La carte de circuit imprimé est le cœur des appareils électroniques et informatiques. Ce circuit transmet les signaux de commande à l'écran. Par exemple, on trouve une carte de circuit imprimé dans un smartphone. Lorsque vous touchez l'écran, vous activez un signal sur cette carte. Les vias (ou interconnexions internes ) sont essentiels au fonctionnement des circuits complexes nécessaires aux appareils modernes. Parmi les différents types de vias, les microvias sont particulièrement importantes.
Qu'est-ce qu'un microvia ?
Les microvias sont un composant essentiel des cartes d'interconnexion haute densité (HDI). Ce sont des vias spécifiques dont la taille est inférieure ou égale à 150 micromètres. Grâce à leur petite taille, les concepteurs privilégient les microvias et les utilisent dans les cartes HDI . Une microvia nécessite beaucoup moins d'espace que les autres vias présentes sur la carte. Dans une microvia, le plaquage de cuivre assure la liaison entre les différentes couches de la carte.
Types de microvias dans les circuits imprimés
Il existe quatre types de microvias couramment utilisés : les microvias borgnes, les microvias enterrés, les microvias empilés et les microvias décalés. Vous pouvez les utiliser individuellement ou en combinaison pour augmenter la densité des circuits imprimés.
Microvia aveugle
Si un microvia part de la couche externe et se termine à une couche interne, on parle alors de microvia borgne. Cela signifie qu'il ne traverse pas les deux couches. L'utilisation de microvias borgnes permet d'améliorer la densité des fils sur les circuits imprimés.
Pour acheminer un signal de la couche externe vers une couche interne, les vias borgnes sont très utiles. Ils offrent le chemin le plus court dans ce cas. Sur les cartes HDI, ces microvias permettent d'optimiser l'espace des cartes multicouches . Par exemple, sur une carte à quatre couches, ces vias peuvent être placés soit sur les deux couches supérieures , soit sur les deux couches inférieures.
Microvia enterré
Un micro-via reliant deux couches internes de la carte est appelé micro-via enterré. Ces vias ne sont pas visibles depuis la couche externe. Si vous souhaitez inclure des vias enterrés sur votre circuit imprimé, vous devrez percer la couche interne avant d'appliquer la couche externe. Vous pouvez connecter deux couches internes en utilisant un via enterré. Vous pouvez utiliser n'importe quel outil mécanique pour le perçage. Cependant, la meilleure méthode alternative est d'utiliser un laser.
Vous devez faire attention au rapport hauteur/largeur de la taille du trou avant d'appliquer le micro via un circuit imprimé.
Pour en savoir plus : Blind Via et Buried Via : quelle est la différence ?
Microvias empilés
Les microvias empilés permettent des connexions électriques verticales sur plusieurs couches de circuits imprimés. Un trou est percé à travers une couche, puis un autre trou aligné dans la couche inférieure. Les trous sont métallisés, créant un chemin conducteur entre les couches. Cette approche d'empilement permet un routage haute densité. Les microvias empilés sont essentiels pour les circuits imprimés HDI utilisés dans le calcul haute performance, les systèmes de communication et les applications de packaging de circuits intégrés nécessitant une densité de circuits importante dans un espace limité.
Microvias décalés
Les microvias décalés sont une méthode de conception de circuits imprimés (PCB) à interconnexion haute densité (HDI) où les microvias (minuscules trous percés pour les connexions électriques entre les couches) ne sont pas alignés directement les uns sur les autres, mais décalés. Cette disposition relie les couches en alternance et améliore la fiabilité de la carte en réduisant les contraintes et les risques de dommages. Les microvias décalés facilitent le routage complexe des PCB multicouches, permettant des conceptions de circuits plus denses sans compromettre l'intégrité structurelle ni la fonctionnalité de la carte, essentielles pour les appareils électroniques avancés.
Pour en savoir plus : Via empilées vs. Via décalées : quelle est la différence ?
À quoi servent les microvias ?
Observez les tendances actuelles des industries électronique et informatique. Ces deux secteurs recherchent des appareils électroniques plus légers, plus compacts et plus fiables. Cela signifie que les industries prennent en compte l'esthétique, en plus des fonctionnalités. De plus, les performances sont un facteur crucial pour inscrire un appareil dans la tendance.
Pour rendre un appareil plus léger et plus compact, il faut créer des circuits imprimés plus petits et plus légers. Si les circuits imprimés sont gigantesques, il est impossible de créer un appareil intelligent. De plus, si les circuits sont gigantesques, ils consommeront davantage d'énergie. La durée de vie des batteries sera donc à nouveau réduite. Toutes les industries souhaitent réduire au maximum la consommation de batteries. Les petits circuits seront donc utiles dans ce contexte.
De plus, les petits circuits produisent moins de chaleur, ce qui réduit la consommation de la batterie. Par ailleurs, ces circuits offrent d'excellentes performances, comme en témoignent les performances de votre smartphone ! Pour augmenter les fonctionnalités d'un circuit, un mécanisme de routage complexe est nécessaire. C'est pourquoi des cartes de circuits imprimés plus petites, telles que les BGA (Ball Grid Arrays), ont été développées afin de répondre aux besoins d'un plus grand nombre d'entrées et de sorties. En effet, l'augmentation du nombre d'E/S implique l'augmentation du nombre de pistes sur les mêmes cartes.
Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs ont proposé diverses solutions. L'une d'elles consistait à utiliser une technologie d'interconnexion haute densité avec microvias. Grâce à de nombreux vias, le circuit imprimé peut accueillir davantage de pistes. Plus de pistes implique un placement plus dense des différents composants. L'objectif principal des microvias est d'augmenter la densité du circuit imprimé. La combinaison des microvias et de la technologie HDI permet de transporter six composants dans une zone spécifique. Auparavant, les méthodes conventionnelles ne transportaient que quatre composants.
Pourquoi le Microvia est-il meilleur que les autres types de vias ?
La fabrication de circuits imprimés est coûteuse, et ce d'autant plus lorsqu'il s'agit de créer des circuits complexes. Chaque couche d'un circuit imprimé coûte donc cher. Par conséquent, plus le nombre de couches augmente, plus le coût du circuit imprimé augmente.
Vous pouvez donc utiliser des microvias pour remplacer les vias traversants classiques. « Trou traversant » est un terme très courant. Cela signifie généralement que lorsque l'on parle de vias, on parle de vias traversants.
Que se passerait-il si l'on remplaçait les vias traversants par des microvias ? Cela réduirait le nombre de couches, ce qui réduirait les coûts de fabrication.
De plus, un remplacement mineur peut non seulement réduire les coûts, mais aussi améliorer les caractéristiques électriques du circuit imprimé. À l'ère de la technologie, les appareils sont de plus en plus compacts et légers. C'est pourquoi les circuits imprimés multicouches haute densité sont devenus indispensables.
Outre leurs fonctionnalités, les microvias exploitent un espace minimal sur la carte. De plus, ils ne comportent que deux ou trois couches. Le fabricant privilégie donc ces vias.
De plus, les microvias sont disponibles dans une grande variété de motifs et de matériaux. Cette technologie est donc l'un des meilleurs choix pour les circuits imprimés complexes. Par exemple, les microvias décalés, les vias intégrés et les microvias non conducteurs. Elle comprend également des matériaux sérigraphiés, décalés et remplis de cuivre.
L'utilisation de microvias empilés permet d'optimiser le routage sur plusieurs couches dans les applications nécessitant plus de trois couches. De plus, cette technologie offre une régulation thermique intégrée.
Récapitulation
L'utilisation des microvias est essentielle à mesure que l'électronique se miniaturise et que sa densité augmente. La conception et la fabrication adéquates de ces minuscules interconnexions sont cruciales pour les performances et la fiabilité des circuits imprimés. Si vous ne disposez pas du savoir-faire interne nécessaire, faire appel à des spécialistes peut s'avérer précieux. MOKO Technology propose des services intégrés de conception et de fabrication de circuits imprimés. Nous accompagnons nos clients dans la mise en œuvre des microvias afin d'optimiser les interconnexions haute densité. N'hésitez pas à nous contacter pour obtenir un devis gratuit.
