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La fabrication des circuits imprimés
VI-11 Contrôles et Tests 1
VI-11
Contrôles et Tests
La fabrication des circuits imprimés
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Sommaire
• Test optique (AOI)
• Test électrique
• Contrôles par coupes micrographiques
• Contrôles visuels
• Contrôles dimensionnels
Spécifications interne 16 261 666-024
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Test optique (AOI)
AOI : Automatic Optical Inspection• Objectif :
Déceler les défauts de gravure d ’une couche interne avant sa stratification dans un multicouche de valeur marchande élevée.
Certains défauts peuvent éventuellement être réparés.
Utilisable aussi pour les couches externes, masques photographiques, résines photosensibles.
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Test optique (AOI)
• Principe :
Comparer le graphisme de la couche interne avec celui d ’un circuit réputé correct ou à partir des données informatiques.
La machine doit être capable de distinguer les zones cuivrées (cuivre nu, traité, oxydé, métallisé) des différents substrats.
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Test optique (AOI)
• Méthode :
L ’image du panneau est saisie par balayage avec une caméra linéaire CCD puis traitée par un système informatique.
Différents dispositifs d ’illumination sont employés, selon les matériaux utilisés, pour obtenir un bon contraste de l ’image.
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Test optique (AOI)
Analyse de l ’image
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Test optique (AOI)
• Principaux défauts rencontrés : Îlots de cuivre
Piqûres
Coupures
Échancrures
Protusions
Largeur de pistes insuffisante
Isolement insuffisant
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Test optique (AOI)
ÎlotIsland
PiqûrePinhole
Principaux défauts rencontrés
ÉchancrureNick
CoupureOpen
ProtusionProtusion
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Test optique (AOI)
• Caractéristiques des machines Gamme d ’inspection : largeur de piste, isolement
Produits inspectés : couches internes, externes, clichés
Matériaux inspectés : cuivre nu, cuivre traité, dorure
Dimensions des panneaux : taille, zone d ’inspection
Productivité : nombre de panneaux / heure
Méthode de positionnement
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Test optique (AOI)
MachineOrbotechInFinex-3000
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Test électrique
• Objectif- Déceler les défauts de continuité de chaque équipotentielle
- Déceler les défauts d ’isolement de chaque équipotentielle par rapport à toutes les autres.
S ’applique aux circuits finis rigides en contrôle final
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Test électrique
Fermé ?
Short ?Ouvert ?
Open ?
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Test électrique
• Principes du test continuitémesurer de la résistance entre les extrémités des équipotentielles pour un courant imposé (ex. 1 ampère)
V
IGénérateur de courant
(1 A)
équipotentielle
R = V/I ex :Rmax = 10 Ohms
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Test électrique
• Principes du test d ’isolementmesurer de la résistance entre deux équipotentielles pour une tension imposée (ex. 100 Volts)
V
IGénérateur de tension(100 V)
équipotentielles
R = V/I ex :Rmin = 10 MOhms
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Test électrique
• Méthodes- Testeur à « lit de clous » : Toutes les mesures sont faites
simultanément avec autant d ’aiguilles que nécessaire. Procédé limité en densité d ’interconnexion mais rapide.
Il existe des testeurs simple face et double face
- Testeur à sondes mobiles : deux paires de sondes (au moins) font les mesures successivement pour chaque équipotentielle
Permet le test de circuits à haute densité mais l ’opération est longue, inadaptée aux grandes séries.
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Test électrique
Testeur à lit de clous
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Test électriqueTesteur à lit de clous
• Exemple de caractéristiques (machine Precise 2k)- en SD : surface de test 609x508 mm
nombre de points de mesure 48000
distance entre les points de mesure 2,54 mm
- en QD : surface de test 325x243 mm
nombre de points de mesure 49152
distance entre les points de mesure 1,27 mm
- productivité 300 panneaux / heure
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Test électriqueOutillage pour testeur à lit de clous
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Test électrique
Outillage pour testeur à lit de clous
• Exemple de caractéristiques (produit Mania) dimensions utiles en SF 650,2x650,2 mm
dimensions utiles en DF 487,7x406,4 mm
aiguilles rigides diamètres O,3 à 3,5 mm
déviation possible des aiguilles 12,7 mm
espacement des points de mesure 0,305 mm
temps de perçage de l ’outil pour 3000 points 90 à 120 mn
temps d ’insertion des aiguilles 30 à 45 mn
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Test électrique
Testeur à sondes mobiles
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Test électriqueTesteur à sondes mobiles
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Test électriqueTesteur à sondes mobiles
• Exemple de caractéristiques (machine Speedy) surface de test 650x510 mm
espacement des points de mesure 0,3 mm
taille des points test 0,2 mm
résolution 50 µm
nombre de sondes 2 + 2
pression exercée 40 g
la durée du test dépend de la complexité du circuit
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Test électriqueTesteur sans contact
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Test électriqueTesteur sans
contact
(Nova200)
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Test électrique
Testeur sans contact
• Exemple de caractéristiques (machine nova200) surface de test 202x202 mm
espacement des points de mesure 150 µm
taille des points test 85 µm
précision 15 µm
vitesse 100 points / s
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Coupes micrographiques• But - contrôle de la conformité de l ’empilage par rapport aux
données de conception : épaisseurs des couches isolantes et cuivrées, des dépôts métalliques.
- contrôle de la qualité de fabrication : alignement des couches, aspect de la métallisation et de la gravure. Tenue au choc thermique.
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Coupes métallographiques• Procédure- Prélever le coupon et faire une approche de la coupe avec un
papier grade 320 (grain 50 µm), nettoyer à l ’alcool.
- Mouler dans la résine.
- Polir aux papiers grades 320, 500, 1200, 4000 (grain 6 µm). Nettoyer.
- Polir au diamant (grain 3 µm). Nettoyer.
- Polir à l ’oxyde SiO2 (grain 0,04 µm), nettoyer.
- Appliquer une préparation de révélation si nécessaire.
- Observer au microscope, grossissement 100 et 200.
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Coupes métallographiques• Aspect d ’une coupe :
Chaque repère correspond à une possibilité de défaut
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Contrôles visuels• Principe : vérifier l ’aspect général de la carte• Éléments observés :- construction et identification- matière de base- vernis épargne- sérigraphie- revêtements métalliques- gravure
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Contrôles dimensionnels
• Principe : mesures métrologiques des dimensions
• Éléments mesurés :- Épaisseur
- Détourage
- Planéité et vrillage
- Diamètre des trous
- Aires de brasage des pastilles et des plages d ’accueil
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