Controllo della qualità affidabile di circuiti stampati

Optiprint

Optiprint Portraet

Simon Hütter,
Responsabile della qualità

“I nostri clienti producono con i circuiti stampati Optiprint prodotti eccellenti d’ottima qualità. Le soluzioni di misurazione 3D di Alicona contribuiscono in larga misura alla qualità dei prodotti e al conseguente successo dell’azienda. Consigliamo volentieri Alicona a chiunque abbia bisogno di sistemi di misurazione.”

Optiprint produce circuiti stampati per l’industria medicale, automobilistica, il settore dei sensori e dell’aeronautica. Alla ricerca di una tecnologia di misura basata sulla superficie e senza contatto per il controllo della qualità Optiprint ha scoperto i sistemi Alicona. Il produttore di circuiti stampati apprezza tra l’altro la possibilità di misurare con un solo sistema la stabilità dimensionale e la rugosità delle superfici complesse e miniaturizzate dei circuiti stampati.

Optiprint Measurement

Misurazione della forma e della planarità

Oggigiorno il circuito stampato è un supporto che consente di eseguire sia funzioni semplici che altamente complesse. Per questi circuiti stampati Optiprint AG mette a disposizione da oltre 30 anni soluzioni altamente innovative che realizza presso la propria sede nella Svizzera orientale. Innovativi materiali high performance e varianti di montaggio più efficienti, come la tecnologia chip-on-board, svolgono un ruolo sempre più importante nella produzione. Dovendo far fronte a queste esigenze, Optiprint era alla ricerca di un sistema per la misurazione di topografie e planarità della superficie delle cosiddette chip pocket.“Con la tecnologia di misura 3D di Alicona siamo riusciti ad ottimizzare considerevolmente i nostri processi e abbiamo fatto passi decisivi per la supremazia qualitativa dei nostri prodotti," spiega il Responsabile del controllo della qualità Simon Hütter. Con le soluzioni di misura 3D di Alicona, Optiprint è riuscita a creare i presupposti per un collegamento ottimale dei chip, l’inserimento e l’incollaggio dei chip nonché il collegamento del filo ossia il collegamento dei fili dal chip al portachip presso il cliente.

 

Misurazione ottica 3D del diametro e della profondità dei microvia

Nel controllo della qualità Optiprint attribuisce grande importanza alle caratteristiche ottimali dei circuiti stampati per l’ulteriore lavorazione presso i propri clienti. Durante il collegamento elettrico di circuiti stampati a più strati, il cosiddetto bonding, è importante forare in modo corretto i microvia. La profondità e il diametro dei microvia sono definite in precedenza. Con il sistema Alicona Optiprint misura sia il diametro che i livelli di altezza dei microvia assicurando così il bonding dello strato giusto. Nel caso di microvia eseguiti al laser, un’altra misurazione consiste nella verifica delle tracce di polvere. Le tracce di polvere si trovano sul bordo della foratura e sono cordoni di cenere del materiale fuso. Con parametri laser ottimizzati per i diversi materiali è possibile ridurre al minimo questi cordoni di cenere. In questo caso si utilizza la misurazione della rugosità della superficie per misurare la planarità del punto di incontro con il microvia.

Oltre alla misurazione della profondità, del diametro e della rugosità durante il controllo della qualità si misura anche il fondello del microvia. In questo caso è importante individuare eventuali residui di materiale isolante, poiché tali residui ostacolano la conduttività elettronica dell’intero circuito stampato. È pertanto importante verificare che il fondello sia “pulito” prima della lavorazione successiva. Per farlo, Optiprint utilizza la visualizzazione 3D ad alta risoluzione comprensiva di informazioni registrate relative al colore reale.

Optiprint Measurement

Misurazione della rugosità della superficie nel caso di microvia per identificare tracce di polvere.

Chip pockets: Area based measurement of shape and flatness

As the next step of the production process, so-called milled pockets, also referred to as chip pockets, are milled into the circuit board to make room for the chips the end customer will later attach to the circuit board. Attaching the chips to the milled pockets is also called Chip-on-Board technology. In order for the silicone chips to remain in place securely, the milled pockets must have the correct shape and be flat. Thanks to Alicona’s roughness measurement system, Optiprint has managed to gain a better understanding of the interaction between surface properties and assembly process. This in turn has resulted in a much more efficient manufacturing process. In order to ensure proper surface quality and, consequently, flawless attaching, Optiprint measures the height steps as well as shape and flatness of the chip pockets. "Only when we started using areal roughness measurement was it that we mastered the process for milled pockets," says Simon Hütter.

 

Misurazione 3D della forma del profilo dei contatti di collegamento

Un’ulteriore passaggio della lavorazione consiste nel collegamento dei chip on board. Si realizza il collegamento elettrico dei chip con la scheda mediante fili di collegamento. Questa tecnica è denominata wire bonding. Eventuali errori sui contatti di collegamento, ad esempio irregolarità o sporcizia, portano a un wire bonding errato. Con la misurazione 3D del profilo di Alicona, Optiprint misura la forma e la coplanarità delle superfici di contatto sulla scheda e ottiene così i presupposti ideali per il collegamento del filo.

Le seguenti misurazioni su un circuito stampato multilayer sono rilevate accuratamente e documentate con la tecnologia di misurazione 3D di Alicona:

  • Profondità del foro e diametro dei microvia
  • Rugosità della superficie nel punto di incontro tra superficie e foro
  • Rugosità della superficie e planarità del fondello dei microviaMisurazione della topografia della su perficie e della planarità delle chip pocket
  • Misurazione 3D del profilo dei contatti di collegamento
  • Analisi e verifica delle caratteristiche di qualità