Les produits électroniques légers, petits et multifonctionnels ont conduit au développement de la carte de circuit imprimé sur laquelle les lignes et les vias dépendent de l’interconnexion haute densité (HDI), mais elle ne peut toujours pas répondre aux exigences du développement futur. La capacité de traitement massive de la 5G nécessite une plus grande capacité de batterie, ainsi que des processeurs et des composants plus sophistiqués, des écrans à plus haute résolution. Pour répondre à ces demandes, la quantité d’espace disponible pour les PCB HDI au sein des smartphones 5G devra être considérablement réduite.
Regardons le processus PCB conventionnel et le processus PCB mSAP
Procédé PCB soustractif conventionnel
Dans un procédé soustractif, de fines lignes sont formées en recouvrant la couche de cuivre d’une réserve de gravure, en appliquant la photolithographie pour imager les zones où le cuivre doit être conservé, et en éliminant par gravure le matériau non imagé.
Le principal inconvénient de cette approche est que le traitement chimique utilisé pour graver verticalement les lignes dissout également le cuivre dans une direction horizontale le long des parois de la trace. Dans une vue en coupe, les traces résultantes apparaîtront de forme trapézoïdale (avec des côtés à un angle inclus de 25-45 degrés par rapport à la base).
Cette forme trapézoïdale des conducteurs pourrait constituer un problème de fiabilité d’impédance pour les fréquences 5G mmWave.
Procédé additif mSAP
Une alternative au procédé soustractif est le mSAP (procédé de fabrication semi-additif), qui permet une transition vers des géométries de circuit beaucoup plus fines.
Avec le mSAP, une couche de cuivre beaucoup plus fine est déposée sur le stratifié, et plaquée dans les zones où la réserve n’est pas appliquée – d’où la nature » additive » du procédé. La fine couche de cuivre restant dans les espaces entre les conducteurs est ensuite éliminée par gravure. Alors que les géométries des traces sont définies chimiquement au cours des procédés soustractifs, la mSAP permet de définir les géométries des traces par photolithographie. Les traces sont donc formées avec beaucoup plus de précision, en lignes verticales droites, donnant une section transversale de forme rectangulaire qui maximise la densité du circuit et permet un contrôle précis de l’impédance avec une perte de signal plus faible.
Avec le mSAP, la largeur de trace est réduite et donc plus de connexions électriques sont possibles sur la même zone du PCB, contribuant ainsi à des PCB de plus petite taille.
Des conducteurs plus fins avec une forme contrôlée peuvent fournir certains avantages en termes d’intégrité du signal en raison d’une amélioration de la diaphonie et du rapport de bruit.
Bien que le processus semi-additif (SAP) utilisé dans la carte de substrat IC puisse réaliser une fabrication de circuit plus précise, mais il y a un problème que le coût de fabrication est élevé et l’échelle de production est petite, donc limitée aux IC à ce jour.
Il est à espérer que la majorité des travailleurs de l’industrie des PCB continuera à travailler dur pour améliorer la capacité du processus mSAP, les produits et ouvrir la voie à la meilleure réalisation de nouvelles technologies telles que l’Internet des objets et la 5G.
