Processus de fabrication de placage de bord de PCB : Un guide pour les concepteurs

Le placage de bord, souvent désigné sous le terme de "routage plaqué", implique d'encapsuler les bords d'un PCB avec une couche métallique, sur laquelle est ensuite appliqué un placage de surface standard. La masque de soudure est normalement retiré pour exposer le placage de bord, qui peut alors être utilisé pour établir un contact avec un boîtier blindé. Cette technique est utilisée pour augmenter le blindage EMI dans les conceptions haute fréquence et fournir un point de connexion à la masse du châssis. Le placage de bord peut être appliqué sur un seul bord ou plusieurs bords d'une carte de circuit, y compris les quatre côtés.

Le processus de placage de bord commence par la création d'un chemin de routage avant la métallisation des caractéristiques du circuit. Les exigences de conception pour le placage de bord dépendent du nombre de bords à plaquer, de la taille de la carte et du fait que les cartes seront livrées en un tableau multi-up. Collaborez toujours avec votre fournisseur de PCB préféré pour comprendre ses capacités de conception spécifiques et ses directives de fabrication de conception (DFM). Les directives de conception ici sont des lignes directrices générales et peuvent varier d'un fabricant à l'autre.

Règles DFM pour les Bords Plaqués

Comme cela a été montré dans un autre article, les exigences et indications CAD nécessaires pour le placage des bords sont simples et peuvent être mises en œuvre sans aucun outil de conception spécial ou fonctionnalité particulière. Prendre ces données CAD et y ajouter des considérations de fabrication plus avancées nécessite des informations supplémentaires à fournir au fabricant, qui sont décrites ci-dessous. Cela pourrait inclure :

• Spécifier des pattes pour le retrait du placage
• Spécifier les connexions aux plans internes
• Dégagements pour l'assemblage
• Comment gérer les matériaux moins rigides (par exemple, PTFE non renforcé)

Distance minimale d'enroulement : Pour un placage de bord efficace, la couche métallique doit s'enrouler de l'arête jusqu'à la surface du PCB. Cet enroulement est crucial pour assurer une adhérence appropriée et la stabilité du traitement interne. La distance minimale pour cet enroulement est de 0,015 pouce. Cette spécification garantit que le placage adhère fermement au bord et offre des connexions mécaniques et électriques robustes.

Dégagement des bords plaqués : Lors de la conception de cartes de circuits imprimés avec un plaquage de bord, il est important de maintenir une distance de sécurité entre les bords plaqués et toutes les caractéristiques de la carte pour éviter d'éventuels courts-circuits ou interférences. La distance minimale à laquelle une caractéristique peut être placée par rapport au plaquage enveloppant est de 0,010 pouce. Ce dégagement aide à prévenir toute connexion électrique involontaire qui pourrait compromettre la fonctionnalité de la carte.

Distance pour les caractéristiques routées adjacentes : Pour assurer l'intégrité structurelle et éviter les problèmes pendant le processus de fabrication, il doit y avoir une distance minimale de 0,100 pouce entre les bords plaqués et toutes les caractéristiques routées adjacentes. Cette distance est critique pour empêcher que les bords plaqués soient endommagés ou affectés par le processus de routage, ce qui pourrait conduire à des fractures de plaquage ou à la délamination.

Continuité du plaquage et interruptions : Le plaquage de bord est généralement continu le long de tout le bord de la carte de circuit, ce qui est essentiel pour maintenir la continuité électrique et l'efficacité de blindage. Cela dit, certaines exigences de conception peuvent nécessiter des interruptions dans le plaquage.

• Méthode des pattes : Une manière de créer des interruptions consiste à placer une patte saillante à l'emplacement souhaité de l'interruption (similaire au routage par pattes avec des points de rupture). Après le processus de placage, cette patte peut être retirée, laissant un espace dans le placage. Cette méthode est utile pour créer des interruptions précises et contrôlées.
• Méthode de routage : Alternativement, les interruptions peuvent être introduites lors des dernières étapes de routage. Cette méthode implique l'utilisation d'une fraiseuse pour enlever des sections du placage, ce qui crée soit une petite patte soit une indentation. Lorsque l'interruption est inférieure à 0,200 pouces, le placage couvrira entièrement le bord, et l'interruption sera réalisée par le processus de routage.

Le routage par pattes est beaucoup plus simple car il ne nécessite pas de fraisage précis du placage loin du bord du PCB. Les deux méthodes peuvent laisser derrière elles des écarts intentionnels dans le placage comme montré ci-dessous.

Des écarts intentionnels dans le placage de bord peuvent être réalisés avec le placement et le retrait des pattes, ou en enlevant des sections du placage de bord.

Connexion de la Plaquage de Bord aux Plans Internes : Le plaquage de bord implique souvent la connexion des plans internes au sein du PCB. Ces plans internes s'étendent jusqu'au bord et sont électriquement connectés par le processus de plaquage. Typiquement, une bordure de polarité de 0,050” est maintenue pour éviter le cuivre exposé lorsque les cartes sont routées et retirées du panneau. Cela garantit que les plans internes restent protégés et qu'aucun chemin électrique non intentionné n'est exposé.

Manipulation de Matériaux Moins Stables Dimensionnellement : Les matériaux qui ne sont pas stables dimensionnellement, tels que les matériaux non renforcés ou minces, nécessitent des considérations supplémentaires pour le plaquage de bord. Ces matériaux peuvent nécessiter des pattes supplémentaires pour la stabilité pendant le traitement. Les pattes sont généralement placées tous les deux pouces le long des bords plaqués pour maintenir l'intégrité structurelle du PCB pendant la fabrication et la manipulation. Pour les matériaux non-FR-4, ces directives sont encore plus critiques pour assurer que les cartes ne se déforment pas ou ne se tordent pas pendant le processus.

Placement et Conception des Pattes

La conception et le placement des pattes sont importants pour le processus de fabrication et d'assemblage. Les pattes doivent être placées stratégiquement pour équilibrer le besoin de support structurel et la facilité de retrait après l'assemblage. Il existe deux types principaux de pattes :

• Onglets perforés : Ces onglets sont utilisés pendant le processus d'assemblage et sont conçus pour se détacher facilement une fois l'assemblage terminé. Ils fournissent un soutien suffisant tout en étant faciles à retirer sans endommager la carte.
• Onglets pleins : Ces onglets sont plus robustes et sont utilisés pendant le processus de routage plaqué. Ils sont retirés à l'étape finale de fabrication à l'aide d'une fraiseuse. Le retrait de ces onglets laisse une petite saillie le long du bord de la carte, qui doit être prise en compte dans la conception du produit final.

Le placement de ces onglets est déterminé par les exigences d'assemblage et les matériaux utilisés dans l'empilement de la carte de circuit imprimé. Les matériaux moins stables nécessiteront un placement d'onglets plus fréquent pour assurer la stabilité de la carte tout au long du processus de fabrication.

Le placage des bords ajoute de la complexité et des coûts au processus de fabrication en raison des étapes supplémentaires requises, telles que la création de chemins de routage avant la métallisation et le développement d'onglets pour le transport de panneaux. Travailler avec votre fabricant de PCB préféré et suivre ses directives de Conception pour la Fabricabilité (DFM) peut considérablement réduire les coûts et assurer le succès de la conception. En collaborant avec le fabricant dès le départ, vous pouvez prendre des décisions éclairées qui optimisent à la fois la performance et le coût.