Patternplating et panelplating : les processus clés de la fabrication de circuits imprimés

Daniel Werner
juillet 15, 2024

Dans la fabrication complexe d'un circuit imprimé, il existe deux procédés de fabrication typiques pour les processus clés de métallisation et de structuration. On distingue le "patternplating" et le "panelplating". En fonction des exigences, de la structure des couches et du layout, KSG décide du procédé de fabrication le plus approprié. Une combinaison des deux procédés est également possible. ("Semi-Pattern-Plating") peuvent être appliquées. Vous trouverez les règles de conception à ce sujet sous → 8.6 Règles de conception | Couches extérieures/couche métallisée.

Généralités : l'insertion dans le processus de fabrication

Qu'est-ce que le patternplating ?

Le terme "Patternplating" signifie par analogie le revêtement (plating) avec un motif (pattern). Il décrit donc le revêtement galvanique sélectif d'un panneau de fabrication qui a été préalablement pourvu d'un photomasque. Lors du processus photo, le photomasque est appliqué en négatif sur le panneau afin de constituer sélectivement le motif conducteur dans l'électrolyse. On parle donc aussi de LBA ou le Structure du circuit imprimé. Les zones couvertes par le photomasque sont les surfaces qui seront gravées ultérieurement. Pour protéger le cuivre déposé du processus de gravure suivant, une fine couche d'étain est également appliquée sur le cuivre. Cette couche d'étain sert de résistance à la gravure et n'a aucune fonction dans le processus de soudage. Elle est retirée après le processus de gravure.

Avantages du patternplating

Possibilité d'utiliser moins de cuivre à graver et donc de réduire les distances pour une épaisseur de formation de conducteur comparable à celle du "panelplating".
Tendance à réaliser des anneaux résiduels plus petits que pour le "panelplating", car les trous ne doivent pas être recouverts et il n'y a pas besoin de surface d'appui pour le masque photo autour du trou
Récupération facile du cuivre corrodé issu du processus de gravure alcaline et recyclage de la solution de gravure usagée
Moins de restrictions sur les tailles et les formes des bords métallisés
Possibilité de réaliser des trous partiellement métallisés sans bavure après l'ouverture des manchons par fraisage

Conseil XPERTS : Sauvegardez l'ordre des processus du patternplating en téléchargement

Défis à relever

Les variations des hauteurs de cuivre dues à l'agencement sur l'ensemble du panel de production sont moins importantes qu'avec le "Placer un panneau" plus élevé (le fait d'éviter une répartition non homogène du cuivre sur le layout peut y remédier - "Équilibre du cuivre")
Étapes de processus supplémentaires nécessaires en raison du dépôt et de l'élimination de la couche de réserve de gravure technologique (étain galvanoplastique)
L'épaisseur de la couche de cuivre qui peut être déposée de manière sélective est, contrairement au "Placer un panneau"limité par la hauteur du photomasque

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Qu'est-ce que le panelplating ?

Le terme "Placer un panneauLe terme " format de production " est dérivé du terme anglais " production format ".Panneau" (découpe/impression) et le revêtement de cuivre, le mot anglais "Placage"de l'image. Dans ce cas, le revêtement est effectué sans photomasque, c'est-à-dire sur toute la surface.

Pour la fabrication de circuits imprimés, on utilise également le terme "Technique du tenting" car dans cette technologie, après le revêtement galvanique, les trous sont recouverts d'un masque photo (film de réserve) (tente = "masque").Tente). Contrairement au "Patternplating"Le masque photo est appliqué de manière positive et toutes les zones couvertes correspondent aux structures qui restent sur le panneau après la gravure.

Avantages du panelplating

Hauteur de cuivre très régulière sur l'ensemble du panneau de production, car les effets de layout sont uniquement dus aux répartitions des trous métallisés
Possibilité de contrôle précis de la couche de cuivre, par exemple pour les perçages avec des tolérances très étroites (par exemple Micro-Press-Fit, un type spécial de technique de pressage)
Diminution de la charge des bains de cuivre galvanique en produits de dégradation des masques photographiques
le dépôt d'une couche d'étain n'est pas nécessaire, car la fonction de réserve de gravure est assurée par le photomasque
Pas de limitation de la couche de cuivre à déposer par la hauteur du photomasque

Défis à relever

Anneaux résiduels un peu plus grands et fermés nécessaires que pour "Patternplating"
Des structures pas aussi fines que pour "Patternplating" possible
Certains éléments de layout, comme par exemple les grands trous de passage, les fraisages ou les métallisations de chants, ne peuvent pas toujours être recouverts de manière fiable avec un masque photo.
La structuration est plus exigeante en comparaison, car la structure complète du cuivre doit être gravée (plus l'épaisseur de cuivre à graver est importante, plus les distances doivent être grandes).
La récupération du cuivre à partir des solutions de gravure acides utilisées ici est un peu plus complexe que pour le processus de gravure alcaline, car il n'est pas possible de procéder à une électrolyse directe.

FAZIT

Le site défi général consiste à faire coïncider les épaisseurs de cuivre nécessaires dans les trous avec le layout à structurer. Malgré le perfectionnement des installations et des processus, une épaisseur élevée de la couche de cuivre dans les trous, associée à un très petit line/space, entraîne toujours un surcroît de travail qui se répercute en fin de compte sur les coûts. De même, le layout, c'est-à-dire la répartition des surfaces de cuivre et des trous au sein d'un circuit, joue un rôle non négligeable pour le dépôt de cuivre. Grâce à un "Équilibre du cuivre" des circuits, comme par exemple le remplissage des espaces libres (y compris les zones qui seront fraisées ultérieurement), la qualité des circuits imprimés peut être influencée positivement dès la phase de conception.