Couverture ElectroniqueS n°127

En augmentant encore les vitesses de rotation des broches, les machines de perçage mécanique devraient permettre la réalisation de microvias de 40 µm de diamètre d'ici 2009. Face au défi technologique que représente l'évolution des microvias, notamment en termes de dimensions, le microperçage mécanique n'a toujours pas dit son dernier mot. Récemment encore, il semblait (presque) acquis que le perçage laser allait s'imposer définitivement en deçà d'un diamètre de microvias de 80 µm dans les circuits imprimés complexes. Or on assiste aujourd'hui non seulement à un retour en force de l'intérêt pour le perçage mécanique mais aussi à des développements susceptibles de permettre la réalisation de microvias de 40 µm par cette méthode.Selon Thomas Kunz, président de Schmoll Maschinen, cette dimension de 40 µm est en effet prévue par la feuille de route du microperçage mécanique d'ici 2009, à comparer aux diamètres de 75 µm déjà réalisables mécaniquement dès cette année. Parallèlement, la précision de perçage passerait de 25 µm aujourd'hui à 12 µm en 2009. Ces performances seraient atteintes en grande partie grâce à l'augmentation de la vitesse de rotation des broches de perçage – 450 000 tr/min contre 300 000 tr/min à l'heure actuelle – et à l'utilisation généralisée de moteurs linéaires. Mais le regain d'intérêt pour le perçage mécanique est aussi dû à une meilleure qualité des trous qu'avec le perçage laser, car il permet de réaliser des coupes plus propres, sans dépôts, et aux parois plus nettes. Le perçage laser présente toutefois l'avantage de très hautes cadences, nécessaires dans les grandes ou très grandes séries de production. « Le choix d'une technique ou de l'autre dépend des lots de production mais aussi de l'investissement prévu », précise Patrick Le Dain, responsable de la distribution des équipements Schmoll chez Supratec en France. Le prix d'une machine laser démarre en effet aux alentours de 500 000 euros ; celui d'un système de perçage mécanique se situe plus généralement entre 75 000 euros et 300 000 euros.Schmoll a été l'un des premiers fournisseurs d'équipements de perçage à généraliser, sur ses modèles haut de gamme, l'utilisation de moteurs linéaires sur l'axe Z en plus des axes X et Y, entraînant une plus haute précision de perçage et une plus grande productivité. A précision égale, la vitesse de déplacement des broches a ainsi augmenté de 10 % à 20 %. Dans les systèmes à multiples têtes de perçage, chaque tête est désormais commandée individuellement par un moteur linéaire, d'où des déplacements encore plus rapides.Des coûts de fonctionnement réduitsLes nouvelles technologies de broches à venir, dans lesquelles seul le foret bouge verticalement, améliorent encore la productivité, qui pourrait ainsi progresser à nouveau d'au moins 30 %. Enfin, un facteur supplémentaire de productivité vient de la détection précoce d'une cassure au niveau du foret. A chaque positionnement de perçage, un contact électrique s'établit entre la pointe du foret et la surface du circuit imprimé et signale à la machine la position en Z. Un logiciel décèle le moindre délai au niveau de ce signalement et, évaluant a priori un problème de cassure, change instantanément le foret. La disponibilité automatisée de 300 forets réduit très fortement les temps d'attente. S'y ajoute enfin la technique de perçage adaptative, dite aussi “ contrôlée en Z ”, qui réduit les temps de cycle. Elle détecte les variations d'épaisseur du circuit imprimé et, toujours en utilisant la pointe du foret comme référence de mesure, assure une profondeur de perçage identique en tout point du circuit imprimé. La précision verticale s'établit ainsi à ±5 µm, aidée en cela aussi par une course réduite de près de moitié (de 3,3 mm à 1,8 mm) pour le foret.En règle générale, l'augmentation de la vitesse de rotation des broches permet de diminuer le diamètre des trous tout en maintenant la qualité du perçage. Selon Schmoll, la migration de 200 000 à 300 000 tr/min a, au passage, étendu la longévité des outils de 50 %, réduit le nombre de cassures d'un facteur 3 et permis, parallèlement, d'augmenter l'épaisseur des circuits imprimés à percer de 20 % à 30 %. L'augmentation des vitesses de rotation se traduirait donc aussi par une diminution des coûts de fonctionnement.Le perçage mécanique dans le monde : la domination asiatiqueSchmoll Maschinen est un groupe allemand, distribué en France par Supratec, qui coiffe notamment les sociétés Schmoll en Allemagne et Posalux en Suisse, ainsi que LHMT et Bacher. Il revendique la deuxième place au niveau mondial dans le domaine du perçage mécanique des circuits imprimés, avec une part de marché de 25 %, derrière Hitachi, qui en détient 38 %, et devant Topper (12 %).Le marché total du perçage mécanique des circuits imprimés s'est établi à 2 500 machines installées environ en 2005, selon le groupe. Schmoll en aurait livré autour de 500 l'an passé, dont plus de la moitié étaient des modèles haut de gamme équipés de moteurs linéaires pour le perçage de circuits imprimés souples, de circuits imprimés haute densité et de substrats pour l'encapsulation de puces microélectroniques. Le groupe exporte 60 % de sa production, principalement en Asie.

Le microperçage mécanique vise les microvias de 40 µm

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