{"id":11269,"date":"2025-01-20T18:43:14","date_gmt":"2025-01-20T18:43:14","guid":{"rendered":"https:\/\/summitinterconnect.ca\/blog\/article\/defis-de-fiabilite-des-microvias-places-sur-des-vias-mecaniques-remplis-depoxy-et-recouverts-de-metal\/"},"modified":"2025-12-17T10:48:34","modified_gmt":"2025-12-17T10:48:34","slug":"reliability-challenges-of-microvias-placed-over-epoxy-filled-and-cap-plated-mechanical-vias","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/summitinterconnect.ca\/fr\/blog\/article\/reliability-challenges-of-microvias-placed-over-epoxy-filled-and-cap-plated-mechanical-vias\/","title":{"rendered":"D\u00e9fis de fiabilit\u00e9 des microvias plac\u00e9s sur des vias m\u00e9caniques remplis d'\u00e9poxy et recouverts de m\u00e9tal"},"content":{"rendered":"<p><span class=\"TextRun SCXW267364093 BCX8\" lang=\"EN-US\" data-contrast=\"auto\" xml:lang=\"EN-US\"><span class=\"NormalTextRun SCXW267364093 BCX8\">La demande croissante de circuits imprim\u00e9s (PCB) miniaturis\u00e9s \u00e0 haute densit\u00e9 d'interconnexion (HDI) a fait<\/span> <span class=\"NormalTextRun SpellingErrorV2Themed SCXW267364093 BCX8\">des microvias<\/span><span class=\"NormalTextRun SCXW267364093 BCX8\">  indispensables pour obtenir des conceptions compactes et performantes. Cependant, la conception de circuits imprim\u00e9s avec   <\/span><span class=\"NormalTextRun SpellingErrorV2Themed SCXW267364093 BCX8\">microvias<\/span><span class=\"NormalTextRun SCXW267364093 BCX8\">  Plac\u00e9s sur des vias m\u00e9caniques remplis d'\u00e9poxy et recouverts d'un rev\u00eatement, ces dispositifs pr\u00e9sentent des d\u00e9fis de fiabilit\u00e9 importants. Cet article examine les m\u00e9canismes de d\u00e9faillance sous-jacents, propose une explication d\u00e9taill\u00e9e des probl\u00e8mes critiques et pr\u00e9sente des strat\u00e9gies pour am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 de ces structures. <\/span><\/span><span class=\"EOP SCXW267364093 BCX8\" data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/p>\n<h3><b><span data-contrast=\"auto\">Introduction<\/span><\/b><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/h3>\n<p><span data-contrast=\"auto\">Les microvias sont essentiels \u00e0 la connectivit\u00e9 intercouche des circuits imprim\u00e9s HDI, permettant des configurations compactes et des fonctionnalit\u00e9s avanc\u00e9es dans l'a\u00e9rospatiale, l'automobile, les t\u00e9l\u00e9communications et d'autres secteurs \u00e0 haute fiabilit\u00e9. Cependant, les microvias perc\u00e9s dans le rev\u00eatement des vias m\u00e9caniques remplis d'\u00e9poxy sont particuli\u00e8rement vuln\u00e9rables aux d\u00e9faillances m\u00e9caniques, thermiques et d'adh\u00e9rence. La r\u00e9solution de ces vuln\u00e9rabilit\u00e9s n\u00e9cessite une compr\u00e9hension de leurs causes profondes et la mise en \u0153uvre de strat\u00e9gies de conception et de fabrication robustes.  <\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/p><figure class=\"img-caption\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"img-caption__img\" src=\"https:\/\/summitinterconnect.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Reliability-Challenges-Image-C-1.png\" alt=\"\"><\/figure><h3><b><span data-contrast=\"auto\">M\u00e9canismes de d\u00e9faillance<\/span><\/b><\/h3>\n<p><strong>1. Contrainte m\u00e9canique au niveau du rev\u00eatement du capuchon<br \/>\n<\/strong> Le rev\u00eatement de protection, une fine couche de cuivre scellant le via rempli d'\u00e9poxy, est sujet \u00e0 des faiblesses structurelles, en particulier lorsqu'il est soumis \u00e0 des contraintes de per\u00e7age ou de fonctionnement.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Placage mince et faiblesse structurelle<\/strong> : le placage du capuchon est g\u00e9n\u00e9ralement plus fin que les parois en cuivre des vias standard, ce qui limite sa capacit\u00e9 \u00e0 r\u00e9sister aux contraintes m\u00e9caniques, notamment celles dues au per\u00e7age au laser.<\/li>\n<li><strong>Contraintes localis\u00e9es dues au per\u00e7age de microvias<\/strong> : le per\u00e7age de microvias dans le rev\u00eatement de protection introduit des contraintes m\u00e9caniques et thermiques localis\u00e9es. M\u00eame un per\u00e7age laser pr\u00e9cis peut laisser des microfissures ou des bords irr\u00e9guliers qui agissent comme des concentrateurs de contraintes. <\/li>\n<li><strong>Support m\u00e9canique insuffisant de l'\u00e9poxy<\/strong> : Contrairement au cuivre massif, l'\u00e9poxy ne poss\u00e8de pas la rigidit\u00e9 m\u00e9canique n\u00e9cessaire pour renforcer le rev\u00eatement de protection. Par cons\u00e9quent, le rev\u00eatement de protection supporte la majeure partie de la charge m\u00e9canique, ce qui augmente sa sensibilit\u00e9 \u00e0 la d\u00e9formation et \u00e0 la fissuration. <\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>2. Inad\u00e9quation de la dilatation thermique<br \/>\n<\/strong> Les cycles thermiques pendant le soudage, les tests et le fonctionnement imposent une contrainte consid\u00e9rable sur le placage du capuchon et l'\u00e9poxy en raison des diff\u00e9rences dans leurs propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Diff\u00e9rents coefficients de dilatation thermique (CTE)<\/strong> : le cuivre et l'\u00e9poxy se dilatent \u00e0 des vitesses diff\u00e9rentes sous l'effet de la chaleur. Le CTE plus \u00e9lev\u00e9 de l'\u00e9poxy cr\u00e9e des contraintes de traction dans le rev\u00eatement du capuchon lors des excursions thermiques. <\/li>\n<li><strong>Fissuration par fatigue<\/strong> : les cycles thermiques r\u00e9p\u00e9t\u00e9s affaiblissent le rev\u00eatement du capuchon, provoquant des microfissures qui se propagent dans le microvia ou le noyau \u00e9poxy.<\/li>\n<li><strong>Points chauds localis\u00e9s<\/strong> : les microvias sur les vias plaqu\u00e9s capuchon entravent la dissipation de la chaleur, cr\u00e9ant des points chauds qui exacerbent le stress thermique et acc\u00e9l\u00e8rent la graisse du mat\u00e9riau.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>3. Probl\u00e8mes d'adh\u00e9rence entre l'\u00e9poxy et le cuivre<br \/>\n<\/strong> L'interface entre le remplissage \u00e9poxy et le placage du capuchon est un point de d\u00e9faillance courant en raison d'une liaison faible, qui d\u00e9coule de la nature du processus de placage au cuivre autocatalytique.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>\u00c9poxy autocatalytique sur cuivre durci<\/strong> : une fois l'\u00e9poxy durci et planaris\u00e9, la surface devient lisse et ne pr\u00e9sente ni microrugosit\u00e9 ni promoteurs d'adh\u00e9rence pr\u00e9sents dans les feuilles de cuivre standard. Le cuivre autocatalytique d\u00e9pos\u00e9 sur cette surface lisse pr\u00e9sente une r\u00e9sistance au pelage intrins\u00e8quement inf\u00e9rieure \u00e0 celle des feuilles de cuivre. <\/li>\n<li><strong>Absence de promoteurs d'adh\u00e9rence<\/strong> : les feuilles de cuivre contiennent g\u00e9n\u00e9ralement des promoteurs d'adh\u00e9rence (tels que des traitements d'oxyde ou de r\u00e9duction d'oxyde) pour am\u00e9liorer la liaison avec le substrat sous-jacent. Ces promoteurs cr\u00e9ent une interface m\u00e9caniquement imbriqu\u00e9e, augmentant consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance au pelage. En revanche, le cuivre chimique repose uniquement sur l'adh\u00e9sion chimique, qui est moins robuste.  <\/li>\n<li><strong>D\u00e9laminage sous contrainte<\/strong> : La liaison plus faible entre le cuivre chimique et l'\u00e9poxy planaris\u00e9 augmente le risque de d\u00e9laminage lorsqu'il est soumis \u00e0 des charges m\u00e9caniques ou thermiques. Ce d\u00e9laminage cr\u00e9e des sites d'initiation de fissures, r\u00e9duisant \u00e0 la fois l'int\u00e9grit\u00e9 structurelle et la connectivit\u00e9 \u00e9lectrique. <\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>4. Vuln\u00e9rabilit\u00e9s sp\u00e9cifiques \u00e0 Microvia<br \/>\n<\/strong> Les microvias perc\u00e9s dans le rev\u00eatement de protection sur des vias remplis d'\u00e9poxy sont confront\u00e9s \u00e0 des d\u00e9fis uniques qui compromettent leur fiabilit\u00e9 :<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Fondation inad\u00e9quate<\/strong> : les microvias n\u00e9cessitent une fondation en cuivre solide et continue pour la stabilit\u00e9 et la r\u00e9partition des contraintes. L'\u00e9poxy plus souple sous le rev\u00eatement de protection ne parvient pas \u00e0 fournir un support m\u00e9canique ad\u00e9quat. <\/li>\n<li><strong>Amplification des contraintes aux interfaces<\/strong> : Le point de transition entre la paroi du microvia et le rev\u00eatement du capuchon subit une concentration de contraintes, ce qui en fait un point chaud pour l'initiation et la propagation des fissures.<\/li>\n<li><strong>Propagation des fissures dans les microvias<\/strong> : les microfissures provenant du rev\u00eatement du capuchon s'\u00e9tendent souvent dans les parois des microvias, mena\u00e7ant la continuit\u00e9 \u00e9lectrique et la stabilit\u00e9 structurelle.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>5. D\u00e9fauts de vide et de placage<br \/>\n<\/strong> Les d\u00e9fauts dans le remplissage \u00e9poxy ou le placage du capuchon aggravent les probl\u00e8mes de fiabilit\u00e9.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Vides dans le remplissage \u00e9poxy<\/strong> : le pi\u00e9geage de gaz ou un durcissement irr\u00e9gulier cr\u00e9e des vides qui affaiblissent les performances m\u00e9caniques et thermiques de la via.<\/li>\n<li><strong>Placage de capuchon incoh\u00e9rent<\/strong> : un d\u00e9p\u00f4t de cuivre irr\u00e9gulier ou mince sur des vias remplis d'\u00e9poxy introduit des points faibles susceptibles de se fissurer sous contrainte.<\/li>\n<\/ul><figure class=\"img-caption\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"img-caption__img\" src=\"https:\/\/summitinterconnect.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/Reliability-Challenges-Image-C.png\" alt=\"\"><figcaption class=\"img-caption__caption\">Microfissures dans les parois des micovia.<\/figcaption><\/figure><h3><b><span data-contrast=\"auto\">Cons\u00e9quences des \u00e9checs<\/span><\/b><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/h3>\n<p><span data-contrast=\"auto\">L\u2019interaction de ces m\u00e9canismes de d\u00e9faillance conduit \u00e0 plusieurs effets n\u00e9fastes :<\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/p>\n<ol>\n<li><b><span data-contrast=\"auto\">Discontinuit\u00e9 \u00e9lectrique<\/span><\/b> <span data-contrast=\"auto\">: les fissures sectionnent les voies conductrices, provoquant une perte de signal ou des circuits ouverts.<\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<li><b><span data-contrast=\"auto\">Probl\u00e8mes de dissipation thermique<\/span><\/b> <span data-contrast=\"auto\">: une conductivit\u00e9 thermique r\u00e9duite affaiblit la dissipation thermique, cr\u00e9ant une surchauffe localis\u00e9e.<\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<li><b><span data-contrast=\"auto\">Fatigue acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e<\/span><\/b> <span data-contrast=\"auto\">: la concentration des contraintes et les inad\u00e9quations des mat\u00e9riaux amplifient la fatigue, r\u00e9duisant ainsi la dur\u00e9e de vie op\u00e9rationnelle du PCB.<\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<\/ol><h3><b><span data-contrast=\"auto\">Strat\u00e9gies d\u2019att\u00e9nuation<\/p>\n<p><\/span><\/b><\/h3>\n<p><strong>1. Pratiques de conception s\u00fbres<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Vias d\u00e9cal\u00e9s : \u00e9vitez de placer des microvias directement sur des vias remplis d'\u00e9poxy pour r\u00e9partir les contraintes plus uniform\u00e9ment.<\/li>\n<li>Tampons en forme de larme : utilisez des tampons en forme de larme au point d'entr\u00e9e du microvia pour r\u00e9duire la concentration de contraintes.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>2. Mat\u00e9riaux et structures am\u00e9lior\u00e9s<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Vias remplis de cuivre : remplacez les vias remplis d'\u00e9poxy par des alternatives remplies de cuivre pour fournir une base conductrice robuste.<br \/>\n \u00c9poxy adapt\u00e9 au CTE : utilisez des mat\u00e9riaux \u00e9poxy avec un CTE inf\u00e9rieur pour minimiser les d\u00e9calages de dilatation thermique.<\/li>\n<li>Placage de capuchon plus \u00e9pais : augmentez l'\u00e9paisseur du placage de capuchon pour am\u00e9liorer la r\u00e9sistance m\u00e9canique et thermique.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>3. Optimisation des processus<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Remplissage sans vide : utilisez des techniques avanc\u00e9es pour garantir un remplissage et un durcissement uniformes de l'\u00e9poxy, \u00e9liminant ainsi les vides.<\/li>\n<li>Qualit\u00e9 de placage constante : maintenez un contr\u00f4le de qualit\u00e9 rigoureux pour garantir un placage uniforme des capuchons.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>4. Tests et inspections avanc\u00e9s<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Essais thermiques et m\u00e9caniques : valider la fiabilit\u00e9 dans des conditions op\u00e9rationnelles simul\u00e9es, telles que les tests de cyclage thermique et de vibration.<\/li>\n<li>Techniques d\u2019inspection : Utiliser l\u2019imagerie par rayons X et l\u2019analyse transversale pour d\u00e9tecter les vides, le d\u00e9laminage ou d\u2019autres d\u00e9fauts.<\/li>\n<\/ul><h3><b><span data-contrast=\"auto\">Conclusion<\/span><\/b><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/h3>\n<p><span data-contrast=\"auto\">Le placement de microvias sur des vias m\u00e9caniques remplis d'\u00e9poxy et recouverts d'un rev\u00eatement m\u00e9tallique pr\u00e9sente de nombreux d\u00e9fis qui compromettent la fiabilit\u00e9 des circuits imprim\u00e9s. Comprendre les causes profondes de ces d\u00e9faillances (contraintes m\u00e9caniques, d\u00e9calages thermiques et faible adh\u00e9rence) permet aux ing\u00e9nieurs de concevoir des circuits imprim\u00e9s HDI plus robustes. L'utilisation de mat\u00e9riaux avanc\u00e9s, de configurations de vias optimis\u00e9es et de contr\u00f4les de fabrication rigoureux permet d'am\u00e9liorer la durabilit\u00e9 et les performances de ces structures d'interconnexion critiques.  <\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/p><h3><\/h3>\n<h3><b><span data-contrast=\"auto\">R\u00e9f\u00e9rences<\/span><\/b><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/h3>\n<ol>\n<li><span data-contrast=\"auto\">IPC-6012 : \u00ab Sp\u00e9cification de qualification et de performance pour les circuits imprim\u00e9s rigides. \u00bb<\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<li><span data-contrast=\"auto\">IPC-2226 : \u00ab Norme de conception pour les cartes de circuits imprim\u00e9s \u00e0 interconnexion haute densit\u00e9 (HDI) \u00bb.<\/span><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<li><span data-contrast=\"auto\">Park, J. et Yoo, C. (2019). \u00ab\u00a0Modes de d\u00e9faillance des structures \u00e0 microvias soumises \u00e0 des cycles thermiques\u00a0\u00bb.   <\/span><i><span data-contrast=\"auto\">Transactions IEEE sur les composants, l'emballage et la technologie de fabrication.<\/span><\/i><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<li><span data-contrast=\"auto\">Phan, T., et Wright, T. (2020). \u00ab\u00a0Am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 des microvias gr\u00e2ce \u00e0 l'optimisation des mat\u00e9riaux et des proc\u00e9d\u00e9s.\u00a0\u00bb   <\/span><i><span data-contrast=\"auto\">Conception et fabrication de circuits imprim\u00e9s.<\/span><\/i><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<li><span data-contrast=\"auto\">Bhattacharya, S. (2017). \u00ab\u00a0Techniques de fabrication avanc\u00e9es pour les circuits imprim\u00e9s HDI\u00a0\u00bb.   <\/span><i><span data-contrast=\"auto\">Journal des technologies de fabrication \u00e9lectronique.<\/span><\/i><span data-ccp-props=\"{\"134233117\":true,\"134233118\":true,\"201341983\":0,\"335559740\":240}\"> <\/span><\/li>\n<\/ol>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La demande croissante de circuits imprim\u00e9s (PCB) miniaturis\u00e9s \u00e0 haute densit\u00e9 d'interconnexion (HDI) a fait des microvias indispensables pour obtenir des conceptions compactes et performantes. Cependant, la conception de circuits imprim\u00e9s avec microvias Plac\u00e9s sur des vias m\u00e9caniques remplis d'\u00e9poxy et recouverts d'un rev\u00eatement, ces dispositifs pr\u00e9sentent des d\u00e9fis de fiabilit\u00e9 importants. 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