Cartes électroniques - circuits imprimés
Les PCB Multicouches de la société Graphic Plc, au sud de l'Angleterre, sont actifs aujourd'hui dans le contrôle des centrales électriques et pour sauver des vies dans l'équipement médical. La qualité de ces éléments critiques est contrôlée par la nouvelle FISCHERSCOPE XDAL® 237 SDD
Les ordinateurs actuels, offrant plus de puissance de traitement que ceux utilisés pour la mission sur la lune - à l'époque, les mastodontes qui ont rempli plusieurs salles - sont d'un format de poche: ce sont les smartphones d'aujourd'hui. Si la science de la miniaturisation est presque aussi vielle que le domaine électronique lui-même, ils doivent leur succès à la disponibilité des cartes électronique et des circuits imprimés en constante diminution de taille.
L'un des plus anciens fabricants actifs de PCB dans le monde est Plc graphique. La société a été fondée par Rex Rozario, un "disciple" de Paul Eisler, l'inventeur de la carte électronique et des circuits imprimés. Au cours des 50 dernières années, Plc graphique a été témoin - et a contribué à façonner - l'évolution de l'industrie depuis le début des PCB simple face aux PCB d'aujourd'hui à haute densité, interconnectés, ultra-compact
Ces PCB multicouches de Devon, en Angleterre du Sud, sont actifs dans des centrales de contrôle aujourd'hui, pour sauver des vies dans l'équipement médical et relient des millions de personnes à travers le monde via des satellites. Plc graphique s'est fait un nom lui-même dans la production de ces cartes électriques et des circuits imprimés, essentiels aux missions de ses clients, qui sont pour la plupart des utilisateurs haut de gamme. Une industrie particulièrement dépendante de l'électronique de haute fiabilité est l'aviation, ce qui explique pourquoi plusieurs grands constructeurs d'avions sont fournis par Graphic Plc.
S'il arrive à mi-vol, un défaut dans l'électronique, cela peut coûter des vies. Pour cette raison, les PCB haut de gamme nécessitent des revêtements haut de gamme. Ici, Plc graphique produit avec le processus ENIG (autocatalyse de nickel, Immersion d'or), dans laquelle les pistes conductrices de cuivre sont recouvertes chimiquement avec une couche d'épaisseur de 3-6 µm de nickel (NiP); en plus de cela, un revêtement de 50 à 100 nm d'or est déposé par un procédé d'immersion. Les PCB produits de cette manière ont d'excellentes propriétés conductrices et de longues durées de conservation avant assemblage.
Mais les meilleurs résultats sont obtenus avec une couche intermédiaire de palladium entre le nickel et l'or: ENEPIG (electroless nickel autocatalytique Palladium Immersion Or). Cette finition de pointe produit une surface de contact idéale pour l'or, à haute fiabilité, et pour les liaisons fil d'aluminium.
Le nouveau visage de l'assurance qualité
Pour garantir des points de soudure fiables et pour assurer de bonnes propriétés de stockage, les épaisseurs des différentes couches de matériaux doivent être parfaitement coordonnés. Graphic Plc est un fabricant bien connu pour les PCB critiques. Cela signifie que les attentes en matière de qualité sont d'autant plus élevées. « Fischer fournit des techniques de mesure avec la précision dont nous avons besoin pour garantir que nos produits sont de la meilleure qualité », explique Paul Comer, directeur technique chez Graphic Plc.
Plc Graphique apprécie aussi la fiabilité des instruments Fischer. Au cours des 20 dernières années, il y a eu un Fischescope XDL® utilisé au siège de la société dans le Devon. Et avec un bon entretien, il aurait continué à offrir un excellent service dans l'assurance de la qualité. Mais maintenant, les normes ont changé.
Les utilisateurs de PCB haut de gamme ont besoin non seulement de PCB très fiables, mais aussi très homogènes. Pour garantir que toutes les étapes ultérieures d'utilisation vont fonctionner aussi bien que possible, les cartes de circuits imprimés doivent être aussi semblables que possible. C'est pourquoi en 2017 le nouveau processus ENIG a été réglementé par la norme IPC 4552, très stricte. La couche d'or ne peut être comprise qu'entre 40 et 100 nm d'épaisseur
Dans des conditions aussi strictes, on se rend combien la technologie de mesure est importante.
Pour veiller à ce que les limites de la norme spécifiées de 40 et 100 nm sont toujours remplies, les tolérances du procédé de revêtement sont encore plus exigeantes et les limites sont encore plus étroites, par exemple, de 55 et 85 nm. La largeur de cette « distance de sécurité » dépend de la qualité du processus de revêtement. Plus l'épaisseur de revêtement varie, plus la distance de sécurité doit assurer que les normes et spécifications sont respectées. En règle générale, une distance de 3 écarts-types est sélectionné.
Cependant, l'écart-type mesuré ne dépend pas seulement du processus de revêtement lui-même - la technologie de mesure joue aussi un rôle crucial. Si un appareil n'est pas suffisamment précis, l'écart-type sera élevé même avec un procédé de revêtement très cohérent.
Pour cette raison, la nouvelle norme, il est nécessaire de contrôler la qualité des cartes de circuits imprimés avec des dispositifs de fluorescence aux rayons X avec des détecteurs à semi-conducteurs tel que le détecteur à dérive de silicium (SDD). Les détecteurs précédents comme les tubes compteurs proportionnels ne sont pas plus suffisamment précis pour le suivi de ce processus de revêtement strictement réglementé.
Du sur mersure pour l'industrie
Ayant à l'esprit de cette mise à jour de la norme, Fischer a développé son nouveau dispositif de fluorescence à rayons X, XDAL® 237 SDD , qui a été lancé à la fin 2016. Cette version SDD de l'instrument rend la manipulation de grande cartes PCB à la fois de simple et facile, et permet l'analyse des couches à 100 nm d'épaisseur.
L'un des premiers appareils de la nouvelle série a été mis en service par Graphic Plc en Décembre 2016. Avant la livraison, le système a été paramétré et personnalisé. Grace à la longue expérience de Fischer avec les produites et les applications graphiques, la mise en service a immédiatement été réussie. « Cet instrument de mesure, fait sur mesure pour notre industrie, s'intègre parfaitement dans notre système qualité et nous aide à optimiser notre production », explique Paul Comer.
Mais bien que la mise en œuvre est terminée, Plc graphique et Fischer travaillent toujours en étroite collaboration. Paul Cave, directeur principal d'application chez Fischer, continue de soutenir Plc graphique avec leurs tâches de mesure. L'objectif commun est de suivre l'évolution des besoins pour l'avenir.
Paul Comer, directeur technique chez Plc Graphique
En plus des appareils à rayons X, Fischer propose également d'autres instruments spéciaux pour l'industrie des cartes électroniques et des circuits imprimés. Les différentes couches de PCB multicouches sont reliés par l'intermédiaire des trous traversants. Ici, Plc Graphique utilise le Phascope® pour tester le revêtement