Choisir le mauvais procédé de métallisation des trous de PCB ? Cela peut ruiner la production. Analysons vos options.

Les procédés courants de métallisation des trous de PCB incluent le cuivre autocatalytique épais/moyen/fin et le placage direct. Chacun présente des avantages, des inconvénients et des cas d'utilisation optimaux.

J'ai vu de petites usines se heurter à des difficultés avec le mauvais procédé. Laissez-moi vous présenter chaque méthode afin que vous puissiez choisir celle qui correspond à vos besoins. J'ai fait mon lot d'erreurs ; apprenez-en.

Qu'est-ce que le cuivre autocatalytique épais pour la métallisation des trous de PCB ?

Le cuivre autocatalytique épais semblait intéressant, jusqu'à ce que je constate son coût élevé. Est-ce que cela vaut la peine ?

Le cuivre chimique épais (2-3 μm) évite le placage complet de la carte, mais son coût est élevé et les contrôles sont stricts. Idéal pour les cartes simples.

Fonctionnement

Le processus pour les cartes multicouches est le suivant : agent gonflant → dégraissage → neutralisation. Pour les cartes double face : dégraissage → microgravure → prétrempage → catalyse → décollement → cuivre chimique épais (30 minutes) → antioxydant optionnel → séchage. J'ai déjà testé cette méthode sur une petite série. La couche de cuivre de 2-3 μm nous a permis d'éviter le placage complet de la carte, ce qui semblait être un avantage.

Avantages et inconvénients

| Aspect | Détails | |--------|---------|
| Avantages | Évite le placage complet de la carte ; réduit les coûts d'équipement ; gravure uniforme |
| Inconvénients | Coûts élevés des matériaux ; contrôles stricts de l'épaisseur et du rétroéclairage ; mauvaise adhérence (les cristaux ne sont pas denses) ; microgravure délicate (trop peu = mauvaise adhérence, trop = rupture des trous) |

Dans ce lot, nous avons dû plaquer jusqu'à 30 µm en une seule fois. Les lignes fines ont formé un film piégé, ce qui a rendu le décapage difficile. Cela a fonctionné pour les cartes simples, mais pas pour les cartes complexes. Je l'éviterais maintenant, sauf si vous avez des limites de coût strictes en matière d'équipement.

Qu'est-ce que le cuivre autocatalytique moyen pour les trous de PCB ?

Le cuivre autocatalytique moyen promettait des solutions pour le cuivre épais, jusqu'à ce que je rencontre des problèmes de microgravure. Est-il plus efficace ?

Le cuivre autocatalytique moyen (1-1,5 µm) réduit les coûts par rapport au cuivre épais, mais nécessite tout de même des contrôles stricts. Meilleure adhérence, mais microgravure délicate.

Évolution

Ce procédé est issu du cuivre autocatalytique épais. Mêmes étapes, mais plus fin (1-1,5 μm). Je suis passé à ce procédé après le fiasco du cuivre épais. Les coûts ont baissé de 30 %, un soulagement.

Avantages et inconvénients

Les avantages sont identiques à ceux du cuivre épais : pas de placage complet de la carte, réduction des coûts d'équipement. Les inconvénients ont toutefois légèrement diminué. L'adhérence s'est améliorée grâce à une couche plus fine. La microgravure est devenue encore plus délicate. Je me souviens d'une série : nous avons gravé 0,5 μm de trop, et 20 % des trous ont été brisés.

C'est mieux pour les petites séries de cartes légèrement complexes. Mais je le trouvais encore trop délicat pour les productions quotidiennes.

Pourquoi le cuivre chimique fin est-il un choix de prédilection ?

Mon usine est passée au cuivre chimique fin, et les problèmes de production ont diminué. Qu'est-ce qui fait son efficacité ?

Le cuivre chimique fin (0,38-0,64 µm) permet un placage complet de la carte, tout en réduisant les coûts et en facilitant le contrôle. Il est le plus largement utilisé dans l'industrie.

Le déroulement du processus

Similaire au cuivre épais/moyen, mais plus court. Le temps de traitement est de 10 à 15 minutes (contre 30 minutes auparavant). Nous ajoutons ensuite une étape de placage de la carte entière (7,6 μm) avant le transfert du motif. Cette étape supplémentaire a tout changé pour nous.

Pourquoi ça marche

J'ai utilisé cette méthode pour une commande de circuits imprimés de téléphone à volume élevé. Nous avons obtenu un rendement de 98 %, bien meilleur que les 80 % obtenus avec du cuivre moyen. L'étape de placage de la carte entière augmente les coûts d'équipement, mais elle est rentable pour la régularité. La plupart des usines que je connais utilisent cette méthode aujourd'hui : elle allie coût et fiabilité.

Qu'en est-il du cuivre autocatalytique fin avec placage de la carte entière ?

Avez-vous déjà entendu parler du cuivre fin associé au placage de la carte entière ? Cela évite le placage des motifs, mais comporte des risques.

Un cuivre fin (0,38-0,64 μm) associé à un placage complet (30 μm) évite le placage des motifs, mais risque de fissurer le film sec sur les petites pastilles.

Fonctionnement

Après le cuivre autocatalytique fin, plaquez toute la carte à 30 μm. Utilisez ensuite un film sec pour boucher les trous (comme pour le traitement de la couche interne). J'ai essayé cette méthode pour gagner du temps sur un simple PCB LED. Cela évite le placage des motifs, réduisant ainsi le temps de traitement de 2 heures par lot.

Avantages et inconvénients

Gain de temps et d'équipement de placage de motifs. Cependant, les inconvénients sont importants. Les petites pastilles (moins de 0,2 mm) présentaient souvent des fissures de film sec. Nous en avons manqué certaines, ce qui a entraîné la défaillance de 5 % des trous. La gravure uniforme de cuivre de 30 μm est également difficile. Nous avons constaté une sous-gravure dans les zones denses.

C'est une option de niche. Je ne l'utiliserais que pour les circuits imprimés simples et de grande taille avec de grandes pastilles.

Le placage direct est-il une meilleure option écologique ?

Le placage direct semblait écologique, jusqu'à ce que je constate ses problèmes d'adhérence. Répond-il à vos besoins ?

Le placage direct utilise des matériaux conducteurs (graphite, polymères) pour des flux plus simples et plus respectueux de l'environnement, mais il est soumis à des contrôles stricts.

Trois principaux types

1. À base de graphite : utilise le graphite comme couche conductrice.
2. À base de polymère : utilise des polymères conducteurs.
3. À base de palladium : utilise des composés de palladium.

J'ai essayé la technologie à base de polymère pour un projet « vert ». Le procédé était simple : dégraissage → microgravure → adsorption du polymère conducteur → placage de cuivre. Pas de cuivre chimique, c'est bien. Cela a permis de réduire les déchets de 40 %, ce qui est idéal pour les audits.

Avantages et inconvénients

Avantages : écologique (sans formaldéhyde) ; procédé plus simple. Mais les inconvénients étaient importants. Le collage était aléatoire. Sur une carte multicouche, 10 % des couches internes se sont séparées des trous. Les contrôles sont stricts : nous devions ajuster la concentration en polymère quotidiennement.

C'est idéal pour les marques soucieuses de l'environnement qui proposent des cartes simples, à une ou deux couches. Mais le multicouche ? Je m'en fiche.

Conclusion

Choisissez en fonction du coût, du contrôle et de la complexité de la carte. Le cuivre chimique fin est souvent le meilleur compromis pour la plupart des usines.