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Introduction
Les vias borgnes et enterrés sont les plus populaires par type pour la conception de circuits imprimés, en particulier ceux à haute densité. Ils connectent différentes couches de PCB pour former une carte compacte, garantissant un flux de signal approprié.
Les vias borgnes permettent de relier une ou plusieurs couches intérieures à la couche externe du PCB. Les vias enterrés, quant à eux, assurent la connexion de la couche intérieure ; ils ne traversent aucune des couches externes du PCB. Explorons davantage ces deux-là via les types de conception de PCB.
Qu'est-ce que les vias borgnes ?
Vias aveugles relier la couche PCB la plus externe à une ou plusieurs couches internes sans passer par l'autre extrémité. Ainsi, la jonction n'est visible que d'un côté, c'est pourquoi on parle de vias borgnes.
Vous pouvez percer des vias borgnes à l'aide de techniques de perçage mécanique ou laser. Cette méthode est idéale pour la conception de circuits imprimés compacts, permettant des configurations plus denses et un gain de place. Les vias borgnes sont utilisés dans les circuits des appareils mobiles, des objets connectés et de l'électronique haute vitesse.
Caractéristiques principales des vias borgnes
- Visible d'un seul côté du plateau
- Principalement utilisé dans les circuits imprimés comportant plus de quatre couches
- Convient au routage d'interconnexion haute densité (HDI)
- A un diamètre plus petit par rapport aux vias traversants
- Processus de fabrication complexe et coûteux
Comment sont créées les vias borgnes ?
Des vias borgnes sont créés sur la couche externe du circuit imprimé et sur les autres couches internes spécifiques à connecter. Le perçage peut être mécanique ou laser. Une fois le perçage terminé, ajoutez des pastilles sur la couche externe où les vias seront connectés. Ensuite, les trous percés, y compris les pastilles des vias, sont cuivrés par dépôt autocatalytique. Cela garantit la conductivité électrique des vias.
Pour un positionnement et une intégration corrects, les couches de PCB, les pastilles et les trous d'interconnexion sont empilés ensemble avec matériau préimprégnéUne fois les vias en place, ils sont cuivrés pour améliorer la conductivité. Cependant, dans certains cas, les vias sont remplis d'époxy pour améliorer la résistance mécanique et la stabilité.
Avantages et inconvénients des vias borgnes
| Avantages | Inconvénients |
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Application des vias borgnes
Les vias borgnes sont utilisés dans les applications nécessitant des circuits imprimés haute densité. Ainsi, plusieurs couches sont regroupées dans un format compact. Les applications courantes des vias borgnes incluent :
- Montres connectées
- Smartphones
- Traceurs GPS
- trackers de remise en forme
- Ordinateur portable et autres gadgets portables
Que sont les vias enterrés ?
Les vias enterrés relient deux ou plusieurs couches internes du circuit imprimé sans traverser aucune des couches externes. Autrement dit, ils sont entièrement enfermés dans le circuit imprimé ; contrairement aux vias borgnes, ils ne communiquent pas avec l'autre couche. Ces vias sont idéaux pour les circuits imprimés multicouches complexes et à haute densité.
Les vias enterrés sont invisibles depuis la source externe. Cela permet aux concepteurs de circuits imprimés d'utiliser la surface externe à d'autres fins, comme le routage des pistes ou le placement d'autres composants.
Caractéristiques principales des vias enterrés
- N'occupe pas l'espace de la surface extérieure du PCB
- Permet un placement plus dense des composants et un routage plus efficace
- Doit être percé et plaqué avant la stratification
- Permet des conceptions de circuits multicouches hautes performances.
Comment sont créées les vias enterrées ?
Le perçage mécanique est réalisé sur les couches internes du circuit imprimé, avec des trous de taille appropriée. Les parois des vias sont ensuite cuivrées par dépôt autocatalytique pour assurer la conductivité. Après le placage, vias enterrésLes couches internes sont laminées avec des matériaux préimprégnés et des matériaux de base. Cela rend les vias enterrés inaccessibles car ils sont enfermés dans le circuit imprimé. Cependant, après laminage, vous pouvez percer des vias borgnes ou traversants dans les couches suivantes.
Après la stratification et l'empilement des couches, le PCB subit un placage de cuivre final pour garantir des connexions électriques transparentes.
Avantages et inconvénients des vias enterrés
| Avantages | Inconvénients |
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Application des vias enterrés
Les vias enterrés sont utilisés dans la conception de circuits imprimés pour les applications suivantes :
- Informatique haute densité
- Électronique automatique
- matériel de télécommunications
- Systèmes aérospatiaux
- Systèmes de contrôle industriels
- Robotique et systèmes autonomes
- Dispositifs médicaux
Importance des vias borgnes et enterrés dans la technologie PCB
Optimisation de l'espace
Contrairement aux trous traversants, les vias borgnes et enterrés ne traversent pas toutes les couches. Grâce à une connexion verticale aussi efficace, le circuit imprimé devient plus compact, réduisant ainsi son épaisseur et sa taille.
Cela rend les vias borgnes et enterrés adaptés aux applications avec des contraintes d'espace, telles que les smartphones, les appareils IoT, etc. En outre, cela laisse également suffisamment d'espace de surface pour permettre davantage de traces et de composants.
Interconnexions à haute densité (HDI)
Les vias borgnes et enterrés constituent la base des interconnexions haute densité (technologie HDI) qui prennent en charge l'électronique moderne. Ils permettent une densité de routage 15 à 20 % supérieure à celle des circuits imprimés traditionnels. Ils favorisent également l'empilement multicouche en permettant l'ajout progressif de couches, évitant ainsi un perçage excessif.
Performances électriques améliorées
Les vias borgnes et enterrés présentent des longueurs plus courtes que les vias traversants. Cela minimise l'inductance et la capacité parasites, essentielles au maintien de signaux fluides. PCB haute vitesse Les vias borgnes et enterrés réduisent encore davantage les traces entre les EMI et la diaphonie, contribuant ainsi à améliorer les performances du signal.
Tableau comparatif : vias borgnes et vias enterrés
| Paramètre | Aveugle Vias | Vias enterré |
| Visibilité | Soit depuis la face avant ou arrière du PCB (un seul côté) | Non visible d'aucun côté du PCB |
| Connexion de couche | Connectez la couche externe du PCB à une ou plusieurs couches internes sans passer par la couche la plus externe | Connecte uniquement deux ou plusieurs couches internes |
| Méthode de forage | Perçage mécanique ou laser | Perçage mécanique (avant laminage) |
| Efficacité de l'espace | Permet d'économiser de l'espace pour les composants et les traces sur les couches externes | Utilise au mieux l'espace dans les couches intérieures |
| Prix | Moins coûteux que les vias enterrés grâce à un processus de fabrication plus simple | La complexité accrue entraîne des coûts supplémentaires |
Lignes directrices pour la conception de vias borgnes et enterrés dans les circuits imprimés
Ratio D'aspect
Le rapport d'aspect désigne le rapport entre la profondeur de perçage et le diamètre du trou. Il est essentiel de respecter ce rapport précis en fonction de l'application ; un dépassement de cette limite peut entraîner des défauts de fabrication, comme un placage incomplet. Le rapport d'aspect des vias borgnes et enterrés pour différents cas d'application est le suivant :
| Format d'image maximal | Vias borgnes et enterrés standard (1 à 20 couches) | Vias borgnes et enterrés avancés (22-40 couches) |
| Pour plaque perforée | 10:1 (diamètre du trou > 8 mil) | 20:1 |
| Pour le placage par remplissage de vias laser | 0.9:1 (La profondeur comprend l'épaisseur du cuivre) | 1:1 (La profondeur comprend l'épaisseur du cuivre) |
| Pour planche de forage à contrôle de profondeur mécanique | 0.8:1 (Taille de l'outil de perçage ≥ 10 mil) | 1.3:1 (Taille de l'outil de perçage ≤ 8 mil) et (Taille de l'outil de perçage ≥ 10 mil) |
Forage et placage
Pour les vias enterrés, le perçage mécanique doit être effectué avant la stratification. Cependant, pour les vias borgnes, vous avez le choix entre le perçage mécanique et le perçage laser. Pour les perçages plus grands, le choix d'un perçage mécanique est acceptable. En revanche, pour des trous complexes et plus petits, le perçage laser est plus précis. De plus, pour une connexion fiable et une conductivité stable, le procédé de placage (galvanoplastie ou cuivrage autocatalytique) doit être compatible avec la méthode de perçage.
Via la taille du tampon
Se souvenir du diamètre du tampon Le diamètre du via doit être supérieur d'au moins 0.1 mm au diamètre du via pour garantir une connexion fiable. Par exemple, si le diamètre du via est de 0.25 mm, le diamètre du plot doit être d'au moins 0.35 mm.
Selon CIB-2221, le calcul du diamètre du tampon est le suivant :
| Niveau IPC | Calcul du diamètre du tampon | Densité de conception du PCB |
| Niveau A | Taille minimale du trou + 0.1 mm + 0.50 mm à 0.60 mm | Faible |
| Niveau B | Taille minimale du trou + 0.1 mm + 0.30 mm | Modérée |
| Niveau C | Taille minimale du trou + 0.1 mm + 0.20 mm | Élevée |
Ci-dessous, nous avons ajouté la taille minimale du pad pour les vias mécaniques et laser aveugles et enterrés :
| Taille minimale du tampon | Vias mécaniques aveugles et enterrés (≤ 3 fois laminage) | Vias mécaniques aveugles et enterrés (≤ 2 fois laminage) |
| Pour le perçage laser | 0.254mm (pour 0.1016 mm via) | 0.254 mm (pour un via de 0.1016 mm) |
| 0.2794mm (pour 0.127 mm via) | 0.2794 mm (pour un via de 0.127 mm) | |
| Pour le perçage mécanique | 0.4064mm (pour perçage de 0.2032 mm) | 0.4064mm (pour perçage de 0.2032 mm) |
| Taille minimale du pad BGA | HASL: 0.254mm LF HASL : 0.3048 mm Autres : 0.254 mm (0.1778 mm pour l'or flash) | HASL : 0.254 mm LF HASL : 0.3048 mm Autres : 0.1778 mm |
| Tolérance de taille de tampon (BGA) | ±0.0381 mm (≤0.254 mm) ±15% (>0.254 mm) | ±0.03048 mm (≤0.3048 mm) ±10% (≥0.3048 mm) |
Coût et complexité
Les vias enterrés sont plus coûteux que les vias borgnes et enterrés. En effet, leur procédé de fabrication est complexe et nécessite un équipement plus précis pour la connexion des couches internes.
Cependant, les vias borgnes sont plus abordables et plus simples que les vias enterrés. Cependant, les vias borgnes laser sont coûteux, mais rentables pour l'optimisation de l'espace sur PCB et les interconnexions haute densité (HDI).
NB: Le coût varie en fonction du nombre de couches de la carte, de la densité, de la méthode de perçage et de la vitesse du signal.
Considérations sur la couche de cuivre
Pour garantir un alignement correct et une connexion électrique fiable, il est conseillé de toujours répartir les vias sur un nombre pair de couches de cuivre. Si les vias s'étendent sur un nombre impair de couches, elles se désalignent et compliquent le processus de fabrication.
Facteurs de fiabilité pour les vias borgnes et enterrés
Couverture de placage
Un placage insuffisant affecte directement les performances électriques et la résistance mécanique du circuit imprimé. Par conséquent, un placage complet est indispensable pour garantir la fiabilité des signaux ; l'imagerie par rayons X est une excellente option pour inspecter la couverture du placage.
adhérence
En raison de l'ajout de plusieurs couches lors du processus de laminage, le risque de délaminage augmente dans les vias borgnes et enterrés. Par conséquent, pour préserver l'intégrité des couches du circuit imprimé et éviter les points faibles, le collage doit être réalisé avec soin.
Par remplissage
Le remplissage est essentiel dans les vias borgnes et enterrés pour éviter les vides et améliorer la résistance mécanique. Dans ce cas, vous pouvez utiliser un matériau conducteur ou non conducteur (comme l'époxy). Cela améliore la durabilité du circuit imprimé et minimise le risque de fissures.
Stress
Les vias des circuits imprimés haute densité subissent souvent des contraintes dues à la dilatation thermique due au soudage ou aux vibrations mécaniques. Cela peut provoquer des fissures dans le circuit imprimé, ce qui remet en cause sa fiabilité. Il est donc essentiel de prendre en compte la répartition des contraintes lors de la conception du circuit imprimé.
Camera d'inspection canalisation
À l'aide de technologies avancées telles que la microsection ou la thermographie, inspectez les vides, le remplissage et le placage du PCB.
Retravailler
La réparation des vias, en particulier des vias enterrés, est très difficile ; vous devez désactiver complètement le PCB pour le retravailler.
En résumé
Que vous ayez besoin d'un circuit imprimé avec vias borgnes ou enterrés, il est essentiel de prendre en compte le fabricant pour garantir la fiabilité. Dans ce cas, PCBTok est votre solution ultime. Nous proposons une gamme plus large de personnalisations pour nos aveugle et PCB vias enterrés.
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Questions Fréquentes Posées
Quelles sont les limites des vias borgnes ?
Comme les vias borgnes ne traversent pas le circuit imprimé, leur profondeur restreint les interconnexions profondes. De plus, comparés aux vias traversants, les vias borgnes ont généralement un diamètre plus petit, ce qui peut limiter leur utilisation dans les applications à courant élevé.
Les vias borgnes et enterrés sont-ils plus chers que les vias traversants traditionnels ?
Oui, les vias borgnes et enterrés sont plus chers que les vias traversants traditionnels car ils passent par un processus de fabrication plus complexe.
