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Circuit imprimé interconnecté haute densité à n'importe quelle couche
Concept de base de l'IDH
L'interconnexion haute densité (HDI) est une technique de fabrication de circuits imprimés qui utilise des micro-vias enterrés pour obtenir une densité de pistes élevée. Elle permet de réduire la taille des composants, d'améliorer les performances et de diminuer les coûts. Les circuits imprimés HDI sont au cœur des préoccupations des concepteurs, qui recherchent constamment une densité et une précision accrues. Cette haute densité améliore non seulement les performances des machines, mais réduit également leur taille. La technologie d'intégration haute densité (HDI) permet de miniaturiser davantage les produits finaux, tout en répondant à des exigences plus élevées en matière de performances et d'efficacité électroniques.
Les circuits imprimés HDI comprennent généralement des vias borgnes percés au laser et des vias borgnes percés mécaniquement. La conduction entre les couches internes et externes est généralement réalisée par des procédés tels que les vias traversants enterrés, les vias borgnes, les trous empilés, les trous décalés, les vias borgnes/enterrés croisés, les trous traversants, le remplissage par électrodéposition des vias borgnes, le câblage fin dans des espaces réduits et les micro-trous dans le disque, etc.
Il existe plusieurs types de PCB HDI : 1 couche, 2 couches, 3 couches, 4 couches et interconnexion de n’importe quelle couche.
● Structure d'une couche HDI : 1+N+1 (double pressage, perçage laser une fois).
● Structure du HDI à 2 couches : 2+N+2 (pressage 3 fois, perçage laser 2 fois).
● Structure du HDI à 3 couches : 3+N+3 (pressage 4 fois, perçage laser 3 fois).
● Structure du HDI à 4 couches : 4+N+4 (5 pressages, 4 perçages laser).
D'après les structures décrites ci-dessus, on peut conclure qu'un perçage laser correspond à une interconnexion HDI monocouche, deux à une interconnexion HDI bicouche, et ainsi de suite. Le perçage laser peut débuter à partir du noyau de la carte. Autrement dit, toute interconnexion HDI doit être percée au laser avant le pressage.
Concept de conception de l'IDH
1. Lorsqu'un circuit imprimé multicouche présente des trous dans la zone BGA, mais que, par manque de place, il faut utiliser des pastilles BGA et des trous ultra-fins pour assurer une pénétration complète, comment procéder ? Nous allons maintenant vous présenter la technologie HDI (High Precision PCB), fréquemment utilisée dans la conception de circuits imprimés.
Le perçage traditionnel des circuits imprimés est tributaire de l'outil utilisé. Dès que le diamètre des trous atteint 0,15 mm, le coût devient très élevé et il est difficile de l'améliorer davantage. Cependant, en raison de l'espace limité, lorsqu'un diamètre de 0,1 mm seulement est possible, le concept de conception HDI s'impose.
2. Le perçage des circuits imprimés HDI ne repose plus sur le perçage mécanique traditionnel, mais utilise la technologie de perçage laser (également appelée gravure laser). Le diamètre des trous de perçage HDI est généralement de 0,076 à 0,127 mm (3 à 5 mils), la largeur des pistes de 0,076 à 0,10 mm (3 à 4 mils). La taille des pastilles de soudure peut être considérablement réduite, ce qui permet d'obtenir une plus grande densité de pistes par unité de surface et, par conséquent, une interconnexion haute densité.
L'émergence de la technologie HDI a favorisé le développement de l'industrie des circuits imprimés, permettant une intégration plus dense de composants BGA, QFP, etc. sur les circuits imprimés HDI. Aujourd'hui, la technologie HDI est largement répandue, notamment la technologie HDI monocouche, couramment utilisée dans la production de circuits imprimés avec des BGA au pas de 0,5 pouce. Le développement de la technologie HDI stimule celui de la technologie des puces, ce qui, à son tour, favorise l'amélioration et le progrès de la technologie HDI.
Aujourd'hui, les puces BGA au pas de 0,5 sont progressivement devenues largement adoptées par les ingénieurs concepteurs, et les joints de soudure des BGA sont progressivement passés d'une forme centrale creuse ou mise à la terre à une forme avec entrée et sortie de signal au centre nécessitant un câblage.
3. Les circuits imprimés HDI sont généralement fabriqués par empilement. Plus le nombre d'empilements est élevé, plus le niveau technique du circuit est important. Les circuits imprimés HDI classiques comportent un seul empilement, tandis que les circuits imprimés HDI multicouches utilisent une technologie d'empilement double ou plus, ainsi que des technologies de pointe telles que l'empilement de trous, le remplissage des trous par électroplacage et le perçage laser direct.
Les circuits imprimés HDI sont compatibles avec les technologies d'assemblage avancées et offrent des performances électriques et une précision du signal supérieures aux circuits imprimés traditionnels. De plus, les circuits imprimés HDI présentent des améliorations significatives en matière d'interférences radiofréquences, d'interférences électromagnétiques, de décharges électrostatiques et de conduction thermique.
Application
Les circuits imprimés HDI ont un large éventail d'applications dans le domaine électronique, telles que :
- Big Data et IA : Les circuits imprimés HDI améliorent la qualité du signal, l’autonomie de la batterie et l’intégration fonctionnelle des téléphones mobiles, tout en réduisant leur poids et leur épaisseur. Ils favorisent également le développement de nouvelles technologies telles que la 5G, l’IA et l’IoT.
Automobile : Les circuits imprimés HDI répondent aux exigences de complexité et de fiabilité des systèmes électroniques automobiles, tout en améliorant la sécurité, le confort et l’intelligence des véhicules. Ils peuvent également être utilisés pour des fonctions telles que le radar, la navigation, le divertissement et l’aide à la conduite.
-Médical : Les circuits imprimés HDI améliorent la précision, la sensibilité et la stabilité des équipements médicaux, tout en réduisant leur taille et leur consommation d’énergie. Ils trouvent également des applications dans l’imagerie médicale, la surveillance, le diagnostic et le traitement.
Les principales applications des circuits imprimés HDI se trouvent dans les téléphones portables, les appareils photo numériques, l'IA, les supports de circuits intégrés, les ordinateurs portables, l'électronique automobile, les robots, les drones, etc., et ils sont largement utilisés dans de nombreux domaines.
