Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les smartphones, les ordinateurs portables et les équipements de contrôle industriels haut de gamme peuvent devenir de plus en plus fins tout en offrant des performances de plus en plus puissantes ? Bien qu'ils disposent d'autant de composants électroniques internes, ils permettent une utilisation optimale de l'espace. Cela est dû à un processus de fabrication de PCB haut de gamme : une technologie de résistances et de condensateurs enterrés.

En termes simples, cela implique de « cacher » les résistances et les condensateurs, qui sont normalement montés sur la surface du PCB, directement dans les couches internes du circuit imprimé, donnant essentiellement aux composants électroniques un « problème d’invisibilité ». Aujourd'hui, nous allons expliquer cette technologie en termes simples et voir à quel point elle est incroyable !

Que sont les résistances et condensateurs enterrés ? En quoi diffèrent-ils des processus traditionnels ?

Examinons d'abord les cartes PCB traditionnelles. Les résistances et les condensateurs sont directement soudés sur la surface de la carte à l'aide d'une technologie de montage en surface, comme si l'on « attachait de petits carrés » à une carte de circuit imprimé.Cela prend non seulement de la place, mais est également sensible aux interférences externes.

La technologie des résistances et des condensateurs enterrés, quant à elle, intègre des résistances et des condensateurs directement dans les couches internes de la carte PCB. Le circuit imprimé obtenu présente une conception structurelle unique : de bas en haut, il se compose d'une première couche diélectrique, de résistances enterrées, d'une couche de circuit et d'une seconde couche diélectrique. Une couche isolante polymère spéciale est également appliquée sur la partie de la résistance enterrée non recouverte par la couche de circuit pour la protéger de la corrosion chimique. Ceci est la clé d’une production de masse stable de cartes de résistances et de condensateurs enterrées.

En bref : les procédés traditionnels « les fixent à la surface », tandis que les résistances et condensateurs enterrés sont « cachés à l’intérieur » – une différence d’un mot, mais un saut qualitatif.

Quels sont les principaux avantages de cette « technologie furtive » ?

Les avantages de la technologie des résistances et condensateurs enterrés (BRC), devenue une caractéristique standard des produits électroniques haut de gamme, sont nombreux, chacun répondant à un problème clé dans la conception de circuits haut de gamme :

• 1. Gain de place ! Obtenir des circuits imprimés « ultra-compacts » : avec des résistances et des condensateurs cachés à l'intérieur, la surface du PCB n'a plus besoin d'être densément remplie de composants montés en surface, libérant directement un espace important sur la carte. Cela permet aux ingénieurs de concevoir des circuits plus complexes sur des cartes plus petites, ce qui est l'une des principales raisons pour lesquelles les téléphones mobiles et les montres intelligentes peuvent devenir de plus en plus petits.
• 2. Réduction du bruit ! Fonctionnement du circuit plus stable : les composants montés en surface sont sensibles aux interférences électromagnétiques, générant du bruit dans le circuit et affectant les performances de l'appareil. Cependant, les résistances et les condensateurs enterrés, enfermés dans le matériau du PCB, agissent comme un « bouclier de protection » supplémentaire, réduisant considérablement les interférences électromagnétiques et rendant le circuit plus stable, maximisant ainsi les capacités anti-interférences.
• 3. Performances améliorées ! Transmission du signal plus fluide : les résistances et condensateurs enterrés raccourcissent les chemins de transmission du signal, réduisant le délai de transmission du signal et la perte de réflexion, améliorant considérablement l'intégrité et la fiabilité de la transmission du signal. Ceci est particulièrement important pour les produits nécessitant des signaux extrêmement élevés, tels que les téléphones mobiles, les stations de base et les équipements de contrôle industriel haut de gamme.
• 4. Épaisseur réduite ! Atteindre la « minceur » des équipements élimine le besoin de composants montés en surface, réduisant ainsi directement l'épaisseur de la carte PCB. Combiné avec des matériaux spécialisés tels que des cartes à noyau de condensateur intégré ultra-minces, l'ensemble du circuit imprimé devient plus fin et plus léger, correspondant parfaitement à la tendance actuelle vers des produits électroniques plus fins et plus légers.

Cacher des composants est loin d’être simple.

Les résistances et les condensateurs enterrés ne servent pas seulement à les « bourrer » ; il s'agit d'un processus de fabrication précis comportant quatre étapes, chacune avec des exigences strictes :

• Étape 1 : Création d'une couche interne dédiée En plus des couches externe et interne standard d'un PCB, une couche interne distincte est créée pour intégrer les résistances et les condensateurs. Cette couche réserve de l'espace pour intégrer les résistances et les condensateurs et utilise des techniques conventionnelles de fabrication de PCB telles que la galvanoplastie et la gravure pour garantir la précision de la couche.
• Étape 2 : Emballage des composants spéciaux Les résistances et condensateurs ordinaires ne peuvent pas être directement intégrés. Ils doivent être transformés en boîtiers minces et spéciaux qui non seulement s'adaptent à l'épaisseur du PCB, mais présentent également une bonne conductivité thermique pour éviter les problèmes de performances causés par la dissipation thermique pendant le fonctionnement.
• Étape 3 : Incorporation précise des composants Il s'agit de l'étape principale, utilisant principalement deux méthodes : soit une technique de pressage spéciale est utilisée pour presser les résistances et les condensateurs emballés entre les matériaux de la couche interne ; ou la technologie laser est utilisée pour graver des cavités dans le matériau de la couche interne avant de remplir avec précision les composants. L'ensemble du processus nécessite une précision extrêmement élevée.
• Étape 4 : Connexion et intégration des couches. Les couches internes contenant les composants intégrés doivent être connectées à d'autres couches conventionnelles du PCB à l'aide de laminage, de perçage et d'autres techniques pour former un circuit imprimé complet, garantissant une conductivité douce entre les couches.

​

Si les avantages sont importants, il est également important d’en comprendre les inconvénients. Le processus de résistance et de condensateur intégrés, bien qu’excellent, n’est pas une panacée. Ses principaux inconvénients se concentrent sur deux domaines, c'est pourquoi il n'est actuellement utilisé que dans des produits haut de gamme :

• Fabrication et réparation complexes : les résistances et les condensateurs sont cachés en interne et ne peuvent pas être directement observés. Si un problème survient, ils ne peuvent pas être remplacés directement comme les composants montés en surface, ce qui rend la réparation difficile et peut conduire à la mise au rebut de l'ensemble de la carte ;
• Coût relativement élevé : un emballage spécial, des processus d'intégration précis et des matériaux spécialisés rendent le coût de fabrication des cartes de résistances et de condensateurs intégrées plus élevé que celui des PCB traditionnels.

Par conséquent, ce processus est actuellement principalement utilisé dans les produits électroniques haut de gamme ayant des exigences élevées en matière de performances, de taille et d’épaisseur, tels que les téléphones mobiles phares, les serveurs haut de gamme, les équipements de contrôle industriel de précision et les composants électroniques aérospatiaux.

Résumé : La « magie spatiale » de l’électronique haut de gamme – Un potentiel futur illimité

En fin de compte, la technologie des résistances et des condensateurs enterrés sur PCB est une technologie haut de gamme née pour les conceptions de circuits haute densité, hautes performances et minces. En « enterrant » les résistances et les condensateurs en interne, il résout les problèmes de la technologie traditionnelle de montage en surface, tels que les contraintes d'espace, les interférences et l'épaisseur, devenant ainsi un moteur clé pour la miniaturisation et le développement haut de gamme des produits électroniques.

Avec les progrès technologiques continus, le coût de fabrication de la technologie des résistances et des condensateurs enterrés diminuera progressivement et la précision du processus continuera de s'améliorer. À l'avenir, il pourrait s'étendre des produits haut de gamme à davantage d'applications grand public, permettant à davantage de produits électroniques de réaliser des percées en matière de « petite taille et hautes performances ».