Densité des circuits imprimés

La densité correspond au rapport entre les traces, les trous et les pastilles par unité de surface (mm², pouce², etc.). Lorsque les traces sont peu nombreuses, la densité ne pose pas de problème. Toutefois, la densité moderne exige des solutions modernes et, chaque jour, les clients et les usines demandent des modèles toujours plus compacts et complexes, principalement en raison des technologies des composants. Plus la densité est élevée, plus le circuit imprimé est complexe.

Les défis de la production

Avec les progrès et la miniaturisation de l’électronique, la demande de circuits imprimés d’interconnexion à haute densité a considérablement progressé, mais l’augmentation de la densité sur un circuit imprimé est un défi, de la conception à la production. Les espaces entre les traces peuvent aller jusqu’à 65 µm. Les circuits imprimés d’interconnexion à haute densité sont composés d’un minimum de 4 couches et d’un maximum de 24 couches, reliées entre elles par des trous et des vias, ce qui rend les règles de conception et les processus de production très complexes.

Si la conception est un défi pour les ingénieurs avec leurs logiciels, l’un des principaux problèmes pour la production est de garantir la fiabilité des trous métallisés. Le principal problème est lié aux vias, aux trous et au processus de placage. Pour assurer une bonne intégrité du placage des trous, le rapport des dimensions est limité à 1: 0,8 pour les vias aveugles, la valeur avancée étant de 1:1. Les pré-imprégnés standard contiennent également de la fibre de verre, qui est trop épaisse pour être percée au laser. Le verre contenu dans les pré-imprégnés modifie la direction du laser et crée une qualité médiocre ou une forme inadaptée des vias percés au laser.

Les défis de la production

Avec les progrès et la miniaturisation de l’électronique, la demande de circuits imprimés d’interconnexion à haute densité a considérablement progressé, mais l’augmentation de la densité sur un circuit imprimé est un défi, de la conception à la production. Les espaces entre les traces peuvent aller jusqu’à 65 µm. Les circuits imprimés d’interconnexion à haute densité sont composés d’un minimum de 4 couches et d’un maximum de 24 couches, reliées entre elles par des trous et des vias, ce qui rend les règles de conception et les processus de production très complexes. Si la conception est un défi pour les ingénieurs avec leurs logiciels, l’un des principaux problèmes pour la production est de garantir la fiabilité des trous métallisés. Le principal problème est lié aux vias, aux trous et au processus de placage. Pour assurer une bonne intégrité du placage des trous, le rapport des dimensions est limité à 1: 0,8 pour les vias aveugles, la valeur avancée étant de 1:1. Les pré-imprégnés standard contiennent également de la fibre de verre, qui est trop épaisse pour être percée au laser. Le verre contenu dans les pré-imprégnés modifie la direction du laser et crée une qualité médiocre ou une forme inadaptée des vias percés au laser.

Principales capacités

HDICapabilities
Number of layers
MIN & MAX
4-24L
HDI Builds
1+N+1, 2+N+2
3+N+3 and anylayer
Materials
FR4, ..., ETC.
See table
Copper Weight
MIN & MAX
0.5oz~6oz
Minimum track & gap
MM
65/65μm
PCB Thickness
MIN & MAX
0.4-2.8mm
Dimension
MAX
0.457*508mm
Surface Finishes
OSEP, ENIG, ETC.
HASL, HASL LF, ENIG, immersion tin, OSP, immersion silver, electroplating hard gold/soft gold, gold finger, selective OSP, ENEPIG
Mechanical Drill
MIN
0.15mm
Laser Drill
MIN
0.076mm
L’assemblage doit s’appuyer sur un cuivre de base plus fin pour obtenir une bonne définition des pistes (de nombreux processus de placage permettent d’augmenter l’épaisseur totale du cuivre). Le choix du cuivre de base peut également influer sur la propagation du signal pour les applications à haute fréquence. Des pré-imprégnés plus fins, du cuivre de base plus fin, des circuits imprimés plus fins : telles sont les tendances pour les circuits imprimés d’interconnexion à haute densité. Les vias sont sensibles. Ils sont semblables à des rivets pendant le processus d’assemblage. Les processus de limitation de l’utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques exercent une forte contrainte thermique sur le matériau et, de surcroît, sur les vias. L’expansion du matériau dans l’axe Z exerce une contrainte sur les vias. La tendance est à la réduction constante du diamètre des vias, ainsi qu’à l’amélioration de la fiabilité. De plus, le processus d’assemblage multiplie le nombre de chocs thermiques. Du fait de cette nouvelle situation, le seul moyen de réduire la force appliquée lors de l’assemblage est d’utiliser un matériau FR4 plus stable. Des matériaux à faible CTE (coefficient de dilatation thermique) sont indispensables si l’on veut limiter les phénomènes de rupture de trous pendant le processus d’assemblage et dans les environnements difficiles.

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