Connaissez-vous les vias empilés et les vias décalés dans les cartes PCB HDI ?

Dans les circuits imprimés, les microvias optimisent non seulement l'utilisation de l'espace, mais constituent également un procédé clé pour optimiser la densité et les performances des circuits imprimés . Ils sont devenus une option essentielle pour la fabrication de circuits imprimés haute fréquence et haute densité. Cet article se penche sur les technologies de microvias empilés (Stacked Via) et décalés (Offset Via) dans les circuits imprimés. S'appuyant sur l'expérience pratique de Shenzhen SprintPCB , cet article vous aidera à mieux comprendre l'application et les avantages de ces technologies dans les circuits imprimés haute précision et hautes performances.

Vias empilés

Stacked Via fait référence au processus de réalisation d'une connexion électrique entre différentes couches dans la conception de circuits imprimés en empilant plusieurs couches de trous au même endroit.

Principaux avantages des vias empilés

Gain de place : La conception à microvias empilés permet de concentrer plusieurs connexions électriques dans une seule zone, réduisant ainsi le nombre de vias sur la carte et économisant de l'espace. Ceci est particulièrement important pour les circuits imprimés haute densité et miniaturisés, car il augmente efficacement la densité de routage des circuits imprimés et répond aux exigences d'espace élevées des produits électroniques modernes.

Augmentation de la densité de production des circuits imprimés multicouches : Les microvias empilés concentrent plusieurs trous traversants en un seul emplacement, permettant ainsi de disposer davantage de traces de signal au sein d'une même zone, augmentant ainsi la densité de production des circuits imprimés multicouches. Pour les circuits imprimés complexes nécessitant un grand nombre de points de connexion, la conception à microvias empilés offre une solution efficace.

Prise en charge de la transmission de signaux à haut débit : la conception à microvias empilés réduit la longueur du trajet du signal, augmentant ainsi sa vitesse de transmission. Ceci est particulièrement important pour les circuits imprimés haute fréquence, car il réduit efficacement les retards et la distorsion lors de la transmission du signal, garantissant ainsi la fiabilité et les performances de la carte.

Optimisation des performances électriques : La conception à microvias empilés rend les connexions électriques multi-couches plus compactes, réduisant ainsi la diaphonie et les interférences mutuelles entre les traces de signaux, optimisant ainsi les performances électriques. Pour les applications haute fréquence et haut débit, les microvias empilés offrent un meilleur contrôle de l'impédance et réduisent les pertes de signal.

Flexibilité de fabrication améliorée : les microvias empilés peuvent être conçus de manière flexible entre différentes couches, et différentes connexions électriques peuvent être réalisées grâce à différentes combinaisons d'empilement, ce qui offre aux concepteurs plus de flexibilité et aide à mieux répondre aux besoins des différents clients.

Vias décalés

Offset Via, également connu sous le nom de microvia décalé ou microvia étagé, fait référence à un PCB multicouche dans lequel les microvias entre les couches adjacentes ne sont pas complètement empilées verticalement sur le même axe, mais sont décalées de manière étagée, formant une structure « étagée » ou « empilée en gradins ».

Principaux avantages des vias décalés

Risque de traitement réduit : Comparés aux microvias empilés, qui nécessitent des alignements d'empilement et un placage multiples et très précis, les microvias décalés utilisent une connexion par paliers, couche par couche, évitant ainsi les risques de décalage des trous et de mauvais placage associés à un empilement de niveau supérieur. Cela permet un processus de production plus contrôlable.

Rendement amélioré : Lors de la fabrication, les microvias décalés présentent des segments individuels plus courts, ce qui simplifie le placage et le remplissage de chaque segment et permet d'obtenir un rendement global plus élevé. Ceci est particulièrement important pour la production de masse, car il permet de contrôler efficacement les coûts et de garantir la cohérence des lots.

Coût relativement faible : Comparés aux microvias empilés de haut niveau, les microvias décalés offrent une technologie de traitement plus aboutie et des exigences de précision d'équipement moins strictes, réduisant ainsi les coûts de fabrication d'une seule carte. Ils conviennent aux produits sensibles aux coûts qui nécessitent néanmoins un câblage haute densité.

Forte applicabilité : La conception des microvias décalés offre une grande flexibilité et permet un positionnement optimal des emplacements en gradins en fonction des exigences et de la configuration du circuit, ce qui la rend adaptée à une variété de conceptions HDI. Elle est particulièrement utilisée dans les produits fins et légers tels que les smartphones, les objets connectés et l'électronique automobile.

Comparaison : vias empilés et vias décalés

Les microvias empilés permettent des connexions verticales directes. Plusieurs microvias sont empilés et alignés pour créer un canal de routage plus compact dans un espace vertical. Cette approche est adaptée aux conceptions haut de gamme nécessitant un espace extrêmement compact et des chemins de signal extrêmement courts.

Les microvias décalés permettent des connexions profondes grâce à un motif décalé en gradins, échelonnant les points de connexion à différents niveaux. Cette méthode permet d'équilibrer la densité de routage et la fabricabilité, réduisant ainsi la complexité de fabrication liée à l'empilage.

Fiabilité et fabricabilité

Les vias empilés nécessitent un alignement de haute précision et de multiples étapes de galvanoplastie et de remplissage. Un alignement ou un remplissage intercouches inadéquat peut entraîner des courts-circuits internes ou des soudures de mauvaise qualité entre les couches. Par conséquent, les exigences en matière de fabrication et d'inspection sont extrêmement strictes.

Chaque étape de connexion d'une via décalée est relativement simple. Après un emmanchement partiel, le trou suivant est percé pour la connexion. Ce trou est situé en position décalée. Cela permet une meilleure tolérance d'alignement intercouche, une meilleure stabilité du procédé et un rendement plus élevé.

Comparaison des coûts

Les vias empilés nécessitent plusieurs étapes de perçage, de placage, de remplissage et d'alignement, ce qui entraîne un cycle de traitement long et des coûts de fabrication relativement élevés. Le procédé de micro-trous décalés est relativement mature, avec un recours légèrement moindre aux équipements de perçage laser et des coûts globaux plus maîtrisés, ce qui le rend adapté à la production de masse et aux projets sensibles aux coûts.

Scénarios applicables

Les atouts de fabrication de Shenzhen SprintPCB

En termes de capacité de production, Shenzhen SprintPCB a mis en place plusieurs machines de perçage de haute précision, des équipements d'exposition LDI et des lignes de production de laminage automatisées afin de garantir une régularité et une fiabilité élevées des processus de perçage de micro-vias, de remplissage de trous, de galvanoplastie et de laminage. Face à des commandes de circuits imprimés haute fréquence, haute densité et de haute qualité, Shenzhen SprintPCB peut assurer de manière stable :

• Diamètres de microvia aussi petits que 0,15 mm, avec une précision d'alignement couche à couche de 1 mil ;

• Production en série de structures hybrides empilées + décalées via pour des conceptions à 6 couches, 8 couches, 12 couches+ ;

• Contrôle d'impédance strict et empilements diélectriques à faible perte pour une transmission de signaux à grande vitesse ;

• Livraison flexible pour les prototypes et les productions de petite et moyenne envergure, y compris un délai d'exécution accéléré.

Que vous ayez besoin de cartes multicouches complexes ou de conceptions à grande vitesse avec une intégrité de signal rigoureuse, choisir SprintPCB signifie choisir une fabrication de précision, une qualité fiable et une efficacité de livraison compétitive.