Gauchissement du PCB : bow, twist, limite admise et comment concevoir une carte plane
Une carte qui n’est pas plane se place et se soude mal. Le gauchissement se décide en grande partie à la conception ; on peut donc l’éviter avant d’envoyer les fichiers.
Bow et twist
Le gauchissement prend deux formes. Le bow est la courbure de toute la carte, comme un bol peu profond ou un toit. Le twist apparaît quand la carte repose à plat sur trois coins et que le quatrième se soulève. Les deux sont généralement faibles, mais sur une carte avec des composants à pas fin, une fraction de millimètre suffit pour laisser un pad sans contact ou soulever un composant dans le four de refusion.
Mesure et limite admise
La carte est posée sur une surface plane et le plus grand écart est mesuré. Le gauchissement s’exprime en pourcentage. Pour le bow, c’est l’écart divisé par la longueur du bord, multiplié par 100. Pour le twist, la carte repose sur trois coins et l’écart du quatrième coin est divisé par deux fois la longueur de la diagonale, multiplié par 100. La limite habituelle des normes IPC-6012 et IPC-A-600 est de 0.75 % pour les cartes avec composants montés en surface et de 1.5 % pour les autres. Pour le bow d’une carte de 100 mm de long, 0.75 % correspond à un écart de 0.75 mm. Indiquez la limite dont votre assemblage a besoin lors de la demande de devis (spécification pour la demande de devis) ; les classes sont expliquées dans le guide des classes IPC.
Ce qui provoque le gauchissement
- Cuivre déséquilibré : une couche avec beaucoup de cuivre et une couche avec peu de cuivre tirent la carte dans des sens différents quand elle chauffe.
- Empilage asymétrique : stratifié ou cuivre d’épaisseurs différentes au-dessus et au-dessous du centre de la carte.
- Humidité : une carte qui a absorbé de l’eau peut se courber dans le four de refusion (voir stockage et étuvage).
- Stratifié mince et grande taille : une carte mince et grande a peu de rigidité (épaisseur standard du PCB).
- Grandes découpes et forme irrégulière : une carte avec une grande fente ou un bras long et étroit plie plus facilement.
- Chaleur : lors du brasage sans plomb, le stratifié s’approche de son Tg et ramollit (FR4 et Tg).
Comment concevoir une carte plane
- Répartissez le cuivre uniformément sur chaque couche et remplissez les zones vides avec un plan de cuivre (plan de cuivre) ; gardez les couches du dessus et du dessous semblables.
- Utilisez un empilage symétrique sur les cartes multicouches (guide de l’empilage).
- Choisissez un matériau plus épais pour une grande carte, ou un Tg plus élevé pour un assemblage sans plomb intensif.
- Évitez les bras longs et minces et les grandes découpes ; si vous en avez besoin, ajoutez des ponts de rupture ou des rails pour que la carte reste plane à l’assemblage.
- Pour les petites cartes, commandez-les en panneau avec rails (panélisation), ce qui les maintient aussi planes pendant le placement.
Que faire d’une carte déjà gauchie
Stockez les cartes à plat dans leur sachet scellé, loin de la chaleur. Avant l’assemblage, étuvez une carte qui a pu absorber de l’eau, selon la durée adaptée à son épaisseur. Un support ou une plaque d’appui dans le four de refusion maintient la carte plane. Si les cartes d’un lot sont hors tolérance, signalez-le avec des photos et l’écart mesuré, et indiquez la limite voulue dans votre prochaine demande (comment commander).
Commander vos cartes
Choisissez le matériau, l’épaisseur et le Tg dans le calculateur de prix et notez la limite de gauchissement voulue dans les remarques de la demande.
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