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Solutions de préparation métallographique par matériau
Ce guide vous indique par où commencer lors de la préparation et de l'analyse métallographique des cartes de circuits imprimés (PCB). Vous y trouverez également des conseils pour obtenir les meilleurs résultats pour votre application métallographique.
Éléments à prendre en compte lors de l'utilisation de cartes de circuits imprimés
Souvent, des microcoupes sont effectuées pour s’assurer que la carte finie est conforme aux spécifications IPC ou militaires. Ces normes imposent des exigences strictes en matière de finition de surface, ce qui justifie un examen minutieux du traitement. Veiller à ce que les échantillons soient exempts de rayures, plats et perpendiculaires à la surface de meulage tout au long du processus de préparation permet de minimiser les erreurs d’évaluation des composants.
Conseils pour la coupe des circuits imprimés
Toutes les coupes doivent être effectuées à l’état humide, avec un flux important de liquide de refroidissement dirigé vers la coupe. La coupe humide produit un fini de surface plus lisse qu’une coupe sèche. L’utilisation de liquide de refroidissement permet également d’éviter les dommages de surface causés par la surchauffe et les contraintes mécaniques. Il est important de réduire les dommages lors du sectionnement. Les dommages mécaniques, tels que les fractures, peuvent pénétrer profondément dans la structure et rallonger les étapes de préparation ultérieures. Il existe deux principaux types d’outils de coupe : Les outils abrasifs et les outils de précision.
Le sectionnement agressif peut causer des dommages mécaniques et thermiques et doit être évité. C’est pourquoi le sectionnement abrasif n’est généralement pas recommandé. Le tronçonnage de précision permet d’obtenir une excellente qualité de surface de coupe et peut être utilisé pour tronçonner à proximité de la zone cible. Les défonceuses peuvent également être utilisées pour sectionner les PCB en coupons.
Certains sites de fabrication intègrent des zones de test dans leurs cartes. Ces zones sont utilisées pour tester la qualité. Les coupons peuvent être pressés hors de la carte, ou bien une scie à ruban peut être utilisée pour enlever la zone générale, suivie d’une scie de précision pour enlever les coupons.
Conseils pour la coupe de précision
Les scies de précision sont utilisées pour sectionner les planches à proximité de la zone d’intérêt sans provoquer les dommages qui peuvent résulter de techniques de sectionnement plus grossières. Sur le bord extérieur de la lame, il y a une section où l’abrasif a été lié à des alliages métalliques. Avec un soin approprié, une lame de précision peut être utilisée pour couper des milliers de coupons, sans être remplacée.
Notre IsoMet® 1000 dispose d’un accessoire de table optionnel couramment utilisé pour la coupe des coupons.
| Lames de précision recommandées pour le sectionnement sur table des circuits imprimés | |||
|---|---|---|---|
| 127 mm (5 po) | 178 mm (7 po) | 203 mm (8 po) | Bâton de dressage |
| 11-4239 0,5 mm (0,020 po) | 11-4241 0,6 mm (0,025 po) | 11-4242 0,9 mm (0,035 po) | Les lames 30HC ne doivent pas être dressées |
Conseils de montage des cartes de circuits imprimés
Les systèmes acryliques sont couramment utilisés pour la préparation automatisée des circuits imprimés. L’un des principaux avantages des acryliques est leur temps de durcissement court, d’environ 10 minutes, bien qu’ils puissent ne pas avoir le niveau d’infiltration souhaité. Le fait de mouiller les coupons en les insérant dans le liquide acrylique avant de les verser peut aider à tirer le support dans les trous de passage, ce qui augmente les niveaux d’infiltration.
Les époxydes de haute qualité tels que EpoxiCure® ou Epothin® sont recommandés lorsqu’une meilleure infiltration et une meilleure rétention des bords sont souhaitées. Lors de l’utilisation d’époxy, un système d’aspiration comme SimpliVac peut être utilisé pour augmenter les niveaux d’infiltration.
Conseils de ponçage et de polissage des circuits imprimés pour toutes les méthodes
Les circuits imprimés peuvent être préparés selon différentes méthodes. Deux méthodes sont décrites ci-dessous, l’une est une méthode conventionnelle et l’autre est une méthode moderne de préparation des circuits imprimés.
Dans la méthode de préparation conventionnelle, les échantillons peuvent être broyés manuellement. On prend un échantillon et on utilise des papiers SiC de différentes granulométries pour atteindre la zone cible. Parfois, des papiers de chaque taille d’abrasif disponible sont incorporés dans ces méthodes. La préparation manuelle est moins efficace que les méthodes automatisées et sa qualité varie en fonction de l’opérateur. Il est possible de combiner la préparation automatisée et la préparation manuelle, comme le montre la méthode de préparation d’échantillons plus intelligente pour améliorer l’efficacité du contrôle de la qualité dans l’industrie électronique.
Buehler propose des accessoires spécialisés pour le broyage automatisé de zones ciblées. Les kits PC-Met® et PWB Met® sont utilisés pour le prépolissage ciblé de coupons standard de cartes. Deux jeux de butées diamantées sont utilisés comme méthode de mesure de la profondeur et sont ajustés à la hauteur cible nécessaire pour les caractéristiques souhaitées. Les butées diamantées empêchent le meulage au-delà de la zone d’intérêt. Des étapes de polissage mécanique sont effectuées après le meulage pour obtenir une finition de surface conforme aux spécifications IPC et militaires.
Nos kits PC-Met permettent la préparation automatisée de 18 à 36 coupons. Ces kits peuvent être ajustés pour couper des coupons de différentes dimensions. Voir la brochure PC-Met pour plus d’informations.
L’utilisation du système de distribution Burst de Buehler permet de conserver les diamants et d’améliorer la cohérence.
Le taux idéal pour le système de distribution Burst varie en fonction de la taille du plateau et du drap de polissage utilisé. En règle générale, pour un plateau de 8 pouces, un réglage de 3 est un bon point de départ. Pour les plateaux de 10″ et 12″, réglez le système de distribution en rafale sur 4 et ajustez selon les besoins. Il peut être nécessaire d’expérimenter pour déterminer les réglages optimaux afin d’assurer une abrasion et un mouillage suffisants du tissu. Les distributeurs en rafale sont également capables de distribuer des prolongateurs en même temps que le diamant, si vous le souhaitez.
Les charges indiquées dans les méthodes de prépolissage et de polissage sont des recommandations pour un échantillon monté de 1,25″. Si l’on utilise la force centrale pendant la préparation, la force indiquée doit être multipliée par le nombre d’échantillons à polir. Pour des échantillons de tailles différentes, utilisez notre calculateur de conversion de charge pour déterminer la charge correcte pour votre application.
| Méthode de préparation moderne des circuits imprimés | ||||
|---|---|---|---|---|
| Surface | Charges [N] | Vitesse de base [tr/min] | Rotation relative | Temps |
| CarbiMet® 320 grit | 3 [13] | 300 rpm |
|
Hit edge of target/long stops |
| CarbiMet 600 grit | 3 [13] | 150 rpm |
|
Hit level of interest/short stops |
| TextMet® C avec 3um MetaDi® Ultra Polycrystalline Paste | 5 [22] | 150 rpm |
|
3:00 |
| MicroCloth® avec 0,05um MasterPrep® Alumina | 4 [18] | 150 rpm |
|
1:30 |
 = Plateau  = Porte-échantillon *Plus MetaDi Fluid Extender selon les besoins
|
||||
Conseils pour l'imagerie des circuits imprimés
Les objectifs d’analyse les plus courants pour les circuits imprimés sont la mesure des vides, l’examen de la délamination, l’analyse de la microstructure et l’épaisseur du revêtement. Les mesures dimensionnelles sont faciles à réaliser avec notre version de base du logiciel d’imagerie OmniMet®. Pour des analyses plus complexes, les niveaux supérieurs du logiciel OmniMet sont mieux adaptés.
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