PCB 6 couches de haute qualité
South-Electronic

La fabrication d’un PCB à 6 couches est un processus complexe et hautement contrôlé qui comprend plusieurs étapes cruciales, chacune nécessitant une grande précision et une attention minutieuse pour garantir que le produit final répond aux spécifications requises. Cette section fournit un aperçu des principales étapes de fabrication, des méthodes d’inspection et de test, ainsi que des mesures de contrôle qualité visant à assurer les plus hauts standards de performance et de fiabilité pour les PCB à 6 couches.

Aperçu des Étapes de Fabrication :

Préparation des Matériaux et Stratification des Couches :

Le processus de fabrication commence par le choix du matériau de base, généralement le FR4 ou d’autres matériaux à haute température de transition vitreuse (High Tg), qui servira de fondation au PCB. Un prepreg (matériau constitué de fibres de verre imprégnées de résine) est utilisé pour lier ensemble les couches de cuivre.
Pour un PCB à 6 couches, des stratifiés revêtus de cuivre sont empilés dans un ordre spécifique pour former la structure interne de la carte. Cela inclut l’alternance de couches de feuilles de cuivre et de matériaux isolants. La conception de l’empilage est essentielle pour l’intégrité du signal, la distribution de l’énergie et la gestion thermique.
Les couches sont stratifiées ensemble sous haute chaleur et pression, ce qui fait fondre le prepreg et lie les couches pour former une carte solide et cohésive. Ce processus, appelé pressage, est l’une des étapes les plus critiques dans la fabrication des PCB multicouches, car il détermine l’alignement et l’adhérence des couches.

Perçage :

Une fois les couches stratifiées, des trous, ou vias, sont percés dans la carte. Ces vias permettent des connexions électriques entre les différentes couches du PCB.
Selon la conception, un PCB à 6 couches peut comporter des vias traversants, des vias aveugles ou des vias enterrés. Ces trous sont percés à l’aide de machines CNC de haute précision, garantissant la précision et l’alignement avec les motifs des circuits.

Placage et Dépôt Autocatalytique de Cuivre :

Après le perçage, les parois internes des vias sont plaquées de cuivre pour établir une connexion électrique entre les couches. Cela se fait par un processus appelé dépôt autocatalytique de cuivre, où une fine couche de cuivre est déposée chimiquement sur la surface des trous percés.
Ensuite, un processus d’électrodéposition épaissit le revêtement de cuivre, rendant les vias conducteurs et prêts pour la transmission des signaux.

Imagerie et Gravure :

À cette étape, une couche de photorésist (matériau photosensible) est appliquée sur les couches extérieures du PCB. Le photorésist est exposé à la lumière UV à l’aide d’un masque qui définit les motifs des circuits.
Une fois exposée, la carte subit un processus de développement qui élimine le photorésist non exposé, ne laissant que les traces de cuivre souhaitées.
Ensuite, la carte passe par un processus de gravure chimique, où le cuivre indésirable est retiré, ne laissant que les chemins de circuits définis. Cette étape est cruciale pour créer les voies électriques qui connectent les composants sur le PCB.

Application du Masque de Soudure et Finition de Surface :

Après la gravure, un masque de soudure est appliqué sur la surface du PCB pour protéger les traces de cuivre et prévenir les courts-circuits. Le masque de soudure couvre toutes les zones de la carte sauf les pastilles de composants, où la soudure sera appliquée.
Différentes finitions de surface peuvent être appliquées, telles que HASL (nivellement à l’air chaud), ENIG (dépôt chimique de nickel et d’or), ou OSP (conservateurs de soudabilité organiques). Ces finitions protègent les pastilles de cuivre exposées et assurent une bonne soudabilité lors du processus d’assemblage.

Impression Sérigraphique :

À cette étape, des marques d’identification telles que les étiquettes de composants, les numéros de pièces et les logos de l’entreprise sont imprimées sur le PCB à l’aide d’un processus de sérigraphie. Cela facilite l’assemblage et le dépannage de la carte.

Profilage et Découpe Finale :

Le PCB est ensuite découpé à sa forme finale à l’aide de routeurs CNC ou de machines de découpe laser. Si plusieurs cartes sont produites sur un seul panneau, elles sont séparées à ce stade.

Méthodes d’Inspection et de Test :

Inspection Optique Automatisée (AOI) :

L’AOI est utilisée pour inspecter visuellement le PCB à la recherche de défauts tels que des désalignements, des traces manquantes ou des motifs incorrects. Des caméras capturent des images haute résolution de la carte, et le système les compare automatiquement aux fichiers de conception pour détecter toute déviation.
L’AOI est particulièrement efficace pour vérifier l’intégrité du processus de gravure et s’assurer que toutes les traces sont correctement formées.

Inspection par Rayons X :

L’inspection par rayons X est utilisée pour vérifier les couches internes et les connexions, en particulier les vias, pour détecter les défauts invisibles à l’œil nu. Cette méthode est essentielle pour les PCB multicouches, car les défauts dans les vias enterrés ou aveugles peuvent affecter considérablement les performances de la carte.
L’inspection par rayons X aide également à détecter les éventuels problèmes dans les joints de soudure lors de la phase d’assemblage.

Tests Électriques :

Des tests électriques sont effectués pour garantir que tous les circuits du PCB sont correctement connectés et exempts de courts-circuits ou de circuits ouverts. Des testeurs à sondes volantes ou des testeurs à lit de clous sont couramment utilisés à cet effet.
Les tests électriques vérifient la continuité des traces et la fonctionnalité du PCB avant qu’il ne passe à l’étape d’assemblage.

Mesures de Contrôle Qualité :

Conformité aux Certifications :

South-Electronic veille à ce que tous les PCB à 6 couches respectent les normes et certifications industrielles telles que ISO9001, UL, CE, IATF16949 et ISO13485. Ces certifications garantissent que les PCB sont fabriqués selon les normes de qualité et de sécurité les plus élevées.

Inspections en Cours de Processus :

Tout au long du processus de fabrication, des inspections en cours sont effectuées pour détecter les défauts à un stade précoce et prévenir les retouches coûteuses ultérieurement. Ces inspections comprennent la vérification de l’alignement des couches, de la qualité des vias percés et de la précision du dépôt de cuivre.

Assurance Qualité Finale (QA) :

Avant l’expédition, les PCB finis subissent une dernière série d’inspections et de tests pour garantir qu’ils respectent toutes les spécifications de conception et les normes de qualité. Tout défaut ou problème détecté à ce stade est corrigé avant que les cartes ne soient emballées pour la livraison.
L’assurance qualité finale garantit que les clients reçoivent des PCB pleinement fonctionnels et de haute qualité, assurant une fiabilité optimale dans leurs applications prévues.