Que signifie « stack-up level » dans les circuits imprimés ?

Dans le domaine de la fabrication des PCB (Printed Circuit Board), le « niveau d’empilement » fait généralement référence au nombre de couches de microvia formées par perçage laser dans les cartes HDI. Plus le niveau d’empilement est élevé, plus la structure d’interconnexion à haute densité à l’intérieur de la carte est complexe.

Le perçage laser est principalement utilisé pour créer des microvias dans les cartes d’interconnexion à haute densité (HDI). Après le perçage, ces microvias sont soumis à des processus de métallisation tels que la galvanoplastie, ce qui permet d’établir des connexions fiables entre différentes couches conductrices. L’augmentation du nombre de niveaux d’empilement des microvias améliore considérablement la densité de routage des circuits imprimés et les performances électriques, tout en économisant de l’espace pour répondre aux exigences de miniaturisation et d’intégration élevée des produits électroniques modernes.

Les vias aveugles et les vias enterrés sont en fait des trous métallisés formés après le perçage au laser et la métallisation qui s’ensuit, fournissant des connexions électriques entre différentes couches.

Leniveau d’empilementd’un circuit imprimé reflète la complexité de sa structure d’interconnexion à haute densité et constitue un indicateur important de la technologie HDI. Une sélection raisonnable descouchesetniveaux d’empilageest essentiel pour obtenir des performances élevées et un bon rapport coût-efficacité dans les produits électroniques.

Empilage simple (1er niveau)

Une carte à empilement unique signifie qu’il n’y a qu’une seule couche de microvias percées au laser, c’est-à-dire que les microvias métallisées n’existent qu’entre deux couches adjacentes. Il s’agit du processus le plus simple, avec les difficultés et les coûts de fabrication les plus bas. Cependant, la densité de câblage est limitée, ce qui rend difficile de répondre aux besoins des produits à grande vitesse, à haute fréquence ou hautement intégrés.

Double empilage (2e niveau)

Une carte à double empilement comporte deux couches de microvias percées au laser, qui peuvent relier différentes couches conductrices. Les structures comprennent à la fois des conceptions empilées et décalées (en escalier). La carte à double empilement permet une plus grande densité de câblage et des conceptions de circuits plus complexes, mais le processus est plus compliqué et plus coûteux que la carte à simple empilement. La conception doit tenir compte de l’intégrité des signaux, de la compatibilité électromagnétique et de la gestion thermique.

Triple empilage et plus (3e niveau et plus)

Le triple empilage et au-delà signifie trois couches ou plus de microvias percées au laser, ce qui permet des connexions inter-couches encore plus complexes. Ces circuits imprimés se caractérisent par une densité de câblage et une intégration élevées et conviennent aux serveurs, aux équipements de communication avancés, à l’aérospatiale et à d’autres produits électroniques de haute performance. Le processus de fabrication est extrêmement complexe, avec des difficultés et des coûts élevés, et une grande attention doit être accordée à l’intégrité des signaux et à la compatibilité électromagnétique.

Différence entre les « couches » et les « niveaux d’empilement »

• Couche :Se réfère au nombre de couches conductrices dans un PCB, comme les cartes à 2 couches, 4 couches et 6 couches. Plus il y a de couches, plus les fonctionnalités et les performances sont élevées.
• Niveau d’empilage :Se réfère au nombre de niveaux d’empilage de microvia créés par le perçage laser dans les cartes HDI. Des niveaux d’empilage plus élevés signifient des structures d’interconnexion plus complexes.
• Ces deux facteurs affectent conjointement les performances électriques, l’intégration et le coût de fabrication d’un circuit imprimé. En règle générale, plus le nombre de couches et de niveaux d’empilement est élevé, plus les performances du circuit imprimé sont bonnes, mais plus le coût est élevé. Par conséquent, la conception d’un circuit imprimé nécessite un équilibre raisonnable et une optimisation entre les performances et le coût en fonction des besoins de l’application pratique.