Les circuits imprimés multicouches sont des circuits imprimés composés de plus de deux couches. Ils permettent de créer des circuits de dimensions réduites, avec un gain considérable d'espace et de poids, le câblage externe est réduit au minimum, les composants électroniques peuvent être montés en adhérant à une densité d'assemblage plus élevée.
Plusieurs couches de fibres de verre époxy liées entre elles par plusieurs couches de cuivre de différentes épaisseurs.
Matériaux
FR4 haute performance, FR4 sans halogène, matériaux à faible perte et à faible Dk
Poids en cuivre (finis)
18μm - 210μm, avancé 1050μm / 300z
Voie et distance minimales
0,050mm / 0,050mm
Épaisseur du circuit imprimé
0,40 mm - 7,0 mm
Dimensions maximales
580mm x 1080mm, avancé 610mm x 1400mm
Finitions de surface disponibles
HASL (SnPb), LF HASL (SnNiCu), OSP, ENIG, étain par immersion, argent par immersion, or électrolytique, doigts en or
Foret mécanique minimum
0,20 mm
Perçage laser minimum
0,10 mm standard, 0,075 mm avancé
Les circuits imprimés multicouches sont des circuits imprimés fabriqués par laminage. trois couches de cuivre ou plus avec des diélectriques isolants entre les deux. Les couches de signaux internes et les plans d'alimentation/de masse dédiés vous permettent d'acheminer des circuits complexes dans une empreinte compacte tout en améliorant la stabilité électrique et les performances EMI.
Si votre conception est limitée par la densité de routage, le bruit, les signaux à grande vitesse ou la distribution d'énergie, le passage de la double couche à la multicouche est souvent l'étape la plus efficace.
1) Multicouche ou double face (Pourquoi les acheteurs passent à la vitesse supérieure)
Objet
PCB multicouche
PCB double face
Capacité d'acheminement
Beaucoup plus élevé grâce aux couches internes
Limité au haut/bas
Stabilité SI/PI
Plus facile avec des avions dédiés
Plus difficile d'isoler le bruit
Contrôle EMI
Meilleur blindage avec les avions
Chemins de signaux plus exposés
Taille du produit
Des cartes plus petites pour la même fonction
Des panneaux plus grands sont nécessaires
Besoin typique
Conceptions complexes / denses / à grande vitesse
Complexité modérée
2) Ce que les circuits imprimés multicouches permettent dans les conceptions réelles
Les empilages multicouches sont choisis lorsque vous avez besoin d'un ou de plusieurs de ces résultats :
Routage haute densité pour les dispositifs compacts et les composants à pas fin
Impédance contrôlée pour les chemins de signaux à grande vitesse ou RF
Une distribution d'électricité plus propre utilisation des plans d'alimentation/de masse
Réduction des interférences électromagnétiques et de la diaphonie par la séparation des couches et le blindage
Stabilité mécanique pour les assemblages devant résister à des contraintes thermiques ou vibratoires
3) Les bases de l'empilage (comment les couches fonctionnent ensemble)
Une carte multicouche comprend généralement un mélange de :
Couches extérieures : pads de composants + routage du signal principal
Couches de signal internes : interconnexions longues ou denses
Plans de masse et d'alimentation : chemins de retour stables, réduction du bruit, amélioration du SI/PI
Structures optionnelles : des vias traversants, des vias aveugles/enfouis ou des microvias pour augmenter la densité et raccourcir les trajets des signaux
La pile de droite est alimentée par la densité de routage, les cibles d'impédance, le risque d'interférence électromagnétique et vos contraintes d'assemblage.
4) Quand choisir le multicouche
Les circuits imprimés multicouches conviennent parfaitement lorsque :
Deux couches ne peuvent pas achever le routage sans compromettre la traçabilité.
Vous avez besoin interfaces à haut débit (et impédance stable)
Des problèmes d'interférence électromagnétique ou de mise à la terre apparaissent dans les premiers prototypes
L'enceinte est étroite et la taille de la carte doit être réduite.
La distribution d'électricité est sensible et nécessite des avions spécialisés
La fiabilité exige un comportement thermique et mécanique stable
5) Conseils de DFM pour améliorer le rendement et les performances électriques
Planifier l'empilage avant l'acheminement final Verrouillez l'épaisseur du diélectrique, la répartition du cuivre et l'ordre des plans dès le début. Les modifications tardives de l'empilage sont l'une des principales causes des boucles de reconception.
Utiliser des avions pour contrôler les trajectoires de retour Les signaux à grande vitesse doivent faire référence à des plans de masse continus afin de réduire le bruit et le rayonnement.
Maintenir les filets critiques dans des fenêtres de processus stables Évitez de réduire chaque trace à la largeur/espace minimal(e), sauf si cela s'avère nécessaire - le rendement chute rapidement au bord de la trace.
Gérer la stratégie via l'IS et les coûts N'utiliser les vias avancés (aveugles/enfouis ou microvias) que lorsqu'ils offrent un réel avantage en termes de densité ou de SI ; sinon, les vias standard permettent de réduire les coûts.
Equilibrer le cuivre pour réduire les déformations La distribution symétrique du cuivre permet d'éviter les torsions et les courbures, ce qui améliore le rendement de l'assemblage.
6) Principaux facteurs de coût (ce qui change les prix rapidement)
Nombre de couches et complexité de l'empilage
Structures spéciales des voies (voies aveugles/enfouies/microvia par rapport aux voies de passage standard)
Besoins en matière de qualité des matériaux (haute TG, faible perte, sans halogène, etc.)
Exigences en matière de contrôle de l'impédance
Poids du cuivre et toute zone à forte teneur en cuivre
Complexité du schéma de la carte et utilisation des panneaux
Choix de l'état de surface et couverture des essais
Un bref examen de la DFM permet généralement d'identifier les pilotes qui peuvent être optimisés sans sacrifier les performances.
7) Du prototype à la production de masse
Un programme multicouche fiable suit généralement :
DFM et confirmation de l'empilage → aligner les besoins en matière de densité, d'impédance, d'interférence électromagnétique et de fiabilité
Construction du prototype → vérifier l'assemblage et la stabilité électrique
Course pilote → valider le rendement et la répétabilité
Production de masse → livraison stable avec contrôle total du processus
L'alignement précoce de la DFM réduit les risques en termes de coûts et de délais.
8) Liste de contrôle de l'appel d'offres (envoyez-la pour obtenir un devis rapide et précis)
Objet de l'appel d'offres
Ce qu'il faut fournir
Pourquoi c'est important
Dossiers de conception
Gerber ou ODB++
Confirme la densité et les caractéristiques du routage
Empilement d'objectifs
Ordre des couches, plan diélectrique, poids du cuivre
Valider la fabricabilité et le SI/PI
Besoins en matière d'impédance
Filets et cibles à impédance contrôlée
Processus d'éclusage itinéraire
Via les besoins
Zones de passage uniquement ou zones aveugles/enfouies/microvia
Réduction des coûts et des rendements
Objectifs de fiabilité
Exigences en matière d'essais ou de normes
Définit le matériau et le niveau de validation
Plan quantitatif
Prototype / MPQ / volume annuel
Optimise la stratégie et le délai d'exécution des panneaux
Notes d'assemblage
Finition, côté composant, contraintes particulières
Évite les surprises en matière de construction
Prêt à démarrer votre projet de circuit imprimé multicouche ?
Les circuits imprimés multicouches sont le moyen le plus rapide d'augmenter la densité de routage, d'améliorer l'intégrité des signaux et de l'alimentation et de réduire la taille des circuits dans les systèmes électroniques complexes. Envoyez votre Gerber + empilement de cibles + exigences en matière d'impédance pour un examen DFM rapide et un devis. Un accord précoce sur la stratégie d'empilage et d'utilisation est le chemin le plus court vers des prototypes stables et une production de masse sans heurts.