Comment pouvons-nous assurer la qualité de votre PCB – partie 3

Garantie de qualité – analyse Microsection

Introduction

Microsection ou analyse transversale est une procédure de test de l”échantillon destructive, utilisé dans l”industrie de fabrication de PCBs. Nous faisons des microsections régulières chaque jour, car elles nous permettent de voir l”intérieur du circuit et effectuer des mesures précises pour vérifier nos processus de production et d’assurer la qualité des PCB finis.

Nous utilisons la microsection pour contrôler la qualité de :

  • matière première PCB
  • la structure interne des cartes multicouches
  • trous métallisés
  • enregistrement et l”épaisseur des conducteurs internes et externes
  • vernis d’épargne
  • épaisseur

Procedure Microsection

1. Sélectionnez la carte appropriée ou essai de contrôle de qualité

2. Coupez un morceau de lӎchantillon

3. Introduisez l”échantillon dans la résine

4. Fraisage pour obtenir une surface plane

5. polissage et retirer résine si nécessaire

 

Vérification multicouches

Nous vérifions la structure du circuit imprimé multicouches, l”épaisseur des noyaux, la feuille de cuivre pré-imprégné et, et l”efficacité du processus de collage. Nous regardons aussi des défauts dans le stratifié après le stress thermique (délaminage, bulles, des vides ou des fissures, etc.)

Nous vérifions le cuivre interne dans les trous. L”image suivante montre le même PCB que celui de la dernière image lorsque nous mesurons le trou avec des couches de cuivre internes, nous voyons qu”il y a un certain décalage (dans ce cas, dans les paramètres de tolérance). Nous utilisons également un test spécial de coupon dans la production de tous les panneaux multicouches pour confirmer la position des trous par rapport aux couches internes.

Il doit toujours exister un lien solide entre la paroi du trou métallisé et la couche de cuivre interne, comme le montre l”image. Des points de connexion pauvres ou cassés pointent vers des problèmes de forage ou de nettoyage de la paroi du trou. Une connexion interne cassée dans une plaque finie devrait être détectée par un test électrique.

Métallisation à travers trou

Nous faisons 5 mesures non destructives de l”épaisseur de cuivre métallisé dans les trous sur chaque panneau de la production. Nous avons comme mesures additionnelles, des microsectionements réguliers pour obtenir plus d”informations sur la qualité du processus. Pour cela, nous utilisons le coupon de test que nous mettons sur chaque panneau de production.

 

L”épaisseur du cuivre métallisé correspond au résultat de la moyenne de six mesures prises, trois de chaque côté du trou.

 

Notre tolérance standard pour les composants des trous est de +/- 0,1 mm. Nous mesurons les diamètres des trous dans l’inspection finale, en utilisant une jauge conique. La microsection soutient cette mesure et fournit des informations plus détaillées sur la qualité de nos processus. L”image suivante montre la largeur réelle d”un trou métallisé avec un diamètre nominal de 250 microns.

Epaisseur du cuivre

Couches intérieures

Les couches internes ne sont pas métallisées, donc l’épaisseur du cuivre est celle de la feuille de cuivre utilisée. Cependant, quelque cuivre est perdu au cours du processus de nettoyage. La norme IPC 600 de classe 2 donne les valeurs suivantes pour l”épaisseur minimale acceptable de cuivre après le traitement:

Cuivre intial Épaisseur minimale de cuivre après le traitement initial
12 µm 9,3 µm
18 µm 11,4 µm
35 µm 24,9 µm
70 µm 55,7 µm

 

Cette image montre l”épaisseur de cuivre après le traitement d’une couche intérieure 35 mm de cuivre:

Couches externes

 

Les couches externes sont métallisées lorsque nous métallisons les trous, de sorte que l”épaisseur finale de la feuille de cuivre est le cuivre initial moins tout cuivre perdu au cours du nettoyage plus le cuivre de la métallisation. L”IPC 600 de classe 2 donne l”épaisseur de cuivre minimum acceptable après traitement:

Cuivre initial L”épaisseur minimale de cuivre après le traitement initial
12 µm 29,3 µm
18 µm 33,4 µm
35 µm 47,9 µm
70 µm 78,7 µm

 

Cette image de microsection montre l’épaisseur de couche externe avec 18 µm de cuivre initial.

Nous pouvons aussi mesurer séparément l”épaisseur de la base de cuivre et de cuivre métallisé. La feuille de cuivre de base dans ce cas est de 12 microns.

Vernis d’épargne

L”épaisseur minimale de vernis épargne sur les conducteurs en cuivre doit être 8 µm.

Finition

Nous pouvons utiliser le microsectionement pour mesurer l”épaisseur de HAL. Pour l”or électrolytique sur nickel (ENIG ou Che Ni / Au), nous ne pouvons utiliser le microsectionement  que pour mesurer l”épaisseur de nickel (comme indiqué sur la photo) puisque l”épaisseur de l”or est inférieur à 0,1 µm. Pour mesurer l”épaisseur de l”or et de l”argent chimique, nous utilisons la mesure non destructive des rayons X.

Como podemos garantir a qualidade do seu PCB – parte 3

Garantia de qualidade – Análise microseção 

Introdução

Microseção ou análise transversal é um procedimento de teste da amostra destrutivo, utilizado em toda a indústria de fabricação de PCB. Fazemos microsecções regulares cada dia, o que nos permite ver o interior do PCB e fazer medições precisas para verificar os nossos processos de produção e de confirmar a qualidade dos PCB acabados.

Usamos a microseção para verificar a qualidade de:

  •          material base PCB
  •          estrutura interna de placas multicamadas
  •          chapeamento de furos metalizados
  •          espessura e registo de condutores externos e internos
  •          cobertura mascara de solda
  •          espessura de acabamento

Procedimento da Microseção

  1.     Selecione o PCB adequado ou cupom de ensaio de controle de qualidade
  2.     Corte um pedaço da amostra
  3.     Incorpore a amostra em resina
  4.     Moer para obter uma superficie plana
  5.     Polir e retirar resina se necessário

Verificação multicamadas

Verificamos a estructura do PCB de camadas múltiplas, a espessura dos núcleos, folhas de cobre e de pré-impregnados, e a eficácia do processo de colagem. Também procuramos por quaisquer defeitos no laminado após o stress térmico (delaminação, bolhas, vazios ou rachaduras, etc.)

Inspecionamos o cobre interno nos buracos. A imagem seguinte mostra o mesmo PCB que a última imagem quando medimos o registro do buraco com as camadas internas de cobre, vemos que há algum desalinhamento (neste caso, dentro da tolerância). Também usamos um cupão de teste especial na produção de todos os painéis multicamadas para confirmar a posição dos furos em relação às (já imprimidas) camadas interiores.

Deve sempre existir uma ligação sólida entre a parede do orifício chapeado e a camada interior de cobre, como mostrado na imagem seguinte. Pontos de conexão pobres ou quebrados apontam para problemas na perfuração ou na limpeza da parede do buraco. Uma conexão interna quebrada numa uma placa acabada deve ser detectada pelo teste elétrico.

Chapeamento interno de buraco

Fazemos 5 medições não-destrutivas da espessura do cobre chapeado nos buracos em cada painel de produção. Acrescentamos a estas medições, micorseções regulares para obter mais informações sobre a qualidade do processo. Para isso, usamos um cupão de teste que colocamos em todos os painéis de produção.

A espessura do chapeamento é a média das seis medidas feitas, três de cada lado do buraco.

A nossa tolerância padrão para furos de componentes é de +/- 0,1 mm. Medimos os diâmetros de furos acabados na inspeção final, utilizando um medidor cônico. A microseção corrobora esta medição e fornece informações mais detalhadas sobre a qualidade dos nossos processos. A imagem seguinte mostra a largura real de um buraco chapeado com diâmetro nominal de 250 microns.

Espessura do Cobre

Camadas interiores

As camadas interiores não são chapeadas, por isso a espessura de cobre é aquela da folha de cobre utilizada. No entanto, algum cobre é perdido durante os processos de limpeza. O IPC A 600 Classe 2 standard dá os seguintes valores para a espessura mínima aceitável de cobre após o processamento:

Cobre inicial Espessura mínima de cobre após processamento
12 µm 9,3 µm
18 µm 11,4 µm
35 µm 24,9 µm
70 µm 55,7 µm

Esta imagem mostra a espessura de cobre após o processamento para uma camada interna com 35 mm início de cobre:

Camadas externas

As camadas exteriores são chapeadas quando chapeamos através dos furos, de modo que a espessura de cobre final é a folha de cobre inícial menos qualquer cobre perdido durante a limpeza mais o cobre do chapeamento. IPC A 600 Classe 2 dá a espessura mínima aceitável de cobre após o processamento:

Cobre inicial  Espessura minima do cobre após processamento
12 µm 29,3 µm
18 µm 33,4 µm
35 µm 47,9 µm
70 µm 78,7 µm

Esta imagen de microsecção mostra a espessura da camada exterior com 18 µm de cobre inicial

Também podemos medir separadamente a espessura da base do cobre e de cobre chapeado. A folha de cobre de base, neste caso, é de 12 microns.

Solder mask (mascara de solda)

A espessura mínima do soldermask ao longo dos condutores de cobre deve ser de 8µm.

Revestimento de superfície

Para o ouro sobre níquel (ENIG ou Che Ni / Au) só podemos usar a microseção para medir a espessura de níquel (como pode ver na foto) pois a espessura de ouro é inferior a 0,1 µm. Para a medição da espessura do ouro e prata em Imersão usamos medições de raios-X não-destrutivas.

How do we assure the quality of your PCB – part 3

Quality assurance –  Microsection analysis

Introduction

Microsectioning or cross-section analysis is a destructive sample testing procedure, used throughout the PCB fabrication industry. We make regular microsections each day, as they allow us to see inside the PCB and make precise measurements to check our production processes and to confirm the quality of the finished PCBs.

We use microsectioning to check the quality of:

  • PCB base material
  • inner structure of multilayer boards
  • plating in plated-through holes
  • thickness and registration of external and internal conductors
  • connection between the layers
  • soldermask cover
  • surface finish thickness

Microsectioning procedure

  1. Select the appropriate PCB or quality-control test coupon
  2. Cut out a piece for sample
  3. Embed the sample in resin
  4. Grind down to a flat surface
  5. Polish and etch back if needed

Multilayer build checking

We check the build-up of the multilayer PCB, the thickness of the cores, copper foils and prepregs, and the effectiveness of the bonding process. We also look for any defects in the laminate after thermal stress (delamination, blistering, voids or cracks etc.)

We inspect the registration of inner copper lands to the holes. The next picture shows the same PCB as the last one, but when we measure the registration of the hole to the inner layer copper we see that there is some misalignment (in this case within tolerance).  We also use a special test coupon on all multilayer production panels to confirm the position of the drilled holes relative to the (already printed) inner layers.

There should be a robust connection between the wall of the plated through hole and the inner layer copper as shown in the next picture.  A poor or broken connection points to process issues in drilling or hole-wall cleaning.  A broken internal connection on a finished board would be caught by electrical test.

Through hole plating

We make 5 non-destructive measurements of the thickness of the plated copper in the holes on every production panel.  We back this up with regular microsectioning to get more information about process quality. For this we use the test coupon which we put on every production panel.

The plating thickness is the average of six measurements taken three on each side of the hole roughly a quarter, a half and three-quarters down.

Our standard tolerance for component holes is +/- 0,1 mm. We measure the finished hole diameters at final inspection using a tapered gauge.  Microsectioning backs this up and provides more detailed information on the quality of our processes.  The next picture shows the actual width of a plated hole with nominal diameter of 250 microns.

Copper thickness

Inner layers

Inner layers are not plated so the copper thickness is that of the copper foil used.  However, some copper is lost during the cleaning processes.  The IPC A 600 Class 2 standard gives the following values for the minimum acceptable copper foil thickness after processing:

Start copper Minimum thickness after processing
12 µm 9,3 µm
18 µm 11,4 µm
35 µm 24,9 µm
70 µm 55,7 µm

This image show the copper thickness after processing for an inner layer with 35 µm start copper:

Outer layers.

Outer layers are plated up when we plate through the holes, so that the final copper thickness is the start copper foil less any copper lost during cleaning plus the plated copper.  IPC A 600 Class 2 gives the minimum acceptable finished copper thickness after processing as:

Start copper Minimum thickness after processing
12 µm 29,3 µm
18 µm 33,4 µm
35 µm 47,9 µm
70 µm 78,7 µm

Microsectioning shows the thickness of an outer layer track with 18 µm start copper:

We can also measure separately the thickness of the base copper and of the plated copper.  The base copper foil in this case was 12 microns.

Solder mask

The minimum solder mask thickness over the copper conductors should be 8 µm.

Surface finish

We can use microsectioning to measure the thickness of Leadfree Hot Air Levelling (HAL). For electroless gold over nickel (ENIG or Che Ni/Au) we can only use microsectioning to measure the nickel thickness (as shown in the picture) as the gold thickness is under 0.1 µm. For measuring the thickness of the gold and for Immersion silver we use non-destructive X-ray measurement.

Cómo podemos garantizar la calidad de su PCB – Parte 3

Aseguramiento de la calidad – Análisis Microsección 

Microsección o análisis transversal es un procedimiento de ensayo destructivo de la muestra utilizada en la industria de fabricación de PCB. Hacemos microsecciones regulares cada día, lo que nos permite ver el interior de la placa y hacer mediciones precisas para comprobar nuestros procesos de producción y para confirmar la calidad del PCB terminado.

Utilizamos la microsección para comprobar la calidad de:

  •          material base PCB
  •          estrutura interna de placas multiple capas
  •          chapado en taladros metalizados
  •          espesor y  registro de condutores exteriores e internos
  •          cobertura soldermask
  •          espesor del acabado

Procedimiento Microsección

  1.     Seleccionar el PCB apropriado o el cupón de prueba de control de calidad
  2.     Cortar un trozo de muestra
  3.     Introducir la muestra en la resina
  4.     Moler hasta una superficie plana
  5.     Pulimentar y retirar resina si es necesario

Verificación Múltiples capas

Verificamos la estructura del PCB de múltiples capas, el espesor de los núcleos, la lámina de cobre y el material preimpregnado, y la eficiencia del proceso de unión. También buscamos los defectos en el laminado después del estrés por calor (delaminación, burbujas, huecos o grietas, etc.)

Inspeccionamos el cobre interno en los agujeros. La siguiente imagen muestra el mismo PCB como la última imagen cuando medimos el registro del aguero con las capas internas de cobre, vemos que hay un cierto desalineamiento (en este caso, dentro de la tolerancia). También utilizamos un cupón de prueba especial en todos los paneles de producción multicapas para confirmar la posición de los agujeros perforados en relación con las capas internas.

Siempre debe haber una conexión sólida entre la pared del orificio metalizado y la capa de cobre interna, como se muestra en la imagen. Puntos de punto de conexión pobres o rotos significan problemas en la perforación o la limpieza de la pared del agujero. Una conexión interna rota en una placa debe ser detectada por la prueba eléctrica.

Chapeamiento interno del agujero

Fazemos 5 medições não-destrutivas da espessura do cobre chapeado nos buracos em cada painel de produção. Acrescentamos a estas medições, micorcecções regulares para obter mais informações sobre a qualidade do processo. Para isso, usamos o cupão de teste que colocamos em todos os painéis de produção. Hacemos 5 mediciones no destructivas del espesor de cobre chapado de los agujeros en cada panel de producción. Además de estas medidas, hacemos microseciones regulares para obtener más información acerca de la calidad del proceso. Para eso utilizamos la prueba cupón que ponemos en cada producción de paneles.

El espesor de recubrimiento es la media de seis mediciones realizadas tres a cada lado del agujero.

Nuestra tolerancia estándar para agujeros de componentes es de +/- 0,1 mm. Medimos el diámetro de los agujeros acabados en la inspección final, utilizando un calibrador de ahusamiento. La Microsección apoya esta medida y proporciona una información más detallada acerca de la calidad de nuestros procesos. La siguiente imagen muestra el ancho real de un agujero plateado con un diámetro nominal de 250 microns.

Espesor del cobre

Capas interiores

Las capas interiores no se siembran por lo que el espesor de cobre es el de la lámina de cobre utilizada. Sin embargo, algo de cobre se pierde durante los procesos de limpieza. El IPC Una norma 600 Clase 2 da los siguientes valores para el espesor de la lámina de cobre mínimo aceptable después del procesamiento:

Espesor mínimo de cobre después del procesamiento inicial

Cobre inicial Espesor mínimo de cobre después del procesamiento inicial
12 µm 9,3 µm
18 µm 11,4 µm
35 µm 24,9 µm
70 µm 55,7 µm

Esta imagen muestra el espesor de cobre después del procesamiento de una capa interior de 35 mm de cobre:

Capas externas

Las capas externas son chapadas cuando se siembran a través de agujeros, de manera que es igual al espesor final de la lámina de cobre menos el cobre inicial perdido durante la limpieza más las placas de cobre. El IPC 600 Clase 2 da el espesor mínimo aceptable de cobre después de la elaboración:

Cobre inicial Espesor mínimo de cobre después del procesamiento
12 µm 29,3 µm
18 µm 33,4 µm
35 µm 47,9 µm
70 µm 78,7 µm

Esta microsección muestra el espesor de una pista exterior con 18 micras de cobre inicial:

También se puede medir por separado el espesor de la base de cobre y cobre plateado. La lámina de cobre de base en este caso es de 12 microns.

Solder mask

El espesor mínimo de soldermask lo largo de los conductores de cobre debe ser 8µm.

Recubrimiento de superficie

Para el oro sobre níquel (ENIG o Che Ni / Au) sólo se puede utilizar Microsección para medir el espesor de níquel (como se puede ver en la foto), ya que el grosor de oro es inferior a 0,1 µm. Para medir el espesor del oro y plata en Inmersión usamos mediciones de rayos X no destructivos.

New PCB solutions for October 2014

New for October 2014:

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  • eC-test-mate – fixtureless test equipment for assembled PCBs
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eC-pre-heater

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Technical blogs

Some recent highlights:

  • Gerber update . The latest news on the Gerber format.
  • PCB PIXture . Make your PCB stand out from the crowd with a visual image printed in the soldermask.
  • What about UL? What is UL (Underwriters Laboratory) marking, what does it mean and what does it measure?
  • Create your own panel . How to build a custom delivery panel on screen, or view Eurocircuits panels before ordering (plus “How to ..” videos)

We have an on-going program of technical papers, but if there are particular topics on which you would like us to produce a blog or white paper, please email your usual sales contact or euro@eurocircuits.com.

Eurocircuits as sponsor of RCVA Robot Concept Ville d’Avray

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Eurocircuits have been supporting the Robot competition team of the town of Avray. The team has been very successful the past years.

The following movie gives an overview of their achievements.

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