Défauts de fabrication des circuits imprimés et moyens de les éviter

Les défauts de fabrication des circuits imprimés sont rarement dus au hasard.
La plupart des défauts proviennent les décisions en matière de conception, les limites des matériaux ou l'instabilité du processusBien avant que l'inspection finale n'ait lieu.

L'inspection permet de détecter de nombreux problèmes visibles, la prévention des défauts doit intervenir plus tôt dans le processus de fabrication.

Cet article explique les défauts de fabrication les plus courants des circuits imprimés, leurs causes profondes et les stratégies de prévention pratiques du point de vue de la fabrication.

Pour les fondamentaux de la qualité, voir : Qu'est-ce qui détermine la qualité des PCB ?

Qu'est-ce qui est considéré comme un défaut de fabrication des PCB ?

Un défaut de fabrication d'un circuit imprimé est une déviation qui :

• Affecte les performances électriques
• Compromet l'intégrité mécanique
• Réduit la fiabilité à long terme
• Violation des spécifications du CPI ou du client

Les défauts peuvent être visible, latentou progressifLes produits de l'industrie de l'automobile sont des produits de consommation, qui n'apparaissent que sous l'effet d'une contrainte thermique ou mécanique.

Défauts de la couche interne

Défauts courants de la couche interne

• Circuits ouverts
• Court-circuit
• Gravure excessive ou insuffisante
• Mauvais enregistrement entre les couches

Causes profondes

• Imprécisions d'imagerie
• Variation du processus de gravure
• Mauvais alignement de la couche interne

Les couches internes étant scellées lors du laminage, les défauts à ce stade sont irréversible.

Historique du processus : Explication de la fabrication de la couche interne

Défauts liés au forage

Défauts de perçage typiques

• Trous décentrés
• Bavures et souillures
• Mèches cassées
• Mauvaise qualité de la paroi du trou

Causes profondes

• Rapport d'aspect excessif du foret
• Outillage usé
• Avance et vitesse incorrectes
• Méthode de forage inappropriée

Les défauts de perçage affectent directement la qualité du cuivrage et la fiabilité de l'alimentation.

Comparaison des méthodes :
Perçage de circuits imprimés et perçage au laser

Défauts de placage

Problèmes courants de placage

• Cuivre fin dans les vias
• Vides ou lacunes
• Cuivre rugueux ou nodulaire
• Faible adhérence

Causes profondes

• Mauvaise préparation de la surface
• Densité de courant incohérente
• Déséquilibre chimique
• Vias à haut rapport d'aspect

Les défauts de placage sont une cause majeure de défaillances intermittentes et les problèmes liés aux cycles thermiques.

Détail du processus : Processus de placage du cuivre dans la fabrication des circuits imprimés

Défauts de gravure

Défauts typiques de la gravure

• Traces surmoulées
• Ponts de cuivre sous-gravés
• Variation de la largeur de la ligne
• Trace cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou cou

Causes profondes

• Epaisseur de cuivre inégale
• Chimie agressive de l'agent de gravure
• Mauvaise compensation des processus
• Espacement serré des traces

Au fur et à mesure que la géométrie des traces devient plus fine, les défauts de gravure affectent de plus en plus le rendement et la fiabilité.

Analyse axée sur le rendement : Processus de gravure des circuits imprimés et contrôle du rendement

Défauts de laminage et de décollement

Problèmes courants de pelliculage

• Décollement
• Cloques
• Vides dans la résine
• Changement de couche

Causes profondes

• Pression ou température de laminage inadéquate
• Mauvaise sélection des pré-imprégnés
• Absorption de l'humidité
• Empilages déséquilibrés

Ces défauts apparaissent souvent au cours de l'assemblage ou du cycle thermique, plutôt qu'au cours des essais initiaux.

Relation matérielle : Coût des matériaux et des couches du circuit imprimé

Masque de soudure et défauts d'état de surface

Défauts typiques

• Désalignement du masque de soudure
• Faible adhérence
• Trous d'épingle
• Épaisseur inégale de la finition de la surface

Causes profondes

• Préparation inadéquate de la surface
• Conditions de durcissement incorrectes
• Contamination du processus

Ces défauts peuvent entraîner des ponts de soudure, de la corrosion et une réduction de la durée de conservation.

Échappées d'essais électriques et défauts latents

Les essais électriques ne permettent pas de détecter tous les défauts.

Les vices cachés peuvent :

• Réussir les tests initiaux
• Défaillance après une contrainte thermique
• Apparition lors d'une opération sur le terrain

Les causes les plus fréquentes sont les suivantes :

• Épaisseur marginale du placage
• Microfissures dans les vias
• Formation de CAF

Risques de défauts liés à la conception

Certains défauts sont dus à des choix de conception plutôt qu'à des erreurs de fabrication.

Les facteurs de conception à haut risque sont les suivants

• Traces et espacements extrêmement fins
• Vias à haut rapport d'aspect
• Distribution de cuivre non équilibrée
• Tolérances trop serrées

Une connexion de qualité : Facteurs de coût de la conception des circuits imprimés

Comment prévenir les défauts de fabrication des circuits imprimés ?

Une prévention efficace des défauts se concentre sur stabilité du processuset pas seulement l'inspection.

Les principales stratégies de prévention sont les suivantes :

• Examen précoce de la DFM
• Marges de conception conservatrices
• Sélection de matériaux qualifiés
• Surveillance de la capacité des processus
• Analyse des données de rendement

Chez TOPFAST, la prévention des défauts est motivée par le contrôle des processus en amont et le retour d'information basé sur les donnéesréduisant ainsi la dépendance à l'égard du dépistage en bout de chaîne.

Prévention des défauts et coûts de fabrication

La prévention des défauts permet souvent de réduire le coût total.

Les avantages comprennent

• Rendement plus élevé
• Moins de reprises
• Moins de retards
• Diminution du risque de défaillance sur le terrain

L'équilibre coût-qualité : Explication du coût de fabrication des PCB

Conclusion

Les défauts de fabrication des circuits imprimés sont rarement des incidents isolés.
Ils sont le résultat de les interactions entre la conception, les matériaux et le contrôle des processus.

En comprenant les types de défauts courants et leurs causes profondes, les ingénieurs et les acheteurs peuvent prendre des mesures proactives pour prévenir les défauts et améliorer la fiabilité à long terme.

Cet article constitue un pilier essentiel de la Qualité et fiabilité des circuits imprimés cluster.

FAQ : Défauts de fabrication des circuits imprimés