Comment devrait-on la taille, l'emplacement et le masque de soudure de Comment contrôler les vias au sein des pastilles d'un circuit imprimé ?

Dans Conception de circuits imprimés, les vias (trous traversants), les vias aveugles (trous semi-traversants) et les vias enterrés (vias des couches internes) constituent des structures essentielles pour établir des connexions électriques entre les couches. La pertinence de leur conception influe directement sur l'intégrité du signal, la résistance mécanique et la faisabilité de fabrication du circuit imprimé. Les spécifications doivent être définies selon trois critères : l’adaptation des dimensions, les règles d’implantation et le contrôle de l’impédance. Les paramètres doivent être optimisés en fonction du scénario d’application afin d’éviter des problèmes tels que la diaphonie des signaux et la rupture des parois des vias. Cet article, rédigé par l’équipe d’ingénierie des circuits imprimés de Geyuan Electronics, explique comment contrôler la taille, l’emplacement et le masque de soudure des vias au sein des pastilles des circuits imprimés. Vous y découvrirez les concepts de conception pertinents et les principes de base.

Relation entre les pastilles et les vias dans un circuit imprimé

Une pastille est un élément de conception de base. Les pastilles servent à fixer des composants sur un circuit imprimé et à établir des points de connexion entre les broches des composants et les pistes du circuit. Les pastilles peuvent se trouver sur une seule couche, comme c'est le cas pour les pastilles de composants à montage en surface ; elles peuvent également être des pastilles à trou traversant tridimensionnelles, comportant un corps cylindrique dans le plan Z (direction verticale) et des zones plates sur chaque couche de cuivre (horizontale). Le corps cylindrique de la pastille est formé lors de la fabrication de circuits imprimés procédé utilisé lors du perçage de trous et du placage des parois de ces trous sur le circuit imprimé. Dans les plans X et Y, les pastilles peuvent être circulaires, rectangulaires, octogonales, rectangulaires arrondis, rectangulaires chanfreinés ou de formes personnalisées. Les pastilles peuvent être utilisées indépendamment en tant que pastilles de forme libre dans une conception, mais elles sont le plus souvent utilisées dans un éditeur de bibliothèque de circuits imprimés avec d’autres objets de base pour former des boîtiers de composants.

Une via est un élément de conception fondamental. Les vias servent à établir des connexions électriques verticales entre deux ou plusieurs couches électriques d'un circuit imprimé. Une via est un objet tridimensionnel composé d'un corps cylindrique dans le plan Z (direction verticale) et d'une zone annulaire plate sur chaque couche de cuivre (direction horizontale). Le corps cylindrique d’un via est formé au cours du processus de fabrication, lors du perçage et du placage des parois du trou. Les vias sont circulaires dans les plans X et Y, à l’instar des pastilles circulaires. La principale différence entre les vias et les pastilles réside dans le fait que les vias peuvent traverser toutes les couches d’un circuit imprimé (de haut en bas) et peuvent également relier une couche de surface à une couche interne, ou deux couches internes entre elles.

Pourquoi la conception des vias dans les pastilles des circuits imprimés est-elle importante ?

Si vous travaillez avec des boîtiers BGA ou à pas fin, vous avez certainement entendu parler des circuits imprimés à trous traversants. Au lieu de placer les vias à côté des pastilles, les ingénieurs les placent directement à l’intérieur de celles-ci. Pourquoi ? Parce que cela permet de gagner de la place et de réduire l’inductance dans les conceptions à haute vitesse. Mais il y a un problème : ces vias doivent être remplies et plaquées ; sinon, la soudure s'écoulera dans les vias lors de l'assemblage, ce qui entraînera des connexions défectueuses. C'est pourquoi les conceptions de circuits imprimés à trous traversants utilisent toujours la technologie de remplissage des circuits imprimés.

Définition des coussinets sur un circuit imprimé

La forme extérieure des pastilles à trous traversants est généralement circulaire, carrée ou ovale. Les définitions dimensionnelles spécifiques sont détaillées ci-dessous.

Taille de l'ouverture	Si la broche est ronde : le diamètre du trou = diamètre réel de la broche + 0,20 à 0,30 mm (environ 8,0 à 12,0 MIL) ; Si la broche est carrée ou rectangulaire : le diamètre du trou = la diagonale de la broche + 0,10 à 0,20 mm (environ 4,0 à 8,0 MIL).
Dimensions du tampon	La taille standard d'une pastille correspond approximativement au diamètre du trou plus 0,50 mm (20,0 MIL).

Spécifications de conception des pastilles de circuits imprimés

Dans la conception de circuits imprimés, les pastilles doivent également être conçues conformément à la norme IPC-7351. La norme IPC-7351 définit des directives de conception des pastilles en fonction des types, des tailles et des conditionnements des composants, ce qui permet d'utiliser davantage de composants et contribue à réduire la consommation de matériaux. Bien que certains composants électroniques ne soient pas conformes à cette norme, l'IPC-7351 peut faciliter un positionnement précis et réduire les variations.

Par conséquent, le diamètre minimal de chaque pastille ne doit pas être inférieur à 0,25 mm, et le diamètre maximal de l'ensemble de la pastille ne doit pas dépasser trois fois le diamètre du trou du composant. En règle générale, les composants à trous traversants utilisent des pastilles rondes dont le diamètre est au moins 1,8 fois supérieur à celui du trou ; le diamètre des pastilles pour les cartes simple face ne doit pas être inférieur à 2 mm ; le rapport optimal entre la taille de la pastille et le diamètre du trou traversant pour les cartes double face est de 2,5. Pour les composants adaptés aux machines d’insertion automatiques, la taille de la pastille sur les cartes double face doit correspondre au diamètre standard du trou + 0,5 à + 0,6 mm.

La distance entre les bords de deux pastilles doit être supérieure à 0,4 mm, et la distance entre les bords de deux pastilles situées sur une même rangée perpendiculaire à la direction de la crête d'onde doit être supérieure à 0,5 mm (dans ce cas, cette rangée de pastilles peut être considérée comme un groupe de fils ou une prise, et la distance entre elles est trop faible, ce qui peut facilement entraîner la formation de ponts).

Pour un câblage dense, il est recommandé d'utiliser des pastilles de connexion ovales ou oblongues. Le diamètre ou la largeur minimale des pastilles d'un circuit imprimé simple face doit être de 1,6 mm ; il faut également veiller à utiliser un circuit imprimé simple face de 0,3 mm d'épaisseur avec un anneau de soudure de 0,2 mm sur un côté ; des pastilles trop grandes peuvent facilement entraîner des pontages indésirables. Pour un câblage à très haute densité, il est recommandé d'utiliser des pastilles circulaires et oblongues. Le diamètre de ces pastilles est généralement de 1,4 mm, voire inférieur.

Les pastilles dont les ouvertures dépassent 1,2 mm ou dont le diamètre dépasse 3,0 mm doivent être conçues en forme d'étoile ou de trèfle. Pour les composants à trous traversants, afin d'éviter toute rupture de la feuille de cuivre lors du soudage, les joints des cartes simple face doivent être entièrement recouverts de feuille de cuivre ; quant aux cartes double face, elles doivent au minimum comporter des pastilles en forme de goutte.

Pour tous les connecteurs et autres composants porteurs ou lourds, la surface de la feuille de cuivre recouvrant les fils conducteurs dans un rayon de 2 mm doit être maximisée, et il ne doit y avoir aucun emplacement vide afin de garantir une absorption suffisante de la soudure. Cela empêche la feuille de cuivre de se décoller facilement lorsque la prise est soumise à une force externe. Pour les composants de grande taille (tels que les transformateurs, les condensateurs électrolytiques d’un diamètre de 15,0 mm ou plus, les connecteurs à courant élevé, etc.), augmentez la surface couverte par la feuille de cuivre et la soudure comme indiqué sur la figure ci-dessous ; la zone ombrée doit être au moins égale à la surface de la pastille. Il est également possible de les concevoir sous forme de pastilles en quinconce ou en étoile.

Tous les composants isolés par la machine doivent être conçus avec des cales anti-gouttes dans le sens du pliage afin de garantir des joints de soudure complets au niveau du pli. Pour les composants horizontaux, les pattes gauche et droite doivent être pliées vers l'intérieur ; pour les composants verticaux, la patte gauche doit être pliée vers l'extérieur, tandis que la patte droite doit être inclinée vers le bas à 15° et la patte gauche vers le haut à 15°. Veillez à ce que l'espacement entre le composant et les pastilles environnantes soit d'au moins 0,4.

Si le circuit imprimé comporte de larges pistes de masse et d'alimentation (sur une surface supérieure à 500 mm²), il convient d'ouvrir des fenêtres localement ou de concevoir cette zone sous forme de remplissage en grille.

Directives de conception de base concernant les dimensions et l'emplacement des vias, ainsi que le masque de soudure sur les pastilles des circuits imprimés

La conception des vias au sein des pastilles d’un circuit imprimé détermine directement la fiabilité du soudage et l’intégrité du signal. Des vias surdimensionnés peuvent entraîner une quantité insuffisante de feuille de cuivre sur les pastilles (ce qui rend difficile la fixation des broches lors du soudage), et un décalage de position supérieur à 0,05 mm peut faire déborder le bord du via hors de la pastille (entraînant une perte de soudure). Contrairement à l’écueil que représente la “ conception basée sur l’expérience ”, une conception scientifique doit respecter quatre spécifications clés : l’adéquation des dimensions, le positionnement précis, la compatibilité avec le masque de soudure et une quantité suffisante de feuille de cuivre. Chaque spécification est assortie de normes paramétriques claires et d’exigences quantitatives afin d’éviter les défauts de conception susceptibles d’entraîner des problèmes de fabrication en aval. Aujourd’hui, nous analysons les spécifications de conception essentielles des vias au sein des pastilles, en combinant des paramètres spécifiques et des études de cas afin de vous aider à maîtriser les points clés de la conception, de la taille au masque de soudure.

Référence pour les dimensions Commande dans Via et Pad Conception

Le rapport de taille entre les vias et les pastilles est au cœur de la conception. Il est nécessaire de s'assurer que “ les vias ne dépassent pas les limites des pastilles et qu'il reste suffisamment de feuille de cuivre sur les pastilles pour permettre le soudage ”. Les paramètres et normes essentiels sont les suivants :

1. Contrôle le rapport entre le diamètre de la via (Dv) et la taille du plot (Dp)

Tampons circulaires	Le diamètre de la via (Dv) doit être inférieur ou égal à la moitié du diamètre du plot (Dp), et la largeur restante de la feuille de cuivre au bord du plot doit être supérieure ou égale à 0,1 mm (surface minimale requise pour le soudage).
Exemple	La largeur de la pastille circulaire du composant est de Dp = 0,3 mm, et la valeur maximale de Dv est de 0,15 mm (0,3 × 1/2). La largeur restante de la feuille de cuivre est égale à (0,3 – 0,15) / 2 = 0,075 mm (proche de 0,1 mm, il convient donc de choisir avec soin ; il est recommandé de fixer Dv à 0,12 mm, ce qui donne une largeur restante de 0,09 mm).Le plot circulaire du composant Dp = 0,4 mm, Dv est au maximum de 0,2 mm, et la largeur restante de la feuille de cuivre = (0,4 – 0,2) / 2 = 0,1 mm (ce qui répond aux exigences).
coussinet carré	Le diamètre de la via (Dv) doit être inférieur ou égal à la moitié de la longueur du côté du plot, et la largeur restante de la feuille de cuivre de chaque côté du plot doit être supérieure ou égale à 0,1 mm ;
Exemple	Le plot carré présente une longueur de côté de 0,3 mm × 0,3 mm, une valeur Dv maximale de 0,15 mm et une largeur restante de 0,075 mm de chaque côté (la valeur Dv doit être ramenée à 0,12 mm, ce qui laisse 0,09 mm).
Principe d'interdiction	La valeur Dv ne doit en aucun cas dépasser les limites du plot (c'est-à-dire Dv > Dp), sinon le via sera exposé à l'extérieur du plot et la soudure s'écoulera dans le via lors du soudage, ce qui entraînera un manque de soudure sur le plot et un taux de joints de soudure froids supérieur à 10%.

2. Grâce à l'adaptation du diamètre aux broches des composants

Le diamètre du trou de passage doit être adapté à la taille de la patte du composant afin d'éviter que celle-ci ne puisse pas être insérée (pour les composants à montage traversant) ou que le remplissage de soudure soit insuffisant (pour les composants à montage en surface).

Composants à montage en surface	Le diamètre du via (Dv) doit être inférieur de 0,05 à 0,1 mm à la largeur de la patte du composant (par exemple, pour une résistance 0402 dont la largeur de patte est de 0,15 mm, Dv = 0,1 à 0,12 mm) afin de garantir que la soudure puisse recouvrir la patte et le trou de passage.
Composants modulaires	Le diamètre Dv du trou de passage est supérieur de 0,05 à 0,1 mm au diamètre de la patte du composant (par exemple, si le diamètre de la patte est de 0,2 mm, Dv = 0,25 à 0,3 mm) afin de faciliter l'insertion de la patte et de garantir le remplissage du trou de passage par la soudure.
Exemples concrets	Lors de la conception des vias à l'intérieur des pastilles du composant 0402, avec Dp = 0,3 mm et Dv = 0,2 mm (à une échelle de 1/2), la largeur restante de la feuille de cuivre n'était que de 0,05 mm. Lors du soudage, la soudure n'a pas pu recouvrir entièrement les broches, ce qui a entraîné un taux de joints de soudure froids de 15%. Après avoir ajusté Dv à 0,12 mm, la largeur restante était de 0,09 mm, et le taux de joints de soudure froids est tombé à 1,2%.

L'emplacement de Les pastilles et les vias de la conception doivent Veillez à ce que les vias soient centrés et évitez tout décalage.

Un désalignement peut entraîner une répartition inégale de la feuille de cuivre sur les pastilles, l'un des côtés présentant une couche de cuivre trop fine (< 0,05 mm). Cela peut provoquer une déviation du flux de soudure lors du soudage. Les spécifications principales sont les suivantes :

1. Décalage entre le centre du via et le centre du plot

Décalage ≤ 0,05 mm (environ 1/3 du diamètre du via), en veillant à ce que la différence de largeur de la feuille de cuivre restante de chaque côté du plot soit ≤ 0,03 mm ;

Exemple : Dv = 0,15 mm, pad Dp = 0,4 mm. Si le décalage est de 0,05 mm, la largeur restante d'un côté = (0,4 - 0,15) / 2 - 0,05 = 0,125 - 0,05 = 0,075 mm, et la largeur de l'autre côté = 0,125 + 0,05 = 0,175 mm, soit une différence de 0,1 mm (acceptable). Si le décalage est de 0,08 mm, la largeur restante d'un côté est de 0,045 mm, ce qui est hors tolérance.

Pour les applications nécessitant une grande précision (telles que les couches de signaux RF) : décalage ≤ 0,03 mm afin d'éviter les variations brusques d'impédance causées par l'asymétrie du trajet du signal (un décalage de 0,05 mm peut entraîner un écart d'impédance supérieur à 5%).

2. Distance minimale entre une via et le bord d'un pad

La distance minimale entre le bord du trou d'interconnexion et celui du plot doit être ≥ 0,08 mm afin d'éviter que la feuille de cuivre ne se rompe en raison d'une trop grande proximité entre le trou d'interconnexion et le bord du plot (le perçage lors de la fabrication peut facilement endommager le plot).

Méthode de calcul : distance minimale = (taille du pad – taille du via) / 2 – décalage ;

Exemple : Dp = 0,4 mm, Dv = 0,2 mm, décalage 0,03 mm, distance minimale = (0,4 - 0,2) / 2 - 0,03 = 0,1 - 0,03 = 0,07 mm (proche de 0,08 mm, le décalage doit être ajusté à 0,02 mm, distance minimale 0,08 mm).

pastilles de soudure, vias et masque de soudure devrait éviter que le masque de soudure n'interfère avec le processus de soudure.

Une conception inadéquate du masque de soudure peut entraîner un “ recouvrement des pastilles par le masque de soudure ” ou une “ pénétration du masque de soudure dans les vias ”, ce qui nuit à la mouillabilité de la soudure. Les spécifications essentielles sont les suivantes :

1. Dimensions de la fenêtre de résistance de soudure

La taille de l'ouverture du masque de soudure pour les vias situés à l'intérieur des pastilles doit être supérieure de 0,1 à 0,2 mm à la taille de la pastille (soit 0,05 à 0,1 mm de plus de chaque côté) afin de garantir que le masque de soudure ne recouvre pas les pastilles.

Exemple	Le diamètre du plot circulaire Dp est de 0,4 mm, et le diamètre de l'ouverture du masque de soudure est de 0,4 + 0,2 = 0,6 mm (0,1 mm de plus de chaque côté).
interdire	La taille de la fenêtre doit être inférieure ou égale à celle du plot ; dans le cas contraire, la résine antisoudure recouvrira le bord du plot (d’une largeur de 0,05 mm) et la soudure ne pourra pas adhérer lors du soudage, ce qui entraînera un défaut appelé “ cuivre insuffisamment exposé sur le plot ”.

2. Traitement du masque de soudure des trous traversants

Pour les vias nécessitant un remplissage de soudure : il n'est pas nécessaire d'appliquer de masque de soudure à l'intérieur de la via (c'est-à-dire que les ouvertures du masque de soudure recouvrent la via), afin de garantir que la soudure puisse remplir la via (taux de remplissage ≥ 80%).

Vias ne nécessitant pas de remplissage de soudure : il est possible d'appliquer une résine thermorésistante à l'intérieur du via (obturation du via) afin d'empêcher la soudure de s'écouler dans le via et d'entraîner un manque de soudure sur les pastilles. Il est toutefois nécessaire de s'assurer que le remplissage de la résine thermorésistante est plat (saillie ≤ 0,03 mm) et n'affecte pas le placement des composants.

Dans la conception des pastilles et des vias, Spécifications relatives aux connexions par feuille de cuivre doit garantir la conductivité et la dissipation thermique.

La connexion par feuille de cuivre des vias au sein des pastilles doit répondre aux exigences de “ faible impédance et haute dissipation thermique ”. Les spécifications principales sont les suivantes :

Épaisseur de la feuille de cuivre

L'épaisseur de la feuille de cuivre des pastilles doit être ≥ 35 μm (1 oz). La feuille de cuivre autour des vias doit être entièrement recouverte, sans rupture ni interstice (largeur d'interstice ≤ 0,03 mm), afin d'éviter d'augmenter la résistance à l'état passant (un interstice de 0,05 mm peut augmenter la résistance de 20%).

feuille de cuivre pour la dissipation thermique

Pour les vias situés dans les pastilles des composants à forte puissance (tels que les LED et les résistances de puissance), il est nécessaire de prévoir, autour des pastilles, une feuille de cuivre de dissipation thermique (dont la surface est au moins deux fois supérieure à celle de la pastille). La chaleur est conduite vers la couche interne de dissipation thermique par l’intermédiaire des vias afin d’éviter la surchauffe des composants (par exemple, pour une résistance de puissance 0603 de 1 W, la température dépasse 120 °C lorsque la feuille de cuivre de dissipation thermique est insuffisante, et chute à 85 °C après l’avoir augmentée).

La conception des vias au sein des pastilles d'un circuit imprimé nécessite une “ quantification des paramètres et une adaptation rigoureuse ”. L'essentiel consiste à contrôler le rapport de taille, le décalage positionnel et les ouvertures du masque de soudure entre les vias et les pastilles afin d'éviter les défauts de conception susceptibles d'entraîner par la suite des problèmes de soudure et de transmission du signal.

Correspondance des paramètres référence pour bloc-notes et par conception

Les vias de pastille traversent toute l'épaisseur du circuit imprimé et conviennent aux applications nécessitant une conductivité sur toute l'épaisseur (telles que les lignes d'alimentation et les lignes de signal en général). La conception doit porter principalement sur le diamètre de la via, la taille de la pastille et l'espacement entre les vias.

Diamètre du trou correspondant à la taille du tampon	Le diamètre du via doit être déterminé en fonction des exigences en matière de capacité de transport de courant. Pour les vias de signal classiques, un diamètre compris entre 0,3 et 0,6 mm est recommandé, et le diamètre correspondant de la pastille doit être compris entre 2 et 2,5 fois le diamètre du trou de passage (par exemple, un trou de passage de 0,4 mm doit être associé à une pastille de 0,8 à 1,0 mm) afin de garantir que la soudure recouvre entièrement la pastille lors du soudage et d’éviter les joints de soudure froids. Pour les vias à courant élevé (transportant des courants supérieurs à 5 A), le diamètre du via doit être ≥ 1,0 mm et le diamètre de la pastille ≥ 2,0 mm. Par ailleurs, il convient d’adopter une conception de pastille en “ trèfle ” (4 à 6 petites pastilles disposées autour du via) afin d’améliorer la dissipation thermique et la résistance mécanique.
Règles de mise en page	La distance entre les vias et les pastilles des composants doit être ≥ 0,5 mm afin d’empêcher la soudure de s’écouler dans les vias et de provoquer des courts-circuits lors du soudage ; la distance entre les vias et les bords du circuit imprimé doit être ≥ 1,0 mm afin d’éviter toute fissuration des bords du circuit imprimé ; l’espacement entre les vias dans les zones à haute densité doit être ≥ 0,8 mm (distance entre les centres). Si l'on utilise une “ disposition en quinconce ” (la position des vias de couches adjacentes est décalée de plus de 0,4 mm), l'espacement peut être réduit à 0,6 mm afin d'augmenter la densité de câblage.
Paramètres de contrôle de l'impédance	Pour les vias de signaux haute fréquence (fréquence ≥ 1 GHz), l'adaptation d'impédance doit être contrôlée. Pour ce faire, il faut ajuster l’épaisseur du revêtement des parois du via (généralement 20 à 30 μm, 30 à 40 μm pour les applications haute fréquence) ainsi que la taille du plot et de l’anti-plot (le diamètre de l’anti-plot étant supérieur de 0,2 à 0,4 mm à celui du plot). Par exemple, pour un via d’impédance de 50 Ω sur un substrat FR-4 (constante diélectrique de 4,4), un via de 0,4 mm de diamètre doit être associé à un pad de 0,8 mm et à un anti-pad de 1,2 mm afin de garantir une perte par réflexion du signal inférieure ou égale à -15 dB.

Optimisation de la connectivité au sein de la couche interne Référence dans le bloc-notes et « Buried Via Design »

Les vias enterrées ne se trouvent que dans les couches internes d'un circuit imprimé (sans traverser la couche de surface). Elles conviennent aux cas où il existe une conductivité entre les couches et où l'espace de routage de la couche de surface doit être agrandi (comme le réseau de distribution d'énergie des couches internes d'un circuit imprimé multicouche). La conception se concentre sur le positionnement dans les couches internes et l'isolation des parois des vias.

Positionnement et dimensions de la couche interne	Les vias enterrées doivent être positionnées avec précision à l'intersection des pistes des couches internes. Le diamètre recommandé pour les vias est compris entre 0,2 et 0,5 mm, et la taille du plot de la couche interne doit être comprise entre 1,8 et 2 fois le diamètre du via (par exemple, un via de 0,3 mm de diamètre doit être associé à un plot de couche interne de 0,54 à 0,6 mm). La distance entre le via enterré et les pistes de la couche interne doit être ≥ 0,2 mm afin d’éviter d’endommager ces dernières lors du perçage.
Traitement d'isolation des murs présentant des trous	Une fois le via enterré percé, il doit être “ isolé ” en le remplissant de résine époxy (profondeur de remplissage ≥ 95% de la profondeur du trou). Une fois durcie, elle doit être poncée pour obtenir une surface lisse avant la fabrication des circuits de la couche interne, afin d’éviter tout court-circuit entre le via enterré et les circuits adjacents de la couche interne. La résine époxy utilisée pour le remplissage doit être d’un type résistant aux hautes températures (Tg ≥ 150 ℃) afin d’éviter tout ramollissement et tout débordement lors du soudage ultérieur.
Adaptation de la structure en couches	Les vias enterrées doivent être compatibles avec la structure d'empilement du circuit imprimé. Par exemple, dans un circuit imprimé à 8 couches, s'il est nécessaire d'assurer la conductivité entre les couches 2 et 3, les vias enterrées doivent être percées et fabriquées avant le laminage des couches 2 et 3. S'il est nécessaire d'assurer la conductivité entre les couches 4 et 5, les vias doivent être stratifiés séparément entre ces deux couches, puis stratifiés avec les autres couches afin de garantir que les vias enterrés ne traversent que la couche interne ciblée et n'affectent pas les autres couches.

Contrôle de la profondeur Référence dans le bloc-notes et Conception de vias aveugles

Les vias aveugles ne traversent que les couches de surface et les couches internes du circuit imprimé (sans traverser la couche inférieure). Elles conviennent aux cas où les couches de surface et les couches internes sont interconnectées et où l'espace en surface doit être réduit au minimum (comme pour les connexions de signaux inférieures dans les boîtiers BGA). Les principaux critères de conception sont la précision de la profondeur et l'alignement entre les couches.

Rapport profondeur/ouverture	Le rapport entre la profondeur du trou borgne (distance entre la surface et la couche cible interne) et le diamètre du trou doit être inférieur ou égal à 1:1,5. Par exemple, pour un trou borgne d'un diamètre de 0,3 mm, la profondeur maximale est de 0,45 mm. Le dépassement de ce rapport entraînera des difficultés de perçage et une rugosité excessive des parois du trou (Ra > 1,0 μm). Si un trou borgne plus profond est nécessaire (par exemple, une profondeur de 0,6 mm), il faut adopter une conception de “ trou borgne étagé ” (perçage en deux étapes : perçage initial de 0,3 mm de profondeur jusqu’à la couche intermédiaire, puis perçage de 0,3 mm de profondeur jusqu’à la couche cible interne) afin de garantir la qualité des parois du trou.
Précision d'alignement entre les couches	L'écart d'alignement entre les couches supérieure et inférieure des vias aveugles doit être ≤ 0,02 mm. Lors de la phase de conception, des “ repères d'alignement ” (tels que des points de référence circulaires d'un diamètre de 1,0 mm) doivent être définis sur le circuit imprimé. Lors de la production, l'alignement est calibré à l'aide d'un système de positionnement par rayons X. Par ailleurs, la distance intercouche entre les vias aveugles et les vias aveugles adjacents doit être ≥ 0,3 mm afin d’éviter tout désalignement du foret pendant le perçage, ce qui pourrait entraîner une connexion entre les parois des trous.
Adaptation du traitement de surface	L'ouverture en surface des vias aveugles doit être adaptée au procédé de traitement de surface. Pour le traitement par dorure par immersion, l'épaisseur de la couche d'or à l'intérieur du via aveugle doit être ≥ 0,8 μm (en utilisant le procédé de “ dorure par immersion pulsée ” afin d'améliorer l'uniformité du dépôt à l'intérieur du via). Pour le traitement OSP, un revêtement OSP (d'une épaisseur de 0,2 à 0,5 μm) doit être appliqué à l'intérieur du via aveugle afin d'empêcher l'oxydation de la feuille de cuivre à l'intérieur du via, ce qui affecterait la fiabilité du soudage.

Applications des différents trous de passage des circuits imprimés

Électronique générale	Les vias et les trous traversants standard permettent de réaliser les câblages multicouches courants, les assemblages et les fabrications à faible coût.
Appareils mobiles et appareils portables	Les structures de vias aveugles sur les circuits imprimés permettent d'éviter d'utiliser des BGA à pas fin sans endommager les couches, ce qui permet de conserver la finesse du circuit tout en pouvant intégrer des batteries de grande capacité.
Aérospatiale/Médical	Les connexions intégrées dans le circuit imprimé permettent de préserver la propreté des couches externes, facilitent la mise en place des composants et l'application des revêtements conformes, et protègent les connexions des couches internes.
La 5G et le calcul haute performance	L'empilement de circuits imprimés à microvias (en quinconce ou superposés) réduit la transition verticale et atténue les effets parasites dans les circuits HDI à haute densité.
Alimentation électrique et éclairage	Une série de vias thermiques situées sous le régulateur, le MOSFET et la LED transfère la chaleur vers le plan, permettant ainsi au dissipateur thermique de fonctionner efficacement.

Résumer

Les vias intégrées aux pastilles des circuits imprimés sont bien plus que de simples trous ; elles constituent l'architecture robuste qui rend possible le matériel moderne. Des vias traversantes classiques aux vias aveugles, en passant par les vias enterrées et les microvias, une grande variété de structures d'empilement de circuits imprimés vous permet d'intégrer davantage de fonctionnalités dans un espace plus restreint sans compromettre la fiabilité. Lorsqu’une densité extrêmement élevée est requise, comme pour les boîtiers BGA de moins de 0,8 mm, les vias intégrés aux pastilles peuvent s’avérer particulièrement efficaces lorsqu’ils sont associés à des procédés de fabrication de circuits imprimés avec vias de remplissage, garantissant ainsi une forte adhérence de la soudure et une pastille plane. Même les dimensions standard des vias de pastilles sur les circuits imprimés doivent figurer dans la nomenclature (BOM) : des ouvertures plus petites améliorent l’intégrité du signal et le routage, mais augmentent également les coûts et raccourcissent les cycles de production. Si vous avez besoin d’une compacité extrême, les vias aveugles et les vias enterrés permettent de réaliser de véritables configurations HDI pour les téléphones mobiles, les appareils portables et les appareils IoT à haute densité. En résumé, le choix de la bonne stratégie en matière de vias de pastilles dépend pour moitié de la conception et pour moitié de la fabrication. Si vous souhaitez réduire les problèmes imprévus et améliorer le rendement, ou si vous avez besoin d’un fabricant capable de produire des circuits imprimés en grandes séries, n’hésitez pas à contacter notre équipe.