Guide essentiel vias enterrés et aveugles en PCB flex-rigides HDI

Depuis leur première utilisation en équipements militaires hautement fiables dans les années 1980, les PCB flex-rigides sont largement utilisés dans les domaines high-tech. Aujourd'hui, les cartes flex-rigides sont devenues l'un des sujets de recherche majeurs dans l'industrie PCB. Combinant la fonction support des cartes rigides et les fonctions haute densité et flexibilité des cartes flex, les flex-rigides permettent l'assemblage 3D sous différentes conditions, répondant aux exigences de légèreté, finesse, petite taille des produits électroniques. Donc large champ d'application.

La plupart des flex-rigides ont vias enterrés et aveugles. En choisissant type PCB, beaucoup d'opportunités pour flex-rigides avec vias enterrés/aveugles → nécessaire de les connaître avant devis.

Avantages et bénéfices cartes flex-rigides

Aujourd'hui, flex-rigides utilisés dans portables, médical, militaire. Parmi tous PCB, flex-rigides ont résistance la plus forte environnements sévères → champs application plus larges. Par flexibilité, taille espace et poids système minimisés par application 3D.

En conception flex-rigide, tendance majeure : vias aveugles/enterrés et interconnectique haute densité (HDI) requis. Vu grand nombre types flex-rigides, contenu suivant avec exemple carte 6 couches asymétrique flex-rigide.

Préparation délicate des matériaux

Première couche 6 couches asymétrique = flex ; 5 autres = rigides. Largeur/espacement lignes = 0,1 mm ; beaucoup vias aveugles/enterrés zones rigides/flex-rigides. Matériaux base Tableau 1 :

Couches 3 et 4	Couches 2, 5, 6 feuillard cuivre	Couche 1 (flex)
FR-4 double face cuivre couche interne	Feuillard cuivre (brunissage une face)	Plaque PI calandrée simple face cuivre

Risque délaminage flex-rigides → adhésif acrylique comme prepreg partie associative flex-rigide pour exigence viscosité. Couches rigides : prepreg no-flow. Tableau 2 = caractéristiques prepreg no-flow.

Éléments testés	Unité	Condition opératoire	Indice performance
			Valeur standard	Valeur protection
Quantité écoulement résine	% / mm	TPC TM650 2.3.17.2	<3,0 / <1,0	<3,0 / <2,0
Température transition vitreuse	°C	DSC / TMA	160 / 140	>160 / >155
CTE axe x / y / z	10⁻⁶/°C	Ambiant à Tg	15 / 13 / 60	<20 / <15 / <80
Expansion axe z	%	5°C–260°C	4,5	<4,0
Inflammabilité		UL94 (C-96/20/65)+(C-96/40/90)	V-0 / 0,010–0,015	V-0 / <0,025
Flottement soudure (260°C)	s	A	>180	>120
Force pelage	kgf/cm	A	1,4–1,6	>1,43
Résistance flexion	kgf/mm²	A	40–50	<32,7
Absorption eau	%	A	0,01–0,14	<0,20

Technique vias aveugles/enterrés

Méthode de stratification

Deux types : stratification en une étape et étape par étape. Une étape = toutes couches internes stratifiées une fois. Avantage : temps fabrication court, coût bas. Inconvénient : positionnement couche couverture difficile ; défauts stratification, délaminage, déformation couches internes découverts seulement après gravure. Étape par étape = stratification respective couche flex et couche rigide. Réduit difficulté positionnement couverture et décalage graphique couche interne ; défauts découverts à temps, exploite caractéristiques matériaux rigide/flex. Mais : plus procédures, temps, matériaux auxiliaires, coût augmenté.

Matériaux

Pour flex-rigides vias aveugles/enterrés, stratification étape par étape conseillée pour qualité vias aveugles et alignement haute précision. Stratification couches internes d'abord, puis interne-externe. Caoutchouc silicone comme matériau stratification, film PET release comme nettoyant moule pour les deux.

Technique perçage

Perçage NC et laser requis deux fois chacun sur ce type 6 couches asymétrique flex-rigide ; perçage UV pour vias aveugles. Perçage UV = technologie avancée opération complexe → coût supplémentaire raisonnable exigé par fabricants PCB.

Nettoyage PLASMA

Nettoyage plasma élimine saletés parois vias flex-rigides. Processus : plasmas état actif haut génèrent réaction gaz-solide avec acrylique, polyimide, époxy, fibre verre. Gaz généré + plasmas non réactifs éliminés par pompes air. Réaction physico-chimique complexe. En résumé : choses à savoir sur vias enterrés/aveugles HDI flex-rigides avant devis car tout lié à coût, temps, performance produit.

Ressources utiles

• Ce qu'il faut savoir sur vias enterrés et aveugles
• Comment concevoir vias aveugles/enterrés en circuits numériques haute vitesse
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