Les trous métallisés assurent les connexions électriques entre différentes couches de cuivre sur une carte de circuits imprimés multicouche. Pour que ces connexions restent fiables, la paroi du trou percé doit être correctement préparée avant la métallisation en cuivre.
Une étape importante de cette préparation est le déglaçage.
Bien que le déglaçage ne soit pas visible sur la carte de circuits imprimés finie, une préparation incorrecte de la paroi du trou peut entraîner des défauts de métallisation, des liaisons faibles entre couches internes et une fiabilité réduite pendant l’assemblage ou lors d’un fonctionnement à long terme.
Les cartes de circuits imprimés multicouches sont généralement percées après que les différentes couches de cuivre et les matériaux diélectriques ont été stratifiés ensemble.
Pendant le perçage mécanique, la mèche génère de la chaleur et des frottements. Cela peut ramollir la résine époxy présente dans la stratification et la faire se répandre sur la paroi du trou percé. Le résidu ainsi formé est appelé film de résine ou film de perçage.
La couche résiduelle peut partiellement recouvrir les bords exposés du cuivre de la couche interne. Si elle persiste sur la paroi du trou, elle peut perturber la connexion électrique entre le barillet de cuivre électrodéposé et les couches internes de cuivre.
Le décapage (desmear) est un procédé de préparation de la paroi des trous, effectué après le perçage et avant le dépôt de cuivre autocatalytique.
Le décapage (desmear) ne crée pas à lui seul la connexion électrique. Il prépare plutôt la paroi des trous afin que les procédés suivants de métallisation et de galvanoplastie puissent former un barillet de cuivre continu.
Présence de résine sur la paroi du trou avant le décapage, comparée à une paroi de trou correctement préparée et métallisée.
Un trou métallisé traversant doit établir une connexion avec les pastilles ou plans en cuivre des couches internes. Lorsque la résine recouvre le bord exposé du cuivre, le cuivre déposé risque de ne pas former une liaison complète avec cette couche. Un décapage adéquat élimine cet obstacle et permet au procédé de métallisation d’atteindre le cuivre des couches internes.
Le cuivre chimique doit recouvrir entièrement la paroi du trou percé avant que l’épaisseur requise de cuivre ne soit obtenue par électrolyse. Une paroi de trou mal préparée ou contaminée peut entraîner une couverture incomplète en cuivre ou des défauts de dépôt. Le nettoyage et la préparation de la surface contribuent à fournir une base appropriée pour la métallisation.
Pendant l’assemblage et le fonctionnement des cartes de circuits imprimés (PCB), celles-ci sont soumises à des variations de température. Le stratifié et le cuivre se dilatent à des vitesses différentes, ce qui engendre des contraintes mécaniques sur la paroi des trous métallisés. Tout point faible ou toute connexion incomplète à l’interface des couches internes peut accroître le risque de connexions intermittentes ou de circuits ouverts durant les cycles thermiques.
Ces structures peuvent rendre plus difficiles le nettoyage, l’activation et la couverture en cuivre. Le procédé de décapage (desmear) doit donc être adapté au matériau du stratifié et à la géométrie des trous.
Désencrassement chimique
Le désencrassement chimique, généralement fondé sur un procédé alcalin au permanganate, est largement utilisé pour les cartes de circuits imprimés multicouches classiques à base d’époxy. Un procédé chimique typique comprend les étapes de gonflement, d’élimination de la résine et de neutralisation. Les paramètres du procédé doivent être rigoureusement contrôlés afin d’éliminer les résidus sans attaquer excessivement le matériau diélectrique.
Les produits désencrassement
Le traitement par plasma utilise des gaz réactifs pour éliminer les résidus organiques présents dans les trous percés. Il peut être employé pour certains matériaux diélectriques haute performance, flexibles, destinés aux applications RF ou résistants aux produits chimiques, lorsque le procédé chimique classique ne permet pas d’obtenir les résultats requis.
Dans certaines applications, les traitements chimique et par plasma peuvent être combinés. Le choix de la méthode appropriée dépend du système de résine, de la constitution du matériau et des exigences en matière de fiabilité.
Ces termes sont liés, mais ils ne sont pas toujours interchangeables.
Le désencrassement élimine principalement les résidus de résine générés lors du perçage.
La gravure régressive retire intentionnellement une quantité contrôlée de matériau diélectrique depuis la paroi du trou. Cela peut exposer davantage le bord du cuivre des couches internes et créer une connexion tridimensionnelle plus robuste entre la couche interne et la barrette de cuivre électrodéposée.
Le traitement requis doit être défini en fonction des spécifications du circuit imprimé (PCB), du système de matériaux et des critères d’acceptation applicables.
Un traitement excessif peut également endommager la paroi du trou ou provoquer un retrait indésirable de la résine. Pour cette raison, le décapage constitue un procédé de fabrication contrôlé, et non une simple opération de nettoyage.
Les fabricants de cartes de circuits imprimés (PCB) contrôlent généralement la préparation des trous à l’aide d’une combinaison de surveillance et d’inspection du processus. Selon les spécifications de la carte PCB, la vérification peut inclure :
L’inspection en coupe transversale est particulièrement utile, car elle révèle l’état du barillet de cuivre ainsi que sa liaison avec les couches internes.
Lorsque des matériaux alternatifs sont acceptables, cette question doit également être abordée avant la production, car différents systèmes de résine peuvent réagir différemment au décapage.
Le décapage constitue une étape critique entre le perçage et la métallisation des trous dans la fabrication de cartes de circuits imprimés multicouches.
En éliminant les résidus de perçage, en exposant le cuivre des couches internes et en préparant la paroi des trous pour la métallisation, un procédé de décapage correctement maîtrisé permet d’obtenir des connexions métallisées continues et fiables.
Pour les cartes de circuits imprimés multicouches standard, les cartes HDI et les applications à haute fiabilité, la préparation correcte des parois des trous constitue un fondement essentiel pour des performances durables des cartes de circuits imprimés.
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