Vias aveugles et enterrées

Via aveugle et via enterré

La carte de circuit imprimé (PCB) ressemble à un "gâteau à mille couches", avec plusieurs couches de circuits en feuille de cuivre empilées ensemble. Pour transmettre des signaux électroniques entre les différentes couches, il faut utiliser des "vias" - vous pouvez les comparer au tuyau vert d'eau dans "Super Mario", sauf que l'électricité circule dans le tuyau, et non de l'eau.

Cependant, la paroi du trou fraîchement percé est en résine et n'est pas conductrice, il est donc nécessaire de déposer une couche de cuivre sur la paroi du trou pour que les électrons puissent traverser les couches de feuille de cuivre.

Il existe trois types courants de vias : le via traversant (PTH), le via aveugle (BVH) et le via enterré (BVH). Nous allons principalement détailler les deux derniers.

1. Via traversant (PTH) - l'escalier "à travers" le plus courant

Placez la carte électronique (PCB) face à la lumière, le trou qui laisse passer la lumière est un trou métallisé. Il traverse toute la carte, de la couche supérieure à la couche inférieure, et présente l'avantage d'être simple à fabriquer et peu coûteux. Les inconvénients sont également évidents : si vous souhaitez uniquement relier la troisième et la quatrième couche, vous devez percer l'ensemble de la carte, comme installer un ascenseur du premier au sixième étage dans un immeuble de six étages, alors qu'il ne dessert que le troisième et le quatrième étage, ce qui gaspille de l'espace.

2. Via borgne (BVH) - un escalier qui ne relie que "un étage au niveau adjacent"

Le via borgne part de la surface de la carte électronique (PCB) et relie uniquement la couche interne adjacente. L'autre extrémité reste cachée à l'intérieur de la carte et n'est pas visible à l'œil nu, d'où le nom de "borgne". Lors de la fabrication, il est nécessaire de contrôler précisément la profondeur de perçage (axe Z). Une profondeur trop grande ou trop faible affecterait le placage de cuivre ultérieur.
Pratique courante : commencer par laminage, perforation et métallisation des couches locales, puis les presser ensemble avec les autres couches pour former un ensemble. Par exemple, dans une structure 2+4+2, on peut d'abord fabriquer les deux couches extérieures, ou bien d'abord les couches 2+4, mais les deux méthodes nécessitent un équipement d'alignement extrêmement précis.

3. Vias enterrés (BVH) - Escaliers complètement cachés au "milieu des couches"

Les vias enterrés ne connectent que deux couches internes ou plus, ne s'étendent pas jusqu'à la surface du circuit imprimé et sont totalement invisibles de l'extérieur.
Méthode : Percer et métalliser d'abord la plaque centrale, puis la presser en tant qu'ensemble. Ce procédé comporte davantage d'étapes que les vias traversants ou aveugles, son coût est également plus élevé, mais il permet d'économiser de l'espace pour intégrer davantage de pistes. Il est souvent utilisé dans les cartes à interconnexions hautes densité (HDI).
La norme IPC recommande : le diamètre des vias aveugles et enterrés ne devrait pas dépasser 6 mils (150 μm).

Points de fabrication

1. Percer d'abord ou presser d'abord ? Les deux méthodes sont possibles :

• Perçage et électroplaque avant le pressage multicouche, puis pressage en un seul bloc ;
  
• Ou utiliser un laser pour percer des microvia après stratification.
  

2. La profondeur des microvia doit être strictement contrôlée. Si elle est trop grande, le signal sera atténué, et si elle est trop faible, la conduction pourra être mauvaise.

3. Échanger avec l'usine PCB dès la phase de conception afin d'éviter les retouches et l'augmentation des coûts.

Avantages et inconvénients

Avantages : Plus de circuits peuvent être intégrés dans un nombre limité de couches ou une épaisseur réduite, permettant aux téléphones et ordinateurs de devenir de plus en plus compacts.
Inconvénients : Nombreuses étapes de fabrication, nombreux contrôles, exigences de précision élevées et coûts croissants.

Conseils de conception

• Les vias borgnes/enterrés doivent traverser un nombre pair de couches de cuivre.
  
• Ils ne peuvent pas commencer/se terminer sur le dessus ou le dessous du noyau.
  
• Deux vias ne peuvent pas se superposer ou s'emboîter partiellement, sauf si l'un englobe complètement l'autre – mais cela augmentera les coûts.