5 juillet 2024

Que sont les vias aveugles, les vias enterrés et les micro vias ?

La conception de PCB est avant tout une question de planification. C'est comme créer une feuille de route pour l'électricité. Les ingénieurs placent les composants et tracent des chemins que les signaux électriques doivent suivre. Cela aide vos gadgets à fonctionner comme ils le devraient.

Les PCB peuvent être simples ou complexes. Un PCB simple n'a qu'une seule couche, tandis qu'un PCB complexe comporte plusieurs couches empilées les unes sur les autres. Les PCB multicouches sont utilisés dans les appareils de haute technologie car ils peuvent faire plus.

Les vias jouent un rôle essentiel dans les PCB multicouches. Ce sont de petits trous percés dans le PCB pour créer des connexions électriques entre les différentes couches. 

Ils permettent aux signaux et à l'énergie de voyager d'une couche à l'autre, permettant ainsi les interconnexions complexes requises dans les appareils électroniques modernes. 

Avec les vias, il est possible d'obtenir les PCB multifonctionnels haute densité utilisés dans la technologie actuelle.

Cet article expliquera trois types de vias : les vias aveugles, les vias enterrés et les micro vias. Chaque type est unique et utilisé pour des raisons différentes. À la fin de cette lecture, vous saurez ce qu'ils sont et pourquoi ils sont importants Conception de circuits imprimés.

Quatre circuits imprimés colorés avec différents motifs

Comprendre les vias dans la conception de PCB

Les vias sont des éléments petits mais cruciaux d'un PCB. Ce sont de minuscules trous qui relient les différentes couches de la planche. Considérez-les comme des ponts pour les signaux électriques.

Explication de ce que sont les vias dans le contexte des PCB

En termes simples, les vias sont des trous percés dans un PCB. Ces trous sont remplis ou plaqués de métal, permettant le passage de l’électricité. Ils connectent une couche de carte à une autre, permettant ainsi des circuits complexes dans de petits espaces. Sans vias, nous ne pourrions pas intégrer autant de technologie dans nos appareils.

Importance des vias dans la connectivité PCB multicouche

Les vias sont essentiels pour PCB multicouches. Ils permettent aux signaux de se déplacer entre les couches, garantissant ainsi que tout dans le circuit fonctionne ensemble. Cette connectivité est vitale pour les performances de l’électronique moderne. 

Les vias permettent aux ingénieurs de concevoir des appareils compacts et efficaces. Avec eux, nous disposons des gadgets puissants que nous utilisons au quotidien.

Pour en savoir plus sur les composants PCB, consultez Composants de circuits imprimés électroniques.

Vias aveugles

Que sont les vias aveugles ?

Les vias aveugles sont des types particuliers de vias utilisés dans la conception de PCB. Ils relient la couche externe de la planche à une ou plusieurs couches intérieures sans traverser complètement la planche. C'est pourquoi ils sont appelés « aveugles » : ils ne peuvent pas être vus du côté opposé du PCB.

Paramètres de conception de PCB avec différents types de vias

Considérations de conception pour les vias aveugles

La création de vias aveugles nécessite une planification minutieuse. Voici quelques points clés à considérer :

Contrôle de la profondeur

La profondeur d'un via aveugle est cruciale. Il doit relier les couches appropriées dans une profondeur gérable. La précision est la clé ici.

Ratio d'aspect

Le rapport hauteur/largeur, c'est-à-dire le rapport profondeur/diamètre, doit être d'environ 1:1. Cela garantit que le via est fiable et réalisable.

Étapes de stratification et processus de fabrication

Les vias aveugles impliquent des étapes supplémentaires dans le processus de fabrication. Le PCB doit être partiellement construit, percé et enfin laminé à nouveau. Cela rend le processus plus complexe mais permet des conceptions plus avancées. Pour une compréhension détaillée de la fabrication des PCB, voir Un guide complet du processus de fabrication des PCB.

Applications des vias aveugles

Les vias aveugles sont souvent utilisés dans les PCB d'interconnexion haute densité (HDI). Ce sont des cartes avec un grand nombre de connexions sur une petite zone. Examinons quelques utilisations spécifiques :

Utilisation dans les PCB d'interconnexion haute densité (HDI)

L'espace est limité dans les PCB HDI. Les vias aveugles permettent de gagner de la place en ne traversant qu'une partie de la carte, permettant ainsi plus de composants et de connexions dans un espace plus petit.

Exemples dans les appareils mobiles et l'électronique compacte

Les vias aveugles profitent grandement aux téléphones mobiles et autres petits gadgets. Ils permettent à ces appareils d’être puissants mais compacts. En utilisant des vias aveugles, les concepteurs peuvent intégrer davantage de fonctionnalités dans des boîtiers plus petits, ce qui conduit à des appareils plus fins et plus légers.

Pour en savoir plus sur les avantages et les applications des PCB haute densité, visitez Avantages et applications des PCB à grand volume.

Vias enterrées

Que sont les vias enterrées ?

Les vias enterrés sont un autre type de via utilisé dans les PCB. Ces vias connectent uniquement les couches internes d'un PCB, n'atteignent pas les couches externes et sont « enterrés » à l'intérieur de la carte.

Conception de PCB dans Autodesk-Fusion-360 avec propriétés via

Considérations de conception pour les vias enterrés

Concevoir avec des vias enterrés implique plusieurs facteurs importants. Voici les points clés à garder à l’esprit :

Contraintes et connexions des couches

Les vias enterrés connectent uniquement les couches internes. Cela signifie que vous devez planifier soigneusement votre pile de couches pour vous assurer que les vias connectent les bonnes couches. Une bonne planification est essentielle pour éviter les erreurs et garantir que le conseil fonctionne comme prévu.

Complexité de fabrication et étapes de stratification supplémentaires

La création de vias enterrés est plus complexe que les vias standards. Le panneau doit être laminé, percé, puis laminé à nouveau. Chaque étape de stratification augmente le temps et le coût de fabrication. Cependant, cette complexité permet des conceptions plus sophistiquées et plus compactes.

Gestion thermique pendant le processus de stratification

La gestion thermique est cruciale lorsque l’on travaille avec des vias enterrés. La chaleur dégagée par le processus de laminage peut affecter leur intégrité. Un contrôle thermique approprié garantit que les vias restent fiables et que le PCB fonctionne bien.

Applications des vias enterrés

Les vias enterrés sont utilisés dans les PCB multicouches complexes. Ces applications nécessitent des connexions fiables et efficaces au sein de la carte.

Utilisation dans des PCB multicouches complexes

Les vias enterrés sont idéaux pour les PCB comportant plusieurs couches. Ils aident à gérer les connexions au sein des couches internes sans affecter les couches externes. Ceci est particulièrement utile dans les conceptions où l’espace est limité et où des performances élevées sont requises.

Exemples dans les dispositifs médicaux et les applications aérospatiales

Les dispositifs médicaux utilisent souvent des vias enterrés. Ces dispositifs doivent être petits mais robustes, et les vias enterrés contribuent à atteindre cet équilibre. 

Les vias enterrés profitent également aux applications aérospatiales, qui nécessitent une électronique compacte, fiable et performante. Ils permettent des conceptions sophistiquées capables de résister à des conditions difficiles.

Pour plus d'informations sur les vias enterrés et leurs applications, reportez-vous à Une introduction complète aux PCB en céramique.

Micro-vias

Que sont les micro-vias ?

Les micro vias sont de très petits vias utilisés dans la conception de PCB. Leur diamètre est généralement inférieur à 150 microns. Ces minuscules trous relient plusieurs couches de cartes, permettant des conceptions denses et complexes.

Schéma-de-divers-microvias-dans-un-PCB

Considérations de conception pour les micro-vias

La création de micro vias nécessite des techniques avancées et une planification minutieuse. Voici quelques points essentiels à considérer :

Techniques de perçage de précision et de perçage laser

Les micro vias sont réalisés à l'aide de perçage de précision, souvent avec des lasers. Cela garantit que les trous sont précis et propres. 

Forage laser est essentiel car il peut créer des trous minuscules et précis que les méthodes traditionnelles ne peuvent pas réaliser.

Empilement et échelonnement de micro vias

Les micro vias peuvent être empilés ou décalés pour maximiser l'espace et la connectivité. L'empilement consiste à placer des vias directement les uns sur les autres sur plusieurs couches. 

Les échelonner signifie les placer légèrement à l’écart les uns des autres. Les deux méthodes permettent d'économiser de l'espace et d'améliorer les performances du PCB.

Garantir la fiabilité et des contrôles de fabrication rigoureux

En raison de leur petite taille, les micro vias doivent être très fiables. Des contrôles de fabrication stricts sont nécessaires pour garantir la qualité. 

Cela comprend une surveillance minutieuse pendant la production et des tests approfondis par la suite. Garantir la fiabilité est crucial, car toute défaillance d'un micro via peut affecter les performances de l'ensemble du PCB.

Applications des micro-vias

Les micro vias sont utilisés dans les PCB d'interconnexion haute densité (HDI), qui nécessitent de nombreuses connexions dans une petite zone.

Utilisation dans les PCB HDI

Les PCB HDI sont standard dans l'électronique avancée. Ils doivent intégrer de nombreux composants et connexions dans un espace limité. Les micro vias rendent cela possible en fournissant des connexions minuscules et précises entre les couches.

Exemples d'électronique avancée et de dispositifs haute performance

Les micro vias se trouvent dans les gadgets de haute technologie comme les smartphones, les tablettes et les appareils portables. Ils jouent également un rôle dans les équipements de calcul haute performance et de télécommunications. Les micro vias peuvent rendre ces appareils plus petits, plus rapides et plus puissants.

Pour plus d'informations sur l'utilisation des micro vias dans l'électronique avancée, voir Que sont les PCB double couche.

Comparaison des vias aveugles, des vias enterrés et des micro vias

Différences clés

Comprendre les différences entre les vias borgnes, enterrés et micro est crucial pour la conception de PCB. Chaque type a des caractéristiques et des utilisations uniques.

Coupe transversale du PCB montrant les vias borgnes et enterrés traversants

Comparaison des définitions, des considérations de conception et des applications

  • Vias aveugles: Celles-ci connectent la couche externe à une ou plusieurs couches internes mais ne traversent pas le PCB. Ils permettent d'économiser de l'espace sur les couches externes.
  • Vias enterrées: Celles-ci se trouvent entièrement dans les couches internes et n'atteignent pas les couches externes. Ils aident à gérer des connexions complexes à l’intérieur de PCB multicouches.
  • Micro-vias: Vias extrêmement petits utilisés dans les PCB HDI. Ils relient plusieurs couches et sont créés à l’aide d’un perçage de précision, souvent au laser.

Avantages et inconvénients de chaque type de via

  1. Vias aveugles:
    • Avantages: Cela permet d'économiser de l'espace sur les couches externes, ce qui est idéal pour les conceptions HDI.
    • Désavantages: Processus de fabrication plus complexe, coût plus élevé.
  2. Vias enterrées:
    • Avantages: L'utilisation efficace de l'espace au sein des couches internes n'affecte pas la conception des couches externes.
    • Désavantages: Des étapes de stratification supplémentaires sont nécessaires, ce qui augmente la complexité et le coût de fabrication.
  3. Micro-vias:
    • Avantages: Permettent des conceptions à très haute densité essentielles pour une électronique compacte et haute performance.
    • Désavantages: Des techniques de fabrication avancées et un contrôle de qualité strict sont nécessaires pour garantir la fiabilité.

Quand utiliser chaque type

Le choix du type de via approprié dépend des besoins spécifiques de la conception de votre PCB. Voici quelques lignes directrices :

Lignes directrices sur le choix du type de via approprié pour des applications spécifiques

  • Utiliser des vias aveugles lors de la connexion des couches externe et interne sans trou traversant complet. Il est idéal pour les conceptions avec une surface limitée, comme dans les appareils mobiles et les PCB HDI.
  • Utiliser des vias enterrés pour les cartes multicouches complexes où des connexions internes sont nécessaires sans affecter les couches externes. Ils conviennent aux applications hautes performances dans les appareils médicaux et aérospatiaux.
  • Utiliser des micro-vias dans les PCB HDI où l'espace est extrêmement restreint et où des performances élevées sont requises. Il est parfait pour les appareils électroniques avancés comme les smartphones, les tablettes et les appareils de communication à haut débit.

Comprendre ces directives vous aidera à choisir la meilleure conception de votre PCB, garantissant ainsi efficacité et fonctionnalité.

Pour des conseils pratiques sur la conception de circuits imprimés, visitez Conseils pratiques pour la disposition des PCB que tout concepteur devrait connaître.

Conclusion

Les vias aveugles, enterrés et micro sont cruciaux dans la conception moderne des PCB. Des vias aveugles relient les couches externes et internes sans traverser l'ensemble de la carte. Les vias enterrés relient uniquement les couches internes, restant cachés de la surface. Les micro vias, les plus petits des trois, connectent plusieurs couches et sont utilisés dans les conceptions haute densité.

Comprendre ces vias aide les ingénieurs à créer des PCB efficaces et compacts. Chaque type de via a ses atouts et ses applications spécifiques. 

En choisissant la bonne méthode, les concepteurs peuvent optimiser l'espace, améliorer les performances et garantir la fiabilité. Ces connaissances sont essentielles pour faire progresser la technologie et répondre aux exigences des appareils électroniques modernes.

Article rédigé par Alice Lee