La fabrication des circuits imprimés VI-4 Métallisation des trous1 Métallisation des trous Hole plating VI - 4

La fabrication des circuits imprimés

VI-4 Métallisation des trous 1

Métallisation des trous

Hole plating

VI - 4



Métallisation des trousHole plating

• Rôle• Préparation de surface• Préparation des trous• Cuivre chimique• Métallisation directe• Comparaison• Contrôles

• Aim• Surface preparation• Hole preparation• Chemical copper• Direct plating• Methods comparison• Inspection



Rôle de la métallisationAim of hole plating

Connexion entre couchesInterconnecting layers



Préparation de surfaceSurface preparation

• But :

- Elimination des bavures

- Nettoyage du cuivre (oxydation, taches de doigts ...)

• Purpose :

- Burr removal

- copper cleaning

( oxides, finger prints.. )



Préparation de surfaceSurface preparation

• Méthodes

- brosse abrasive

- brosse avec abrasif

- pulvérisation d ’abrasif

- décapage chimique

• Methods

- abrasive brushes

- brush with abrasives

- blasting with abrasives

- chemical cleaning



Nettoyage avec brosse abrasiveCleaning with abrasive brush

Brosse abrasiveAbrasive brush

Cylindre d ’acierSteel cylinder

EauWater

Rinçage HPHP rinse

&Séchage

Dry



Nettoyage avec brosse et abrasifsCleaning with brush and abrasive

Brosse nylonNylon brush

Eau + ponce/alumineWater + pumice/alumina

Rinçage HPHP rinse

&Séchage

Dry



Nettoyage par pulvérisation d’abrasifJet scrubbing with abrasive

Eau HP + ponce/alumineHP water + pumice/alumina

Rinçage HPHP rinse

&Séchage

Dry



Décapage chimiqueChemical cleaning

Gamme de travail Flow of operations

Décontamination organique

Organic contaminants removal

Micro-gravure

Micro-etch

Elimination des taches grasses

Oil, fingerprints removal

Elimination des oxydesSatinage du cuivre

Oxides removalrouthening the surface




Microgravure Microetch

- Acide sulfurique et eau oxygénée - Sulfuric acid & hydrogen peroxide

Cu +H2O2 => CuO + H2O

CuO + H2SO4 => CuSO4 + 2 H2O




Microgravure Microetch

- Persulfate de sodium - Sodium persulphate

Cu +Na2(S04)2 => Na2SO4 + CuSO4



Nettoyage des trous Hole cleaning

• But :

Eliminer la résine fondue de la paroi des trous

Indispensable pour les circuits multicouche

• Purpose :

remove the epoxy smear from the hole wall

Essential for multilayer PCBs




Desmearing Etch back




• Méthodes :

- Traitement au permanganate de potassium

- Procedé au plasma

• Methods :

- Potassium permanganat treatment

- Plasma process



Desmearing au permanganatePermanganat desmearing

Principe de la méthode principle of operations

2KMnO4 => KMnO4 + MnO2 + O2

Attaque de la résine époxy fondueEpoxy smear attack



Desmearing au permanganatePermanganat desmearing


KMnO4 (70°C, 15mn)

KMnO4 (70°C, 15mn)

Reducteur (25°C, 2,5mn)Neutralization (25°C, 2,5mn)

Nettoyage des trous

Hole cleaning

Conditionneur (70°C, 5mn)

Conditioner (70°C, 5mn)

Elimination de la résine fondue

Removal of smear

Elimination du permanganate

Removal of permanganat



Procédé au plasmaPlasma process

Principe de la méthode principle of operations

Source RFRF source

ElectrodeElectrode

Gaz gas

Gaz gas

Chambre à videVacuum chamber

PlasmaPlasma

Pièce traitéeTreated device

MasseGround

UV




Paramètres Parameters

- Mélange gazeux :

fréon + oxygène

- Pression :

0,4 mBar

- Générateur RF :

40 kHz, 5000W

- Gases mixture :

freon + oxygen

- Pressure :

0.4 mBar

- RF generator :

40 kHz, 5000W




Propriétés Properties

- compatible avec une grande variété de résines et adhésifs (circuits flexo-rigides)

- attaque les fibres de verre

- bonne pénétration dans les trous de petit diamètre (microvias)

- Compatibility with a wide variety of resin (flex-rigid PCBs)

- Attack of fiber glass

- good penetration in small diameter holes (microvias)



Cuivrage chimiqueChemical copper deposition

Procédés Process

•Cuivre chimique mince :

- épaisseur O,2-0,5 µm

- Nécessite un renfort électrolytique

•Cuivre chimique épais

- épaisseur 2- 5 µm

- pas de renfort nécessaire

- plus polluant

•Low built

- thickness O.2-0.5 µm

- need a copper electroplating reinforcement

•Hight built

- thickness 2-5 µm

- no reinforcement

- more pollutant





Microgravure

Microetch

Pré- catalyseurPre-catalist

Nettoie le circuit et active la résine

clean the board and activate the resin

Conditionneur

Conditionner

Satine le cuivre de base

routhen the base copper

Évite la pollution du catalyseur

Prevent from catalist contamination




Gamme de travail (2) Flow of operations (2)

Accélérateur

Accelerator

Cuivre chimique

Copper bath

Dépose du palladium colloïdal

Deposit colloidal palladium

Catalyseurcatalist

Elimine l ’excès de colloïde

remove the excess of colloïd

Dépose du cuivre sur la résine et le cuivre de base

Deposit copper on both resin and base copper



Métallisation directeDirect plating

• Colloïde de palladium• Sulfure de palladium• Carbone /graphite• Polymère conducteur

• Palladium colloid• Palladium sulphide• Carbon/graphite• Conductive polymer

Procédés Process




Conditionneur

Micro-gravure

Catalyseur

Stabilisant

Conditionner

Micro-etch

Catalyst

Stabilizer

Procédé colloïde de palladium Palladium colloid process




Conditionneur

Catalyseur

Convertisseur

Micro-gravure

Conditionner

Catalyst

Converter

Micro-etch

Procédé sulfure de palladium Palladium sulphide process




Conditionneur

Dépôt de carbone

Séchage

Micro-gravure

Conditionner

Carbon deposit

Drying

Micro-etch

Procédé carbone/graphite Carbon/graphite process




Conditionneur

Dépôt de l ’oxydant

formation du polymère

Micro-gravure

Conditionner

Oxidizer deposit

Polymer building

Micro-etch

Procédé polymère conducteur Conductive polymer process



Comparaison des procédésProcess comparisoncomplexitéde circuit

pollution simplicité duprocédé/ coût

remarques

cuivrechimique ++ + -

prix dupaladium

colloïde depalladium - -

prix dupaladium

sulfure depalladium + - -

prix dupaladium

carbonegraphite - - ++ salissant

polymèreconducteur - +



EquipementsEquipments

Chaîne de traitement de surface

• Verticale

• Horizontale

Surface treatment process

• Vertical technology

• Horizontal technology



ContrôlesInspection

Contrôle micrographique après renforts électrolytiques

Micrographic control after electro-platings

Documents

La fabrication des circuits imprimés VI-4 Métallisation des trous1 Métallisation des trous Hole plating VI - 4