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La fabrication des circuits imprimés
VI-4 Métallisation des trous 1
Métallisation des trous
Hole plating
VI - 4
La fabrication des circuits imprimés
VI-4 Métallisation des trous 2
Métallisation des trousHole plating
• Rôle• Préparation de surface• Préparation des trous• Cuivre chimique• Métallisation directe• Comparaison• Contrôles
• Aim• Surface preparation• Hole preparation• Chemical copper• Direct plating• Methods comparison• Inspection
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VI-4 Métallisation des trous 3
Rôle de la métallisationAim of hole plating
Connexion entre couchesInterconnecting layers
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VI-4 Métallisation des trous 4
Préparation de surfaceSurface preparation
• But :
- Elimination des bavures
- Nettoyage du cuivre (oxydation, taches de doigts ...)
• Purpose :
- Burr removal
- copper cleaning
( oxides, finger prints.. )
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VI-4 Métallisation des trous 5
Préparation de surfaceSurface preparation
• Méthodes
- brosse abrasive
- brosse avec abrasif
- pulvérisation d ’abrasif
- décapage chimique
• Methods
- abrasive brushes
- brush with abrasives
- blasting with abrasives
- chemical cleaning
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VI-4 Métallisation des trous 6
Nettoyage avec brosse abrasiveCleaning with abrasive brush
Brosse abrasiveAbrasive brush
Cylindre d ’acierSteel cylinder
EauWater
Rinçage HPHP rinse
&Séchage
Dry
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VI-4 Métallisation des trous 7
Nettoyage avec brosse et abrasifsCleaning with brush and abrasive
Brosse nylonNylon brush
Eau + ponce/alumineWater + pumice/alumina
Rinçage HPHP rinse
&Séchage
Dry
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VI-4 Métallisation des trous 8
Nettoyage par pulvérisation d’abrasifJet scrubbing with abrasive
Eau HP + ponce/alumineHP water + pumice/alumina
Rinçage HPHP rinse
&Séchage
Dry
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VI-4 Métallisation des trous 9
Décapage chimiqueChemical cleaning
Gamme de travail Flow of operations
Décontamination organique
Organic contaminants removal
Micro-gravure
Micro-etch
Elimination des taches grasses
Oil, fingerprints removal
Elimination des oxydesSatinage du cuivre
Oxides removalrouthening the surface
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VI-4 Métallisation des trous 10
Décapage chimiqueChemical cleaning
Microgravure Microetch
- Acide sulfurique et eau oxygénée - Sulfuric acid & hydrogen peroxide
Cu +H2O2 => CuO + H2O
CuO + H2SO4 => CuSO4 + 2 H2O
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VI-4 Métallisation des trous 11
Décapage chimiqueChemical cleaning
Microgravure Microetch
- Persulfate de sodium - Sodium persulphate
Cu +Na2(S04)2 => Na2SO4 + CuSO4
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VI-4 Métallisation des trous 12
Nettoyage des trous Hole cleaning
• But :
Eliminer la résine fondue de la paroi des trous
Indispensable pour les circuits multicouche
• Purpose :
remove the epoxy smear from the hole wall
Essential for multilayer PCBs
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VI-4 Métallisation des trous 13
Nettoyage des trous Hole cleaning
Desmearing Etch back
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VI-4 Métallisation des trous 14
Nettoyage des trous Hole cleaning
• Méthodes :
- Traitement au permanganate de potassium
- Procedé au plasma
• Methods :
- Potassium permanganat treatment
- Plasma process
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VI-4 Métallisation des trous 15
Desmearing au permanganatePermanganat desmearing
Principe de la méthode principle of operations
2KMnO4 => KMnO4 + MnO2 + O2
Attaque de la résine époxy fondueEpoxy smear attack
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VI-4 Métallisation des trous 16
Desmearing au permanganatePermanganat desmearing
Gamme de travail Flow of operations
KMnO4 (70°C, 15mn)
KMnO4 (70°C, 15mn)
Reducteur (25°C, 2,5mn)Neutralization (25°C, 2,5mn)
Nettoyage des trous
Hole cleaning
Conditionneur (70°C, 5mn)
Conditioner (70°C, 5mn)
Elimination de la résine fondue
Removal of smear
Elimination du permanganate
Removal of permanganat
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VI-4 Métallisation des trous 17
Procédé au plasmaPlasma process
Principe de la méthode principle of operations
Source RFRF source
ElectrodeElectrode
Gaz gas
Gaz gas
Chambre à videVacuum chamber
PlasmaPlasma
Pièce traitéeTreated device
MasseGround
UV
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VI-4 Métallisation des trous 18
Procédé au plasmaPlasma process
Paramètres Parameters
- Mélange gazeux :
fréon + oxygène
- Pression :
0,4 mBar
- Générateur RF :
40 kHz, 5000W
- Gases mixture :
freon + oxygen
- Pressure :
0.4 mBar
- RF generator :
40 kHz, 5000W
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VI-4 Métallisation des trous 19
Procédé au plasmaPlasma process
Propriétés Properties
- compatible avec une grande variété de résines et adhésifs (circuits flexo-rigides)
- attaque les fibres de verre
- bonne pénétration dans les trous de petit diamètre (microvias)
- Compatibility with a wide variety of resin (flex-rigid PCBs)
- Attack of fiber glass
- good penetration in small diameter holes (microvias)
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VI-4 Métallisation des trous 20
Cuivrage chimiqueChemical copper deposition
Procédés Process
•Cuivre chimique mince :
- épaisseur O,2-0,5 µm
- Nécessite un renfort électrolytique
•Cuivre chimique épais
- épaisseur 2- 5 µm
- pas de renfort nécessaire
- plus polluant
•Low built
- thickness O.2-0.5 µm
- need a copper electroplating reinforcement
•Hight built
- thickness 2-5 µm
- no reinforcement
- more pollutant
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VI-4 Métallisation des trous 21
Cuivrage chimiqueChemical copper deposition
Gamme de travail Flow of operations
Microgravure
Microetch
Pré- catalyseurPre-catalist
Nettoie le circuit et active la résine
clean the board and activate the resin
Conditionneur
Conditionner
Satine le cuivre de base
routhen the base copper
Évite la pollution du catalyseur
Prevent from catalist contamination
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VI-4 Métallisation des trous 22
Cuivrage chimiqueChemical copper deposition
Gamme de travail (2) Flow of operations (2)
Accélérateur
Accelerator
Cuivre chimique
Copper bath
Dépose du palladium colloïdal
Deposit colloidal palladium
Catalyseurcatalist
Elimine l ’excès de colloïde
remove the excess of colloïd
Dépose du cuivre sur la résine et le cuivre de base
Deposit copper on both resin and base copper
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VI-4 Métallisation des trous 23
Métallisation directeDirect plating
• Colloïde de palladium• Sulfure de palladium• Carbone /graphite• Polymère conducteur
• Palladium colloid• Palladium sulphide• Carbon/graphite• Conductive polymer
Procédés Process
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VI-4 Métallisation des trous 24
Métallisation directeDirect plating
Conditionneur
Micro-gravure
Catalyseur
Stabilisant
Conditionner
Micro-etch
Catalyst
Stabilizer
Procédé colloïde de palladium Palladium colloid process
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VI-4 Métallisation des trous 25
Métallisation directeDirect plating
Conditionneur
Catalyseur
Convertisseur
Micro-gravure
Conditionner
Catalyst
Converter
Micro-etch
Procédé sulfure de palladium Palladium sulphide process
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VI-4 Métallisation des trous 26
Métallisation directeDirect plating
Conditionneur
Dépôt de carbone
Séchage
Micro-gravure
Conditionner
Carbon deposit
Drying
Micro-etch
Procédé carbone/graphite Carbon/graphite process
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VI-4 Métallisation des trous 27
Métallisation directeDirect plating
Conditionneur
Dépôt de l ’oxydant
formation du polymère
Micro-gravure
Conditionner
Oxidizer deposit
Polymer building
Micro-etch
Procédé polymère conducteur Conductive polymer process
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VI-4 Métallisation des trous 28
Comparaison des procédésProcess comparisoncomplexitéde circuit
pollution simplicité duprocédé/ coût
remarques
cuivrechimique ++ + -
prix dupaladium
colloïde depalladium - -
prix dupaladium
sulfure depalladium + - -
prix dupaladium
carbonegraphite - - ++ salissant
polymèreconducteur - +
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VI-4 Métallisation des trous 29
EquipementsEquipments
Chaîne de traitement de surface
• Verticale
• Horizontale
Surface treatment process
• Vertical technology
• Horizontal technology
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VI-4 Métallisation des trous 30
ContrôlesInspection
Contrôle micrographique après renforts électrolytiques
Micrographic control after electro-platings