Vous avez été 80 à suivre le 18 juin dernier notre séminaire en ligne exclusif  "Visite d'une usine de fabrication de circuits imprimés".

Ce webinar a donné lieu à de nombreux échanges dont nous vous donnons une synthèse ci-dessous.

Nous restons à votre écoute si des questions restaient sans réponses ou si vous souhaitez vous aussi vivre le "360 Expérience" de CIRLY.

 

1 - FAO et analyse des fichiers

1-1 Quel type de fichiers CIRLY peut-il exploiter ?

Nous travaillons principalement à partir de fichiers au format GERBER. Nous exploitons également avec la même facilité les sorties ODB++.
Nous conservons numériquement les outillages sans limitation de temps. Les outillages physiques sont conservés 1 an.
Nous pouvons exploiter vos sorties de fichiers IPC-D-356A pour le test électrique de vos PCB. Selon les cas, leur exploitation est plus ou moins aisée et nous pouvons
être amenés à privilégier le fichier généré sur notre logiciel FAO. Dans tous les cas, il est utile de nous envoyer l’IPC-D-356A avec votre dossier.

 

1-2 Comment CIRLY gère les circuits avec impédance contrôlée?

CIRLY n’est pas équipé à ce jour d’outils de gestion et de mesures des impédances contrôlées. Nous fournissons les spécifications matières utilisées et pouvons
réaliser des empilages spécifiques selon les caractéristiques recherchées.

D’ici début 2021, la construction des empilages sera gérée directement dans notre outil FAO "Rudy" à partir d’une brique logicielle de POLAR INSTRUMENT (en cours de paramétrage). Elle permettra dans un premier temps de simuler plus finement le comportement des empilages en fonction du design de vos couches, puis dans un second temps de compléter la solution avec le calcul des impédances dont POLAR INSTRUMENT est l’un des plus répandus. Nous vous tiendrons informés de ces évolutions.

 

2 - Les multicouches

2-1 Quels matériaux sont utilisés?

Nous utilisons par défaut du FR4 Low CTE HTG 175° EM-827, permittivité 1MHz = 4,8 / 1GHz = 4,2. La documentation complète est disponible sur https://www.cirly.com/expertises
Nous avons également la possibilité d’utiliser d’autres types de matériaux (de façon exclusive ou en mix dans un empilage) :

• ROGERS® (4003, 4350) pour les applications RF
• Preg « no flow »
• Kapton®

 

2-2 Processus de pressage de la matière

Dans chacun des cas, les programmes de pressage (durée, pression, température) sont adaptés. Sur du FR4 nous appliquons une pression de 25 à 27 Kg/cm² et atteignons une température max de 220°. Le cycle complet dure 3 heures.

 

2-3 Alignement des couches : quelles sont les précisions de positionnement d'une couche à l'autre ?

Il existe différentes techniques pour superposer les couches (thermo soudures, mécanique…). Elles ont toutes une part de manipulations manuelles.

Le process vu chez CIRLY est une solution « mécanique » qui utilise d’un côté des moules équipés de "pin" permettant de caler les couches, de l’autre une registration préalable des couches internes effectuée sur une machine de perçage spécifique (Inspecta). En sortie de presse, cette machine, qui est également équipée de rayons X, va permettre de lire la superposition des couches au travers du cuivre TOP et BOTTOM. Des repères optimisés en fonction des déformations vont être percés pour les prises de caméra des machines de perçage des trous traversants.
Plus généralement, suivant les formats de panneaux travaillés, la configuration des couches et les matériaux utilisés, il y a un savoir-faire « empirique » qui se construit pour anticiper les mouvements des couches lors du cycle de pressage. Cette anticipation peut se faire :

• Au moment de la FAO,
• Lors de l’insolation des couches sur une machine d’imagerie directe,
• Lors de la registration en sortie presse grâce à l’analyse rayons X.

On retrouve cette même approche empirique pour la gestion des sur/sous gravures sur des épaisseurs de cuivre de 70μ et plus.

 

3 - Les finitions

3-1 Quelles finitions sont proposées chez CIRLY ?

CIRLY propose plusieurs finitions.
Des finitions réalisées en interne :

• L’argent chimique,
• Le HAL étain.

Des finitions sous-traitées :

• Le nickel-or (chimique et électrolytique),
• Le nickel-palladium-or,
• L’étain chimique.

Nous n’avons pas d’OSP à ce jour. Peu de demandes, mais cette finition peut être étudiée en sous-traitance si besoin.

 

3-2 L'argent chimique

Cette finition offre une très bonne planéité de dépôt avec une fine couche d’argent inférieur à 0,3μ directement sur le cuivre. C’est un process simple, stable et rapide qui n’implique pas de produits CMR. Une utilisation jusqu’à 6 mois ne pose pas de problèmes, quand bien même des marques d’oxydation apparaitraient. Il est possible d’ajouter un traitement lors du process pour une meilleure protection à l’oxydation, mais nos circuits étant rapidement utilisés, ce traitement n’est pas appliqué.

 

3-3 Comparatif des principales finitions

	Traitement	Epaisseur moyenne	Remarques
Argent chimique	Interne	0,1 à 0,3µ	Très bonne planéité des plages d’accueil. Pas de problèmes d'intermétallique. La finition brunie dans le temps mais conserve sa soudabilité.
HAL Etain	Interne	20 à 30µ	Selectif RoHS Sn100C Finition à éviter pour les circuits avec des isolements < 150µ
Nickel or chimique (ENIG)	Sous-traitance	Nickel 5µ Or 0,06µ	Bonding possible avec fil Aluminium. Pour bonding fil d'or, demander ENIPIG (nickel/palladium/or) ou Ni-Au electro
Nickel or électro (electrolytic nickel gold)	Sous-traitance	Nickel 7µ Or 0,5 à 0,7µ	SANS COBALT (en standard) Notamment pour le bonding au fil d'or
			AVEC COBALT Permet d'avoir une finition plus dure (130 à 180 Vickers. Par exemple connecteurs de cartes "enfichables") !!! Soudure quasi impossible
Nickel Palladium or (ENEPIG)	Sous-traitance	Nickel 5µ Palladium 0,1µ Or 0,05µ	Evite les risques de blackpad, bonding fil d'or ou alu, impact coût significatif.
Etain chimique (Sn chimique)	Sous-traitance	1 à 1,2µ	Le stockage avant câblage ne doit pas excéder 6 mois Stockage > 3 mois + Euvage 1H >100°C = risque d'intermétallique (seuil de migration du cuivre dans l'étain rendant la soudure impossible)

 

4 - Process et contrôles

4-1 Quelles couleurs de vernis épargne et de sérigraphie proposons-nous ?*

La couleur par défaut est bien sûr le vert pour le vernis épargne, et le blanc pour la sérigraphie, avec un process automatisé sur machine numérique.
Il est possible de faire également d'autres couleurs :

• Vernis blanc, sérigraphie noire,
• Vernis bleu,
• Vernis rouge,
• D’autres couleurs de sérigraphie plus confidentielles (vert, rouge, bleu).

Il est possible de programmer des numéros sérialisés sur un même flan (identification individuelle des PCB) sur la machine de sérigraphie blanche.

 

4-2 Environnement : le traitement favorisant l’adhésion peut-il être « green » (sans permanganate) ?

Après perçage, un traitement particulier est réalisé sur les multicouches pour permettre une bonne liaison du trou métallisé avec les couches internes. Le « desmear » est réalisé (notamment) avec un bain de permanganate à 80°. Il est également possible d’activer l’époxy avec un plasma mais qui n’apporte pas de réels avantages sur le FR4. Le plasma est surtout utilisé pour activer d’autres matériaux tel que le polymide.

Plus globalement, la fabrication du circuit imprimé repose sur une logique soustractive : on part d’une planche plein cuivre pour n’en conserver qu’une partie en le protégeant d’étain et en passant par des dépôts de films. La rupture pour une fabrication plus verte viendra vraisemblablement du développement des solutions d’impression 3D dont les premières générations existent sur le marché.

 

4-3 Mécanique : Le perçage laser peut-il être un investissement futur ?

Nous sommes capables de percer jusqu’à 100μ de diamètre, ce qui correspond à la demande minimale que nous avons pour des PCB HDI avec trous borgnes. Nous n’avons pas ou très peu de demandes, à ce jour, pour du perçage laser (une option sous-traitance existe et peut être investiguée).
La précision de perçage est comprise entre 10μ et 25μ. Elle varie selon l’épaisseur de la planche et le diamètre percé.

Tolérance de positionnement
Pastilles par rapport aux trous	+/-50µm
Motif cuivre par rapport à l'autre motif cuivre	+/-15µm
Tolérance de découpe	+/-200µm (+/-100µm si demande de précision)
Tolérance de diamètre de perçages	+/-100µm (+/-50µm si demande de précision)
Tolérance de placement soldermask	+/-50µm

Nous pouvons être amenés à faire des usinages en cours de fabrication pour réaliser, par exemple, des tranches métallisées, des trous fraisés, métallisés ou non.

 

4-4 CIRLY propose t-il du Flex-Rigid ou d' autres technologies ?

La réalisation d'un Flex-rigide comporte de nombreuses séquences manuelles, ce qui nous éloigne un peu de notre contexte "délais courts"... Cependant, nous constatons une augmentation de la demande sur ce type de produit. Nous sommes donc très intéressés par vos besoins afin de faire évoluer notre positionnement.
Le Flex est également possible, comme le Semi-Flex (lamage sur FR4).
Nous proposons aussi des matériaux SMI (FR4 + dissipateur thermique), ainsi que des cuivres épais (105μ, 210μ, 410μ).

 

Maintenant c'est l'heure de prendre l'air, bonne récré !

IWOL