Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les cartes informatiques ont une importance stratégique reconnue pour garantir les performances des systèmes informatiques. Leurs perspectives d’évolution prévisibles sont très liées à celles des circuits intégrés et des processeurs, à savoir une plus grande intégration, l’augmentation de la taille des puces, et l’augmentation de la rapidité des systèmes numériques et donc des puissances dissipées. De nouvelles technologies sont en train de passer du stade de la recherche et du développement à celui des utilisations industrielles et laissent aussi prévoir de nouvelles orientations.
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Jean JOLY : Ingénieur ENSEA - Ancien Responsable Développement Packaging Bull SA - Consultant 3JConseil
INTRODUCTION
Les cartes informatiques sont-elles différentes des autres supports d’interconnexion ? Qui différencie ces cartes des autres circuits imprimés couramment utilisés dans d’autres produits ou systèmes électroniques ?
D’après le découpage de iNEMI , ces cartes sont utilisées dans les familles des produits « bureautique et gros systèmes d’entreprises », par exemple, les systèmes de stockage de masse, les serveurs et ordinateurs de bureau, les postes de travail et les ordinateurs personnels, ou bien dans les « produits portables », par exemple les ordinateurs portables, les PDA, les notebooks, etc.
Les cartes de ces produits sont constituées par l’assemblage d’un grand nombre de composants standards et de mémoires autour d’un ou plusieurs processeurs qui assurent le traitement des données.
Les cartes informatiques sont caractérisées par :
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des performances électriques élevées (rapidité) liées à celle des processeurs ;
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une très grande complexité liée à l’important nombre d’interconnexions des composants ;
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des caractéristiques physiques exigeantes liées aux contraintes électriques, thermiques et mécaniques des processeurs.
En général, les cartes informatiques nécessitent donc :
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des grandes dimensions ;
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un nombre de couches important pour assurer le routage des signaux ;
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des matériaux performants pour assurer la rapidité des signaux sans en altérer la forme ;
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des propriétés thermomécaniques qui permettent de garantir le refroidissement des processeurs et d’assurer la fiabilité de fonctionnement des systèmes.
Dans le dossier précédent et dans ce présent dossier, nous analysons successivement tous les points liés à la conception des cartes en partant de l’évolution des processeurs et des challenges technologiques à prévoir dans les prochaines années. Concernant les symboles, le lecteur se reportera en .
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Test et assurance qualité des cartes informatiques
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2. Technologies d’assemblage et d’interconnexion
L’évolution des composants utilisés en informatique, les besoins particuliers de cette industrie ont amené à l’utilisation quasi générale du montage en surface à l’exclusion de certains processeurs et composants d’interconnexion où la tenue mécanique des trous métallisés reste un atout important.
Les figures 7 et 8 montrent la diversité des composants et des technologies par exemple pour une carte de mainframe et pour une carte CPU d’ordinateur portable.
2.1 Évolution des composants
Dans le paragraphe 2.3 de , on a montré l’évolution des processeurs et des autres composants de l’insertion (through hole ) vers le montage en surface (surface mount ) et l’utilisation progressive des composants à sorties périphériques vers des composants à sorties surfaciques. Sur la figure 9, on montre les deux modes de report qui sur les cartes informatiques sont utilisés conjointement (méthode mixte). Différents types de composants à insérer ou à monter en surface sont donnés sur la figure 10.
Progressivement, le montage en surface a remplacé l’insertion (figure 11) et si le montage en surface est utilisé pour la plus grande partie des composants, l’insertion est réservée à des composants spéciaux (composants de puissance, transformateurs, gros condensateurs) et surtout à un grand nombre de connecteurs et supports (sockets ) de circuits intégrés (par exemple, connecteurs à force d’insertion nulle type ZIF des microprocesseurs de la figure 12).
Les composants actifs montés en surface aujourd’hui les plus utilisés sont les SOP, les SOJ, les QFP et les BGA ; les pas varient de 1,5 mm jusqu’à 0,4 mm. Pour les micro-BGA, CSP et flip chips, les pas peuvent descendre jusqu’à 0,15 mm (figure 12). À ce jour, l’utilisation de puces nues type flip chip se limite à des...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - * - International Technology Roadmap for Semi Conductors ITRS Edition (2005).
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(3) - * - International Printed Circuit IPC National Technology Roadmap Overview (2002/2003).
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(4) - * - Intel : Technology Journal et Technology @ Intel Magazine.
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(5) - Material and Processes for Microwave. - ISHM (1991).
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(6) - CHEN (R.Y.) - Signal Integrity. - Sigrity, Inc. IEEE EMC Symposium.
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(7) - Thermal Management in Microelectronics. - ISHM (1984).
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