outils disponibles dans Altium Designer évitent de nombreux problèmes liés au pochoir, qu'il s'agisse d'un pochoir métallique en acier inoxydable découpé au laser, d'un simple mini pochoir ou de toutes les autres options intermédiaires. Lorsque vous travaillez avec des dispositifs montés en surface, la taille des composants diminue l'efficacité de l'imprimante à pochoir à pâte à souder. Des pochoirs incorrects peuvent créer des problèmes de fiabilité des PCB. Une mauvaise résolution des pochoirs ou des bords irréguliers diminuent la définition en bordure de joint et peuvent aboutir à une application excessive de pâte à souder. La répartition inégale de la pâte à braser peut causer la formation de ponts et de courts-circuits.

ALTIUM DESIGNER ADOPTE UNE APPROCHE À HAUTE PRÉCISION POUR CONCEVOIR DES POCHOIRS

Le choix de la bonne épaisseur de feuille dépend des types de dispositifs montés sur le PCB. Par exemple, certains boîtiers de composants, tels que les SOIC (Small Outline Integrated Circuits) au pas de 0,020", nécessitent un stencil de pâte à souder plus fin que les SOIC au pas de 0,050". Avec des épaisseurs de pochoirs de pâte à braser allant de 0,001" à 0,030" et des épaisseurs de feuilles allant de 0,004" à 0,007", le contrôle du volume de pâte à braser déposé sur la carte et la nécessité d’assurer la qualité des joints de soudure peuvent se transformer en problème de conception. Altium Designer calcule automatiquement les épaisseurs précises des pochoirs et des feuilles ainsi que les dimensions précises des ouvertures des pochoirs et les emplacements d'identification des marqueurs pour la conception et les composants de votre circuit imprimé.

PCB Stackup : En examinant tous les éléments de la forme de votre circuit imprimé, vous pouvez mieux comprendre ses exigences en termes de soudures. ( PCB Stackup : En examinant tous les éléments de la forme de votre circuit imprimé, vous pouvez mieux com

Passer facilement de l’agencement à la production

La boîte de dialogue Layer Stack Manager dans Altium Designer affiche les outils de précision pour configurer les couches du PCB. Vous pouvez accéder au gestionnaire d’empilage des couches (PCB Stackup) à partir de la barre d'outils et choisir la boîte de dialogue Gestionnaire d’empilage en mode Simple ou en mode Avancé. La boîte de dialogue Simple vous donne accès aux caractéristiques et aux fonctionnalités nécessaires pour gérer les couches d’un PCB simple et rigide. La boîte de dialogue du Mode Avancé offre des contrôles supplémentaires pour ajouter et gérer plusieurs sous-piles pour PCB rigides-flexibles. Avec ces deux options de dialogue, Altium Designer fournit les options Custom, Layer Pairs, Internal Layer Pairs et Build-up pour construire la carte.

ALTIUM DESIGNER UTILISE DES TECHNOLOGIES AVANCÉES D'EMPILAGE DE COUCHES

Les paramètres de l'empilage des couches vous permettent de sélectionner la couche diélectrique et l'emplacement de la pile. Le gestionnaire Drill-Pair configure les paires de forets requises pour l'empilage de la couche active. Les paramètres du Dielectric Manager affichent le type de couche et les options None, Core, Prepreg, Surface Material et Film pour spécifier le type de masque de soudure.

Lorsque vous travaillez avec les paramètres de la couche du masque de soudure, vous pouvez leur donner un nom spécifique, choisir le matériau de la couche de masque, définir l'épaisseur du masque de soudure et spécifier la constante diélectrique pour le matériau du masque de soudure. L’aperçu de l'empilage des couches (PCB Stackup) vous permet de visualiser votre empilage.

Une bonne gestion de la pile de couches de PCB est une garantie de la réussite de votre conception.  Capture d'écran de l'Altium Designer Layer Stack : gestion des circuits imprimés

(Alt Text: Une bonne gestion de la pile de couches de PCB est une garantie de la réussite de votre conception. Alt text: Capture d'écran de l'Altium Designer Layer Stack : gestion des circuits imprimés)

Utilisez un logiciel de conception qui s’accorde avec les besoins de vos conceptions de PCB

Les feuilles d'acier inoxydable découpées au laser créent des ouvertures pour chaque dispositif de montage en surface de la conception du PCB. Avant d'arriver à placer les ouvertures, à créer des fenêtres définies par le masque de soudure (SMD) pour les plots thermiques et à aligner soigneusement le pochoir avec le PCB, vous avez besoin d'outils qui facilitent le processus de construction de cartes prototypes. L'éditeur de bibliothèque de PCB d'Altium Designer réunit les outils nécessaires pour réduire la variabilité de l'écart, améliorer la fiabilité et assurer un comptage correct des via.

Les Pad Objects standard d'Altium Designer peuvent fournir des pastilles rondes, rectangulaires, rectangulaires arrondies et octogonales. Vous pouvez dimensionner les formes de pastilles dans les directions X et Y et utiliser des trous ronds ou oblongs. Comme les empreintes de nouveaux composants peuvent nécessiter des formes de pastilles personnalisées, Altium Designer permet également de placer d'autres objets de conception tels que des remplissages, des arcs, des lignes ou des régions pour construire la forme en cuivre utilisée pour chaque pastille personnalisée.

Vous pouvez utiliser l'objet Solid Region comme un objet polygonal pour créer des formes de pastilles personnalisées. En outre, le gestionnaire de guides définira quatre guides de points sur les emplacements requis. Altium Designer a aussi une autre option pour créer des formes de pastilles personnalisées. En utilisant des lignes et des arcs, vous pouvez définir un contour fermé de la forme puis convertir le contour en une région unie. Après avoir sélectionné Lignes et Arcs, vous pouvez lancer la commande Créer une région à partir de Primitifs sélectionnés dans les menus déroulants Outils et Convertir.

ALTIUM DESIGNER : POUR TRAVAILLER AVEC DES FORMES DE PASTILLES PERSONNALISÉES

Altium Designer vous permet de calculer des masques à souder et/ou à coller pour tout objet primitif. Grâce aux outils de Designer, vous pouvez calculer le masque de soudure et/ou le masque de pâte avec une quantité définie par l'utilisateur ou d'utiliser le système des règles. Le panneau Propriétés vous permet d'activer les bons paramètres de contrôle de l'expansion du masque.

Certaines ouvertures de masque ne sont pas compatibles avec un masque calculé. La création d’un masque défini manuellement commence par le placement d'objets de conception appropriés sur la couche du masque. La définition du masque se fait dans le négatif avec des objets placés définissant des ouvertures dans la couche du masque de soudure.

Vous pouvez définir le masque de soudure en utilisant des primitives de pistes et d'arcs avec l'éditeur de bibliothèque de PCB d'Altium Designer. Après avoir réglé la couche active sur le masque de soudure, l'éditeur vous permet de dessiner des arcs autour des vias, de créer des lignes le long de l'extérieur des plots thermiques et de tracer des pistes supplémentaires qui se croisent pour la ligne du plan du masque de soudure. Ensuite, vous pouvez sélectionner les primitives et utiliser le menu Outils pour créer une région à partir des primitives sélectionnées.

La gamme des outils d'Altium vous permet de créer des extensions de masque de soudure pour chaque trou de via et de copier des fenêtres CMS de la couche de masque de soudure sur la couche de pâte de soudure. Le logiciel Altium détecte et résout également les connexions de routage vers tout objet en cuivre. En outre, vous pouvez utiliser des tiges de connexions thermiques polygonales lors de la conception des pastilles personnalisées. De petits pads dans le logiciel fonctionnent comme des points de connexion polygonaux. Ensuite, vous pouvez utiliser Altium Designer pour associer chaque nouvelle empreinte à un dispositif et produire une image 3D du PCB.

Altium Designer calcule automatiquement tout ce dont vous avez besoin pour produire le pochoir pour votre PCB. Ce puissant logiciel met en place une approche unifiée de la conception et du développement des PCB grâce à des outils tels que l'éditeur de schémas, ActiveBOM, le routage interactif et la conception native de PCB en 3D. Altium Designer inclut de vastes bibliothèques de composants qui vous relient aux fournisseurs en temps réel.

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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