OKI repousse les frontières de l’électronique avec un circuit imprimé à 124 couches

Au-delà de 100 couches, les défis deviennent exponentiels : gestion du flux de résine, stabilité mécanique, effondrement des vias, et précision d’alignement entre les couches. Traditionnellement, franchir le cap des 108 couches nécessitait d’accepter des compromis sur la fiabilité ou d’augmenter l’épaisseur, ce qui limitait l’intégration dans les systèmes existants. OKI a relevé ce défi grâce à une série d’innovations :  

• Matériaux diélectriques ultra-fins : Chaque couche ne mesure que 25 µm, permettant d’empiler plus de couches sans dépasser l’épaisseur limite. 
• Contrôle d’impédance précis : Les matériaux, tels que le Megtron 7, sont conçus pour minimiser les pertes à des fréquences supérieures à 112 GHz, essentielles pour les signaux à très haut débit. 
• Gestion thermique optimisée : Les propriétés thermiques avancées des matériaux assurent la dissipation de la chaleur, essentielle pour les applications IA à forte puissance.

Une avancée majeure pour l’industrie électronique

L’ajout de chaque couche n’est pas anodin : il augmente la densité de signaux, permet l’intégration de plans de masse supplémentaires, et améliore la gestion des paires différentielles à haute vitesse. Pour les applications de test de semi-conducteurs, notamment la vérification des modules HBM (High Bandwidth Memory) utilisés dans les accélérateurs d’IA, cette densité de routage est un atout majeur. Les protocoles comme PCIe Gen6 ou CXL 3.0, qui exigent une intégrité de signal irréprochable, trouvent ici un terrain d’expression idéal.

Dans les serveurs d’IA, ces PCBs à très haute densité facilitent l’intégration de plans de masse et de réseaux de microvias, réduisant les interférences et les pertes de signal. Pour l’aérospatial et la défense, où la fiabilité prime, la capacité à résister à plus de 1 000 cycles thermiques (norme MIL-STD-883G) fait de cette technologie une option de choix pour les environnements extrêmes.

Limites et principaux défis 

Toute avancée technologique a un coût. La complexité de fabrication d’un PCB à 124 couches se traduit par un prix élevé : environ 4 800 dollars le mètre carré, avec des délais de production pouvant atteindre 16 semaines. Le rendement, autour de 65 %, reste inférieur à celui des PCBs à 108 couches (85 %), en raison des risques accrus de défauts mécaniques et électriques, notamment aux interfaces cuivre-FR-4. Les contraintes thermomécaniques, supérieures à 80 MPa, peuvent entraîner des défauts difficiles à détecter et à corriger, comme le cratérisation des pastilles ou la dégradation des signaux dans les boîtiers BGA à pas fin.

Le diagnostic de ces défaillances est souvent complexe, nécessitant des analyses destructives qui augmentent les coûts et les délais. Pour l’instant, cette technologie reste donc réservée à des applications de niche, où la performance justifie l’investissement.

Vers une démocratisation progressive de l’ultra-haute densité 

Bien que le record absolu de 129 couches, établi par Denso en 2012, reste inégalé, la réussite d’OKI se distingue par son pragmatisme industriel : elle conjugue densité extrême et respect des contraintes d’épaisseur, rendant la technologie plus accessible aux chaînes de production existantes. 

À terme, les innovations introduites pourraient bénéficier à l’ensemble de l’industrie. Les progrès en fabrication additive et en conception assistée par l’intelligence artificielle laissent entrevoir la possibilité d’atteindre des performances similaires avec moins de couches ou à moindre coût.