Process de perçage PCB et backdrill

Mécanique • Laser • Backdrill • VIPPO

Perçage PCB complet & fabrication d'interconnexions

Dans l'univers exigeant de la fabrication de PCB, le perçage est l'interface clé entre précision mécanique et performance électrique. Des trous traversants standards aux microvias laser HDI et au backdrilling orienté intégrité du signal, nous réalisons des interconnexions complexes avec des tolérances au micron.

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±0.05mmPrécision
Laser/CNCTechnologie
Type I-III+HDI
Mechanical DrillingCNC
Laser MicroviasHDI
BackdrillingSignal
Via-in-Pad (VIPPO)Assemblage
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Laser/CNCTechnologie
Type I-III+HDI
Mechanical DrillingCNC
Laser MicroviasHDI
BackdrillingSignal
Via-in-Pad (VIPPO)Assemblage

Perçage PCB et fabrication d'interconnexions complets chez APTPCB

Dans le domaine avancé de la fabrication de circuits imprimés (PCB), le perçage constitue l'intersection critique entre précision mécanique et performance électrique. C'est l'étape où la connectivité couche à couche est établie, où les chemins de signal sont réalisés et où les caractéristiques thermiques de l'appareil sont largement déterminées.

Chez APTPCB, notre rôle va bien au-delà du simple perçage. Avant la production, nos ingénieurs MI et CAM, ainsi que l'équipe QA CAM, examinent en détail vos fichiers PCB. Nous créons et vérifions la documentation d'ingénierie afin de garantir l'alignement avec l'intention de conception. Si des points sont détectés lors de cette revue, nous fournissons un retour et proposons des ajustements avant le démarrage de fabrication. Nous ne répliquons pas les designs à l'identique : nous travaillons en collaboration pour optimiser le design pour la fabrication et éviter les problèmes potentiels en production.

Grâce à des technologies de fabrication avancées, nous donnons vie à des architectures d'interconnexion complexes en respectant strictement vos spécifications Gerber et ODB++. Des cartes rigides standards aux plateformes HDI rigid-flex haute densité, notre usine est équipée pour couvrir tout le spectre des exigences de perçage avec des tolérances au micron.

Perçage mécanique : la base de l'interconnexion verticale

Pour la majorité des designs PCB, le perçage CNC mécanique reste l'ossature de la fabrication. Nous exploitons un parc de broches haute vitesse à profondeur dynamique contrôlée, capables de réaliser des milliers d'impacts par minute tout en maintenant une précision de position stricte par rapport aux couches cuivre internes.

Conductivité et isolation des trous traversants

L'unité la plus fondamentale d'un PCB est le trou traversant. Sa réalisation détermine la fiabilité à long terme de la carte.

  • Plated Through Hole (PTH) : Interconnexion verticale standard. Chez APTPCB, nous surveillons nos lignes de cuivrage chimique et électrolytique pour garantir un dépôt ductile et uniforme sur le fût du via (via barrel). Cela évite les fissures de fût lors du choc thermique du reflow d'assemblage.
  • Non-Plated Through Hole (NPTH) : Critique pour l'isolation électrique et la fixation. Nous suivons strictement des itinéraires de process empêchant tout dépôt de métallisation dans ces trous — soit en les perçant après le cycle de métallisation, soit via des méthodes de tenting — afin que la paroi reste non conductrice.
  • Mechanical Drill Hole : Nous gérons une large gamme de rapports d'aspect pour la transmission standard de signal et de puissance, et nous assurons des parois lisses afin de faciliter une métallisation fiable.

Interface composant et tolérances d'assemblage

Chaque type de composant requiert une géométrie de trou spécifique pour assurer la soudabilité et l'ajustement mécanique. Nous suivons strictement vos plans de fabrication pour :

  • Component Lead Hole / Leaded Component Hole : Dimensions précises pour les composants THT (Through-Hole Technology) standards.
  • Pin-In-Hole / Pin Via : Réalisés pour les process Pin-in-Paste (intrusive reflow), où le volume du trou est critique pour le calcul de pâte à braser.
  • Press-Fit Hole / Press-Fit Via : Pour les connecteurs sans soudure, nous exécutons les designs Via for Press-Fit Connector. Ils nécessitent des tolérances extrêmement serrées (souvent +/- 0.05mm) et des finitions de métallisation spécifiques (comme l'étain ou l'argent immersion) afin de créer une interface gaz-étanche par soudage à froid sans endommager la broche du connecteur.
  • Wire Via : Trous de petit diamètre conçus spécifiquement pour la soudure directe de fils.

Formes complexes, fentes et routage

Les PCB modernes servent souvent à la fois de circuits électriques et d'éléments mécaniques structuraux. Notre service de routage est capable de produire des découpes internes complexes :

  • Plated Slot / Metalized Slot : Largement utilisé pour des connecteurs lame à fort courant ou des jacks DC. Nous garantissons une métallisation continue sur le rayon de la fente.
  • Through-Slot Metallized Hole : Variante où la fente agit comme élément de blindage à la masse ou comme guide mécanique.
  • NPTH Slot / Long Slot : Souvent utilisé pour l'isolation haute tension (jeux d'air pour la ligne de fuite) ou des glissières mécaniques.
  • Geometric Versatility : Nous traitons des designs comportant des Oval Hole, Oblong Hole, Rectangular Hole et Square Hole. Pour les connecteurs polarisés, nous fabriquons des Key Slots précis.

Fonctions d'intégration mécanique

Pour soutenir l'assemblage final de votre produit, nous fabriquons :

  • Mounting Hole / Assembly Hole / Screw Hole : Trous standard non métallisés pour fixation sur châssis.
  • Countersink Hole / Counterbore Hole : Perçage à profondeur contrôlée sur l'axe Z pour créer des empreintes coniques ou à fond plat, permettant aux têtes de vis d'être affleurantes ou en dessous de la surface.
  • Chamfered Hole / Beveled Hole : Trous avec chanfrein pour éviter l'usure de câbles ou faciliter l'insertion de broches.
  • Tooling Hole / Guide Hole / Pilot Hole : Essentiels pour l'alignement de fabrication, maintenus selon votre dessin de panelisation pour sécuriser la carte lors du profilage et des tests.

Architectures HDI (High-Density Interconnect) et laser

À mesure que les appareils électroniques se miniaturisent, la densité de routage demandée dépasse les limites physiques du perçage mécanique. APTPCB utilise une technologie d'ablation laser de pointe pour fabriquer des cartes HDI qui alimentent les secteurs mobiles et informatiques d'aujourd'hui.

Capacités process laser

  • Laser Drill Hole : Nous utilisons des systèmes laser avancés adaptés au stack-up matériau.
  • CO2 Laser Via : Optimisé pour l'enlèvement rapide des diélectriques (Prepreg, ABF ou RCC).
  • UV Laser Via : Utilisé pour une ablation haute précision du cuivre et du diélectrique, créant un Laser-Defined Hole propre avec une carbonisation et des zones affectées thermiquement minimales.
  • Hybrid Drill Hole (Laser + Mechanical) : Nous disposons des systèmes d'alignement nécessaires pour superposer des trous traversants mécaniques et des microvias laser sur une même carte à fort nombre de couches.

Empilage de microvias et topologies

Nous supportons tous les types HDI définis par l'IPC (Type I, II, III et au-delà) via des cycles de lamination avancés :

  • Microvia / Ultra-Fine Microvia : Connexion de couches adjacentes avec des diamètres souvent inférieurs à 0.10mm (4 mil).
  • Blind Via : Via reliant une couche externe à une couche interne sans traverser toute l'épaisseur de la carte.
  • Buried Via : Via reliant uniquement des couches internes, entièrement encapsulé dans la structure du PCB.
  • Buried Microvia : Vias laser situés sur des cores internes.
  • Blind & Buried Via : Nous maîtrisons la lamination séquentielle complexe pour combiner ces technologies dans un même stack-up.

Structures d'interconnexion avancées

Pour maximiser l'espace de routage, nous proposons des architectures de vias sophistiquées :

  • Stacked Via / Stacked Microvia : Placer un via laser directement au-dessus d'un buried via ou d'un autre microvia. Cela exige une surface planaire obtenue via un remplissage cuivre.
  • Staggered Via / Staggered Microvia : Décaler les vias sur des couches successives, améliorant la tenue aux contraintes lors de la dilatation thermique.
  • HDI Sequential Microvia : Pilotage du process Sequential Build-Up (SBU) pour des interconnexions multi-étages.
  • Skip Via : Microvias laser traversant deux couches diélectriques pour connecter Layer n à Layer n+2.
  • Z-Axis Via : Méthodes d'interconnexion verticale spécialisées pour certains laminés haute fréquence.

Via-in-Pad, remplissage et technologie VIPPO

La miniaturisation de composants comme les BGA et QFN supprime souvent l'espace nécessaire aux fanout vias traditionnels ou aux patterns Dogbone. La solution est le Via-in-Pad, et APTPCB propose une gamme complète de process de bouchage et remplissage IPC-4761 pour le supporter.

Configurations Via-in-Pad

  • Via-in-Pad Open : Via placé dans le pad et laissé ouvert. Économique, mais risque de solder wicking.
  • Via-in-Pad Plugged : Bouchage partiel du trou pour limiter l'écoulement de brasure.
  • Via-in-Pad Filled : Remplissage complet du fût de via avec un matériau.
  • Via-in-Pad Capped / Capped Via : Métallisation au-dessus du via rempli pour retrouver une surface soudable.
  • Via-in-Pad Plated Over (VIPPO) : Aussi appelé Via-in-Pad Filled and Capped. C'est le standard premium en HDI : nous perçons, métallisons, remplissons à l'époxy, planarison, puis cap-plate. On obtient un pad parfaitement plat, indispensable pour une soudure fiable des fine-pitch vias et des vias de sortie BGA (BGA escape).

Science des matériaux pour le remplissage de vias

Nous utilisons des matériaux de remplissage spécialisés selon vos contraintes de design :

  • Resin-Filled Via / Epoxy-Filled Via : Remplissage standard non conducteur, accordé au CTE du stratifié afin d'éviter des défauts de dilatation.
  • Non-Conductive Filled Via : Assure l'isolation électrique entre les parois de via et le cap de surface.
  • Conductive Filled Via : Utilisation historique de pâtes argent/cuivre (moins courant aujourd'hui à cause des incompatibilités thermiques).
  • Copper-Filled Via : Microvia entièrement rempli par cuivrage électrolytique (Solid Copper Plating), offrant une performance électrique et thermique maximale pour les microvias empilés.
  • Epoxy Backfilled Via : Backfill résine de trous à profondeur contrôlée pour une surface plus lisse.

Tenting et protection

Pour les vias non utilisés sur des pads de soudure, nous proposons plusieurs méthodes de protection :

  • Via Tenting / Tented Via : Couvrir le via avec un solder mask dry film.
  • Solder Mask Plugged Via / Via Plugging : Forcer l'encre de solder mask dans le trou pour le sceller.
  • Soldermask-Defined Plugged Via : Quand l'ouverture du masque contrôle la géométrie du bouchage.
  • Plugged & Capped Via : Trou bouché à la résine puis coiffé (cap) de métal pour l'étanchéité.
  • Via Overprint : Appliquer du solder mask au-dessus du via bouché afin d'assurer une isolation complète.

Intégrité du signal : backdrilling et contrôle d'impédance

À l'ère de la 5G, du 112G PAM4 et du PCIe Gen5, la structure physique des vias peut dégrader la qualité du signal. APTPCB met en œuvre des techniques de perçage avancées pour atténuer ces effets.

Backdrilling (suppression de stub)

La portion inutilisée d'un trou traversant métallisé, appelée via stub, agit comme une antenne résonante et provoque des réflexions et des pertes d'insertion.

  • Backdrill / Backdrilled Via : Nous réalisons une opération de perçage à profondeur contrôlée depuis la face secondaire afin de retirer mécaniquement le stub cuivre.
  • Stub Removal Drill : Notre tolérance de profondeur est précise pour enlever le stub sans endommager les couches internes actives.
  • Via Barrel Relief : Nous gérons la zone de transition pour garantir des chemins de signal propres.

Optimisation high-speed et RF

  • Controlled Impedance Via / Impedance-Tuned Via : Vias fabriqués avec des diamètres et des dégagements d'anti-pad précis afin de correspondre à l'impédance caractéristique de la ligne.
  • High-Speed Via / Differential Pair Via : Enregistrement précis des trous percés par rapport à la zone anti-pad et aux vias de retour, afin de préserver le couplage.
  • RF Via / Microwave Via : Parois lisses et géométries exactes pour des performances à faibles pertes.
  • Shielding Structures : Perçage de via fences denses, EMI shield fence vias, via stitching et shielding vias pour créer des barrières d'isolation (cages de Faraday) autour des blocs RF sensibles.

Gestion thermique et alimentation de puissance

La chaleur est le principal ennemi de la fiabilité en électronique de puissance. Les capacités de fabrication d'APTPCB font partie intégrante de votre stratégie de gestion thermique.

  • Thermal Via / Thermal Via Array : Perçage d'arrays denses visant à conduire la chaleur des composants de surface vers des plans de masse internes ou des dissipateurs côté bottom.
  • Heat Dissipation Via : Souvent renforcés par la technologie Copper-Filled Via ou par des process Heavy Copper Drill Hole afin de maximiser la masse thermique.
  • Metal Core Via (MCPCB) / Thermal Through Hole (MCPCB) : Perçage de substrats aluminium ou cuivre pour l'éclairage LED et automotive, y compris des resin-core vias pour l'isolation électrique.
  • Power Via / Ground Via / High-Current Via : Optimisation du perçage et de la métallisation pour des thick-copper vias (jusqu'à 10oz ou plus), afin d'éviter les fissures de fût sous fortes charges thermiques de courant.
  • Copper-Dome Via / Copper-Capped Via : Structures spécialisées pour améliorer la diffusion thermique en surface.

Bord de carte et fabrication mécanique

Votre PCB fait souvent partie d'un ensemble mécanique plus large. Nous proposons un usinage de bord spécialisé pour faciliter l'intégration système.

  • Castellated Hole / Castellation : Aussi appelé Half Hole ou Plated Half Hole. Nous les perçons sur le bord du panneau puis effectuons un routage secondaire pour couper le trou en deux. Cela crée un demi-cylindre métallisé permettant de monter le PCB en module en CMS.
  • Edge Plated Hole / Edge Via : Métallisation continue autour du bord de la carte pour la mise à la masse châssis ou le blindage EMI.
  • Edge Slot / Via for Board-Edge Module : Création de fentes ou motifs pour des connecteurs de bord.
  • Via for Shield Can : Trous conçus pour mettre à la masse et fixer des blindages RF métalliques (cans).

Assurance qualité, test et fiabilité

Un trou percé n'est fiable que s'il est vérifié. Nous intégrons le perçage dans un écosystème global de contrôle qualité.

Test et vérification

  • Test Via / Test Hole / Probe Via : Nous préservons ces emplacements pour les tests de connectivité électrique.
  • ICT Test Hole (In-Circuit Test) / Flying-Probe Via : Nous veillons à ce que ces pads restent sans masque et propres pour le contact des pointes de test.
  • Fiducial Hole / Alignment Hole / Registration Hole : Perçage pour vérifier l'alignement couche à couche et pour l'inspection optique en assemblage automatisé.

Process de fiabilité

  • Cross-Section Analysis : Nous coupons régulièrement des coupons d'échantillon pour inspecter l'intégrité du fût de via, mesurer l'épaisseur de métallisation et détecter fissures ou vides.
  • Desmear : Cycles Plasma-Prepared Hole pour retirer le smear de perçage (résine fondue) de la paroi, assurant une interconnexion parfaite entre le fût et les couches cuivre internes.
  • Moisture Management : Pour les designs flex et rigid-flex, nous fabriquons des Moisture Relief Holes, Vent Holes, Gas Relief Holes et Vacuum Relief Holes afin de libérer les volatiles piégés pendant le reflow haute température et éviter la délamination.
  • Solder Thieving Hole : Support des designs intégrant ces trous dans des pallets de wave solder afin de prévenir les ponts de soudure.
  • Deep Drilled Hole / Multi-Depth Drill / Step-Drilled Hole : Contrôle axe Z pour exécuter des trous s'arrêtant à des profondeurs précises pour des assemblages mécaniques borgnes.
  • Non-Functional Pad Via : Nous pouvons retirer ou conserver les pads non fonctionnels selon vos exigences netlist d'intégrité du signal.
  • Cavity Via / Embedded Via : Support des technologies d'intégration de composants (embedding).

Chez APTPCB, nous combinons ces capacités étendues de perçage à un respect strict des standards qualité. Qu'il s'agisse d'un simple trou de fixation ou d'un stack HDI multi-lamination complexe avec connecteurs backdrilled, notre équipe est prête à exécuter votre design avec précision.

Questions fréquentes

Réponses aux questions que nous entendons le plus souvent de la part des équipes hardware.

Comment gérez-vous les exigences PTH, NPTH et press-fit ?

Nous suivons vos plans de fabrication pour dimensionner PTH/NPTH, pin-in-hole et press-fit, contrôler les parcours de métallisation ou d'isolation et tenir des tolérances serrées avec perçage à profondeur contrôlée si nécessaire.

Quelles structures de vias laser et HDI sont supportées ?

Microvias laser CO2 et UV, vias borgnes/enterrés, microvias HDI empilés ou décalés, skip vias et enregistrement hybride mécanique/laser sur des cycles sequential build-up.

Proposez-vous des process via-in-pad et de remplissage ?

Oui — options via-in-pad open, plugged, filled, capped et VIPPO, avec résine/époxy, cuivre ou bouchage au masque selon IPC-4761 pour obtenir des pads plats et soudables.

Pouvez-vous réaliser du backdrilling pour des signaux high-speed ?

Nous effectuons une suppression de stub par backdrill à profondeur contrôlée avec une tolérance de profondeur précise, afin de nettoyer les chemins de signal et réduire les réflexions sur des réseaux high-speed ou RF.

Comment répondez-vous aux exigences thermiques et mécaniques ?

Vias thermiques, perçages de dissipation et metal-core, edge plating et castellations, trous de relief d'humidité et fentes/countersinks mécaniques sont réalisés selon vos spécifications, avec des contrôles QA comme cross-section et contrôle du desmear.

Revue perçage & backdrill PCB

Envoyez stackup, fichiers de perçage, objectifs d'impédance et stratégie de vias — nous renvoyons un drill stack, des tolérances et un plan de backdrill.