Outre le cuivre et la soudure, un circuit imprim\u00e9 (PCB) peut \u00eatre constitu\u00e9 d'une combinaison de diff\u00e9rents mat\u00e9riaux, notamment du polyamide, du T\u00e9flon, de l'\u00e9poxy, un adh\u00e9sif acrylique, du Kapton, des fibres d'aramide et du verre. Chacun de ces mat\u00e9riaux poss\u00e8de une duret\u00e9 relative diff\u00e9rente et, avec les supports de montage tels que l'acrylique ou l'\u00e9poxy, il est \u00e9vident que la microsection d\u2019un PCB n\u2019est pas une t\u00e2che facile. L\u2019analyse en microsection, ou analyse de coupe transversale, est l\u2019un des nombreux processus d\u2019inspection utilis\u00e9s pour mesurer la qualit\u00e9 d\u2019un circuit imprim\u00e9.<\/p>\n
L\u2019analyse en microsection est un outil efficace \u00e0 la fois pour l\u2019analyse de d\u00e9faillance et pour la v\u00e9rification en cours de processus. Il s\u2019agit d\u2019un outil d\u2019inspection \u00e0 triple usage pour v\u00e9rifier la composition interne d\u2019un PCB. En g\u00e9n\u00e9ral, les sp\u00e9cifications du produit d\u00e9finies par le client incluent \u00e9galement les crit\u00e8res d\u2019inspection pour l\u2019analyse en microsection. Cependant, l\u2019analyse peut \u00e9galement suivre des normes telles que l\u2019IPC 6012 et\/ou MIL-PRF55110\/31032.<\/p>\n
L\u2019inspecteur peut pr\u00e9lever la section directement sur le circuit imprim\u00e9 lui-m\u00eame, ou sur des coupons produits en m\u00eame temps que les circuits de production. La s\u00e9rie de sp\u00e9cifications IPC 2220 d\u00e9finit la conception des coupons dans l\u2019intention de refl\u00e9ter celle du circuit. La plupart des coupons de test sont de petits circuits avec le m\u00eame nombre de couches et une structure de pistes similaire \u00e0 celle du PCB principal, tous deux \u00e9tant produits simultan\u00e9ment. Par cons\u00e9quent, l\u2019utilisation de coupons est une m\u00e9thode fiable et correcte pour tester la qualit\u00e9 et la constance de la fabrication. Comme ils refl\u00e8tent les effets du processus sur l\u2019ensemble du panneau, l\u2019utilisation de coupons \u00e9vite de devoir sacrifier un circuit de production co\u00fbteux uniquement pour v\u00e9rifier qu\u2019il r\u00e9pond aux crit\u00e8res requis.<\/p>\n
Bien qu\u2019il s\u2019agisse d\u2019une proc\u00e9dure de test destructif, l\u2019industrie de fabrication de PCB utilise largement l\u2019analyse en microsection, car elle permet de voir l\u2019int\u00e9rieur du PCB et de r\u00e9aliser des mesures pr\u00e9cises pour v\u00e9rifier les processus de production et confirmer la qualit\u00e9 des PCB finis.<\/p>\n
En g\u00e9n\u00e9ral, l\u2019analyse en microsection permet de v\u00e9rifier la qualit\u00e9 de :<\/p>\n
Les fabricants r\u00e9alisent l\u2019analyse en coupe transversale \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9tapes de la fabrication du PCB telles que :<\/p>\n
Les fabricants utilisent des coupons \u00e0 trous traversants pour effectuer les mesures ci-dessus. Il est donc essentiel qu\u2019ils pr\u00e9parent la coupe transversale du PCB dans une zone situ\u00e9e \u00e0 moins de 10 % du centre du trou m\u00e9tallis\u00e9. Il est courant d\u2019utiliser une station automatis\u00e9e d\u2019extraction de coupons avec une fraiseuse CNC de pr\u00e9cision pour extraire le coupon de test.<\/p>\n
Selon qu\u2019il s\u2019agit d\u2019une v\u00e9rification de lot, d\u2019une qualification fournisseur, d\u2019une analyse de d\u00e9faillance ou d\u2019une conformit\u00e9 r\u00e9guli\u00e8re, les machines de d\u00e9coupe de pr\u00e9cision peuvent sectionner avec pr\u00e9cision les vias enterr\u00e9s et borgnes jusqu\u2019\u00e0 1 mil ou 25 microns, ainsi que les joints de soudure et les dispositifs CMS. Apr\u00e8s avoir s\u00e9lectionn\u00e9 le coupon de test appropri\u00e9, le fabricant en d\u00e9coupe un morceau pour l\u2019\u00e9chantillon, l\u2019immerge dans une r\u00e9sine ou un acrylique mou, puis le laisse durcir en forme de palet de hockey.<\/p>\n
Le fabricant ponce ensuite le palet de hockey pour obtenir une surface plane, polit la surface et effectue un d\u00e9capage si n\u00e9cessaire. Ce processus permet d\u2019observer facilement la coupe transversale du circuit sous microscope pour une inspection d\u00e9taill\u00e9e.<\/p>\n
V\u00e9rification de la construction :<\/strong> Lors de la v\u00e9rification de la construction d\u2019un PCB multicouche, l\u2019inspecteur utilise la microsection pour contr\u00f4ler l\u2019\u00e9paisseur des noyaux, des pr\u00e9impr\u00e9gn\u00e9s, des feuilles de cuivre, et l\u2019efficacit\u00e9 du collage entre les couches. Il recherche \u00e9galement les d\u00e9fauts caus\u00e9s par les contraintes thermiques, tels que les fissures, les vides, les cloques et le d\u00e9laminage.<\/p>\n \u00c9paisseur du placage dans les PTH :<\/strong> En plus de mesures non destructives multiples de l\u2019\u00e9paisseur des parois de cuivre dans les trous pour chaque PCB de production, les fabricants r\u00e9alisent \u00e9galement des mesures r\u00e9guli\u00e8res \u00e0 l\u2019aide de microsections pour un contr\u00f4le accru de la qualit\u00e9 des processus. Pour cela, ils placent un coupon de test sur chaque panneau de production.<\/p>\n En pratique, l\u2019inspecteur effectue six mesures au total, trois de chaque c\u00f4t\u00e9 du trou. Il\/elle prend les mesures approximativement \u00e0 un quart de la longueur depuis le haut, proche de la moiti\u00e9 de la longueur totale, et environ aux trois quarts. L\u2019\u00e9paisseur du placage est la moyenne de ces six mesures.<\/p>\n \u00c9paisseur des conducteurs :<\/strong> Comme les fabricants de PCB ne placent pas les couches internes de cuivre, l\u2019\u00e9paisseur visible de la couche interne dans la microsection correspond \u00e0 celle de la feuille de cuivre elle-m\u00eame. Les processus de nettoyage retirent une partie du cuivre, donc le cuivre restant doit \u00eatre conforme \u00e0 l\u2019\u00e9paisseur minimale acceptable sp\u00e9cifi\u00e9e par la norme IPC A 600 Classe 2.<\/p>\n Le cuivre des couches externes re\u00e7oit un placage lorsque le fabricant plaque les trous traversants. Par cons\u00e9quent, l\u2019\u00e9paisseur finale visible dans la microsection correspond \u00e0 celle de la feuille de cuivre initiale moins le cuivre perdu lors du nettoyage plus le placage. L\u2019\u00e9paisseur finale doit respecter l\u2019\u00e9paisseur minimale accept\u00e9e selon la norme IPC A 600 Classe 2. La microsection permet \u00e9galement de mesurer l\u2019\u00e9paisseur du cuivre de base et du cuivre plaqu\u00e9.<\/p>\n Registration des trous :<\/strong> En observant la microsection au microscope, il est facile de v\u00e9rifier l\u2019alignement des pastilles internes et des anti-pads avec les trous perc\u00e9s et de d\u00e9terminer s\u2019ils respectent la tol\u00e9rance sp\u00e9cifi\u00e9e. Les fabricants utilisent g\u00e9n\u00e9ralement un coupon de test sp\u00e9cial avec tous les panneaux de production multicouches pour v\u00e9rifier la position des trous perc\u00e9s par rapport aux couches internes.<\/p>\n Connexion entre les couches :<\/strong> En pratique, la paroi du trou m\u00e9tallis\u00e9 doit avoir une connexion robuste avec la couche interne de cuivre. Toutefois, des probl\u00e8mes de processus comme un nettoyage inad\u00e9quat des parois de trous ou un per\u00e7age incorrect peuvent entra\u00eener une connexion m\u00e9diocre ou rompue, visible dans l\u2019analyse en microsection. Un test \u00e9lectrique permettrait \u00e9galement de d\u00e9tecter une telle d\u00e9faillance interne sur un circuit fini.<\/p>\n Finition de surface :<\/strong> L\u2019analyse d\u2019une microsection adapt\u00e9e permet de mesurer l\u2019\u00e9paisseur de la finition HAL sans plomb ou de nivellement \u00e0 l\u2019air chaud. Toutefois, pour l\u2019ENIG ou le placage Nickel-Or Immersion, comme l\u2019\u00e9paisseur de l\u2019or est g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieure \u00e0 0,1 \u00b5m, seule l\u2019\u00e9paisseur du nickel peut \u00eatre mesur\u00e9e avec une microsection. Des mesures non destructives par rayons X sont n\u00e9cessaires pour mesurer l\u2019\u00e9paisseur de l\u2019or ou de l\u2019argent en immersion.<\/p>\n Vernis \u00e9pargne :<\/strong> L\u2019analyse en microsection permet \u00e9galement de mesurer l\u2019\u00e9paisseur du vernis \u00e9pargne ou du Coverlay sur les conducteurs en cuivre. Pour le vernis \u00e9pargne, l\u2019\u00e9paisseur minimale est g\u00e9n\u00e9ralement de 8 \u00b5m. L\u2019\u00e9paisseur du Coverlay peut varier entre 12 \u00b5m et 50 \u00b5m.<\/p>\n Il est tr\u00e8s important pour le fabricant d\u2019identifier le panneau du lot o\u00f9 le coupon a \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9, car cela permet de s\u00e9parer les produits d\u00e9fectueux des bons. Pour cela, le fabricant doit utiliser des marquages appropri\u00e9s sur le coupon et les circuits. Ces marquages permettent la tra\u00e7abilit\u00e9 des enregistrements de processus et servent \u00e0 identifier les param\u00e8tres de traitement pouvant \u00eatre impliqu\u00e9s dans de futures d\u00e9faillances.<\/p>\n Les microsections servent \u00e9galement d\u2019outil efficace pour l\u2019analyse de d\u00e9faillance. La preuve d\u2019un d\u00e9faut interne peut n\u00e9cessiter la coupe de circuits individuels. Une inspection visuelle et une analyse syst\u00e9matique de microsections permettent d\u2019identifier les probl\u00e8mes li\u00e9s aux d\u00e9faillances internes.<\/p>\n Des vues en coupe sp\u00e9cifiques de l\u2019\u00e9paisseur du cuivre, des pastilles et du vernis \u00e9pargne r\u00e9v\u00e8lent g\u00e9n\u00e9ralement des d\u00e9fauts tels qu\u2019un surgravage, un mauvais alignement, une \u00e9paisseur insuffisante du vernis, et d\u2019autres d\u00e9fauts entra\u00eenant souvent le rejet du PCB.<\/p>\n Les fabricants utilisent les donn\u00e9es recueillies \u00e0 partir de l\u2019analyse en coupe transversale d\u2019un ou de plusieurs lots de panneaux pour am\u00e9liorer leurs processus et valider les diff\u00e9rentes \u00e9tapes de fabrication utilis\u00e9es pour produire les circuits imprim\u00e9s.<\/p>\n \u00c0 mesure que les fabricants de PCB r\u00e9duisent la taille des trous, utilisent plusieurs cycles de placage et augmentent le nombre de couches, ils prennent conscience de l\u2019importance de l\u2019analyse en microsection pour v\u00e9rifier les r\u00e9sultats des processus de fabrication. Par cons\u00e9quent, beaucoup maintiennent d\u00e9sormais un laboratoire d\u00e9di\u00e9 aux microsections, forment leur personnel \u00e0 l\u2019analyse, et assurent une communication rapide des r\u00e9sultats de l\u2019analyse en microsection.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Outre le cuivre et la soudure, un circuit imprim\u00e9 (PCB) peut \u00eatre constitu\u00e9 d'une combinaison de diff\u00e9rents mat\u00e9riaux, notamment du polyamide, du T\u00e9flon, de l'\u00e9poxy, un adh\u00e9sif acrylique, du Kapton, des fibres d'aramide et du verre. 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