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Stratégie de via HDI : empilés, décalés et remplis

Deux cartes dotées du même empilage (stack-up) peuvent différer de deux cycles de lamination uniquement en raison de l'agencement de leurs microvias.

Rédaction technique Hitech Circuits

Shenzhen, Chine · Fabrication et assemblage de PCB

2 min de lecture

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Relecture technique: Chiffres de procédé vérifiés par rapport à notre fiche de capacités publiée.

Éléments à connaître sur les circuits imprimés d'interconnexion haute densité

Quatre types de vias, une table de perçage

Une carte HDI peut comporter simultanément des trous traversants, des vias borgnes, des vias enterrés et des microvias. La table de perçage doit décrire chaque type, car le fabricant applique des tarifs différents et l'assembleur doit savoir quelles pastilles sont remplies.

  • Trous traversants — mécaniques, diamètre minimum de 0,15 mm, rapport d'aspect de 15:1, reliant toutes les couches.

  • Microvias — percées au laser à 0,1 mm, reliant uniquement les couches adjacentes.

  • Vias borgnes et enterrés — réalisées par lamination séquentielle ; les vias borgnes atteignent une couche extérieure, les vias enterrés restent à l'intérieur.

  • Via dans une pastille — une microvia placée à l'intérieur d'une pastille de composant et remplie pour permettre l'impression de la pastille.

Empilées ou décalées

Une microvia décalée est placée à côté de celle située en dessous. La connexion est décalée latéralement, ce qui consomme de l'espace de routage mais évite d'empiler une via sur une autre. C'est l'option la plus économique et la plus facile à inspecter.

Un microvia empilé se superpose directement au via inférieur, assurant ainsi une connexion verticale unique à travers plusieurs couches dans l'espace d'une pastille. Le via inférieur doit donc être rempli de cuivre et planarisé, car la lamination suivante doit adhérer à une surface plane. Les constructions empilées permettent un gain de place, mais coûtent plus cher ; elles concentrent également les contraintes thermiques et mécaniques sur une seule colonne, ce qui explique pourquoi la qualité du remplissage est contrôlée et non présumée.

Remplissage et obturation

La technologie « Via-in-pad » fait du remplissage une exigence produit. La pâte déposée sur un via non rempli s'écoule dans le corps du composant ; celle déposée sur un via partiellement rempli laisse un vide sous la jonction. Le remplissage est donc spécifié par une étape de planarisation et contrôlé par rayons X lors de l'assemblage.

Il en va de même pour tout via supportant une jonction refondue, y compris les vias thermiques sous les boîtiers d'alimentation.

Que faut-il indiquer dans le tableau de perçage ?

Pour chaque via : type, diamètre fini, profondeur, couches connectées, et indication de remplissage et de bouchage. Ajoutez l’empilement prévu, les cibles d’impédance et le nombre de couches. Ce tableau détermine si la fabrication est de type 1+N+1 ou 2+N+2, et fait la différence entre un devis et une estimation.

Les détails d’empilement existants se trouvent sur le page produit HDI, le processus varie selon le page de capacités, et les compromis liés au nombre de couches dans le Note d'empilement HDI.

Spécifications techniques

Type Microvia
empilés, décalés, remplis de cuivre
Microvia laser minimale
0,1 mm
Trou mécanique minimal
0,15 mm
Rapport d'aspect des trous traversants
15:1
Empilements
1+N+1 · 2+N+2 · 1+1+N+1+1 · 3+N+3 · ELIC

Questions fréquentes

  • Quelle est la différence entre les microvias empilées et les microvias décalées ?

    Une microvia décalée se dépose sur une pastille décalée par rapport à la via située en dessous, la connexion s'effectuant ainsi latéralement à travers les couches. Une microvia empilée repose directement sur celle du dessous, ce qui libère de l'espace de routage mais nécessite le remplissage et la planarisation de la via inférieure avant la lamination suivante. Les structures empilées sont plus denses et plus coûteuses ; les structures décalées sont moins chères et nécessitent une surface plus importante.

  • Quand l'utilisation d'un via-in-pad est-elle nécessaire ?

    Dans un BGA à pas fin, un CSP ou un connecteur dense, un via placé à côté de la pastille ne peut pas s'échapper. Le via est rempli et obturé afin que la pastille reste plane pour le dépôt de pâte thermique. Ainsi, c'est le processus de remplissage, et non le perçage, qui détermine la qualité, et les défauts de remplissage apparaissent comme des défauts dans la jonction sous radiographie.

  • Les microvias ont-elles leur propre limite de rapport d'aspect ?

    Oui, et c'est beaucoup plus précis que pour les trous traversants. La profondeur d'un microvia laser est limitée à son propre diamètre, c'est pourquoi les circuits HDI connectent les couches adjacentes au lieu d'en sauter plusieurs. Les trous traversants conservent un rapport plus large de 15:1 avec un minimum mécanique de 0,15 mm.

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