Trois détails de surface sont indiqués sur la plupart des cartes et souvent mal compris : le vernis épargne, la sérigraphie et le traitement des vias. Chacun semble décoratif. Chacun a une limite de fabrication qui peut faire échouer une carte.
Vernis épargne
Le vernis épargne est le revêtement polymère, vert sur la plupart des cartes, qui couvre le cuivre sauf là où vous voulez souder. Il a trois fonctions : il empêche la soudure de s'écouler là où elle ne doit pas aller, il protège le cuivre de l'air et de la poussière, et il isole les pistes contre les contacts accidentels.
Il est appliqué sur toute la carte, puis exposé à la lumière à travers votre couche de masque et développé, afin que des ouvertures apparaissent sur les pads. Votre fichier Gerber de masque montre les ouvertures, pas le revêtement.
- Vernis épargne : le revêtement sur la carte.
- Une ouverture sur un pad : le cuivre est nu, avec sa finition de surface, pour que la soudure puisse le mouiller.
- Encre de sérigraphie, imprimée sur le vernis et tenue à l'écart des pads.
- Une piste sous le vernis : protégée et isolée.
- Du vernis entre deux pads, un pont. S'il est trop fin, il se perd et la soudure peut relier les pads.
Couleurs
Le vert est la couleur standard, celle que toutes les usines prennent en charge. D'autres couleurs (rouge, bleu, noir, blanc, jaune et autres) sont courantes. Leur fonction est similaire, mais une usine peut les prendre en charge avec des limites différentes :
- Certaines couleurs peuvent avoir un pont de vernis minimal différent ou un délai de production plus long.
- Les vernis foncés et mats rendent les pistes difficiles à voir, ce qui rend l'inspection visuelle et la reprise plus difficiles.
Demandez quelles couleurs sont prises en charge pour les éléments que vous utilisez ; la couleur standard est le choix sûr pour une carte dense.
Ouvertures et ponts de vernis
L'ouverture autour d'un pad s'appelle l'extension ou le dégagement du vernis. Deux types de pads sont décrits :
- Non définie par le vernis épargne (NSMD). L'ouverture du vernis est plus grande que le pad de cuivre, le bord du pad est donc exposé. C'est le choix préféré pour la plupart des composants.
- Définie par le vernis épargne (SMD). Le vernis recouvre le bord du cuivre et définit le pad. Parfois utilisé sous les BGA pour limiter la taille du pad.
Entre deux pads, il y a une bande de vernis : le pont de vernis (aussi appelé bande ou barrage). Il empêche la soudure de relier les pads voisins. Si le pont est plus fin que ce que le procédé peut imprimer, il se détache ou est omis, et des ponts de soudure se forment alors pendant l'assemblage. Cela arrive sur les composants à pas fin. En pratique, un pont d'environ 0,1 mm est possible dans les procédés standard de nombreuses usines ; en dessous, il échoue ou demande un traitement spécial. Vérifiez la valeur pour votre usine. La solution est une ouverture de pad plus petite, ou l'absence de vernis entre les pads avec une conception qui le tolère.
Vernis sur les pads et désalignement
Le vernis est aligné sur le cuivre avec une faible tolérance. Si l'ouverture de votre vernis dégage à peine un pad, un léger décalage en couvre une partie. Prévoyez une marge. Ne laissez pas le vernis couvrir un pad qui doit recevoir de la soudure.
Sérigraphie (légende)
La sérigraphie est le texte et les symboles imprimés sur la carte, en général en blanc sur fond vert, appliqués par jet d'encre ou par sérigraphie. Elle porte les repères de référence, les marques de polarité, les marques de broche 1, les logos et les numéros de version. Pour l'assemblage et la reprise, c'est souvent le seul guide dont dispose une personne.
Règles qui évitent les problèmes :
- Tenez-la à l'écart des pads. De l'encre sur un pad bloque la soudure. Les usines retirent en général la sérigraphie des pads, ce qui peut effacer une partie de votre texte ou de votre marque de polarité.
- Donnez aux lignes et au texte une épaisseur et une hauteur suffisantes. Une largeur de ligne d'environ 0,15 mm et une hauteur de texte d'environ 0,8 mm à 1 mm sont en général lisibles ; un texte plus petit devient flou. Vérifiez le minimum de votre usine.
- Ne placez pas de marques importantes sous les composants. Marquez la broche 1 et la polarité là où elles restent visibles après la pose du composant.
- Utilisez la même face que le composant, sauf là où vous ne devez pas le faire.
- Ne comptez pas sur un texte minuscule pour les informations de sécurité. Utilisez un texte plus grand, ou une étiquette.
Les vias et le traitement de leurs ouvertures de vernis
Un via est un trou métallisé qui relie des couches. Par défaut, les vias sont couverts ou non selon le fichier de vernis : une ouverture dans le vernis au-dessus du via le laisse ouvert (un via « non masqué »), tandis qu'une couche de vernis sans ouverture le couvre. La question est de savoir ce qui arrive au trou lui-même. La norme IPC-4761 décrit sept traitements, de I à VII. En termes simples :
| Traitement | Signification | Raison habituelle |
|---|---|---|
| Masqué (type I) | Le vernis couvre le via d'un côté ou des deux côtés, sans remplir le trou | Le traitement habituel, peu coûteux ; il couvre le via et l'isole |
| Masqué et recouvert (II) | Une deuxième couche de vernis couvre le masquage | Protection supplémentaire |
| Bouché (III) | Le trou est rempli partiellement d'encre ou de résine d'un seul côté | Empêche la soudure ou le flux d'entrer dans le trou |
| Bouché et recouvert (IV) | Bouché, puis recouvert de vernis | La même chose, avec une surface couverte |
| Rempli (V) | Le trou est rempli complètement de résine ou de pâte | Nécessaire avant de placer un via dans un pad |
| Rempli et recouvert (VI) | Rempli, puis recouvert de vernis | Une surface de via fermée et plane |
| Rempli et coiffé (VII) | Rempli, puis métallisé à plat par-dessus | Via dans le pad : une surface de cuivre plane qui peut être soudée |
La distinction entre bouché et rempli tient au degré de remplissage. Les usines peuvent prendre en charge certains types et pas d'autres.
- Masqué : le vernis couvre le via, le trou reste vide.
- Non masqué : le vernis est ouvert autour du via.
- Bouché : de la résine dans le trou, du vernis par-dessus.
- Rempli et coiffé : de la résine dans tout le trou, du cuivre métallisé à plat sur les deux extrémités. Le vernis s'ouvre sur ce pad.
Pourquoi cela compte
- Un via dans un pad. Si un via se trouve dans un pad de soudure et qu'il est ouvert, la soudure s'écoule dans le trou pendant la refusion et le joint manque de matière. Il faut alors un via rempli et coiffé, qui coûte plus cher. Si vous pouvez déplacer le via à côté du pad, faites-le.
- Les vias sous les BGA. Sur la face où se trouve le BGA, des vias ouverts près des pads peuvent emporter la soudure. Les masquer ou les boucher est un choix courant.
- Points de test. Un via utilisé comme point de test doit être ouvert sur cette face.
Vias masqués et fichier de vernis
Un via masqué demande que la couche de vernis soit fermée au-dessus de lui sur la face masquée. Si le via a une ouverture dans le fichier de vernis, il ne sera pas masqué, quoi que dise le formulaire de commande. De nombreux outils proposent un réglage pour masquer les vias. Vérifiez le fichier de vernis dans un visionneur.
Ce que cela donne quand vous commandez ici
Plusieurs des 25 vérifications portent sur ces détails : elles trouvent le vernis épargne entre les pads trop fin pour tenir, et la sérigraphie sur les pads ou trop fine pour être imprimée, et elles signalent les vias dans les pads comme un élément trouvé dans les fichiers, qui doit ensuite correspondre à un traitement de via commandé. La vérification montre les emplacements et la valeur mesurée par rapport à la limite. Les couleurs et les traitements de vias disponibles figurent sur la page des capacités. La vérification ne peut pas juger si votre sérigraphie est utile, seulement si elle peut être imprimée. Voir aussi Conception pour la fabrication : les erreurs que nous voyons.