Los fabricantes de PCB se están concentrando cada vez más en diseñar placas de circuito impreso más pequeñas.. Tecnología Moko no se queda fuera; Integramos menos componentes de orificios pasantes al tiempo que incorporamos más tecnología de montaje en superficie (SMT). Para grandes orificios pasantes chapados, estamos asignando menos espacio en el tablero. En lugar de orificios pasantes chapados, cada vez utilizamos más componentes SMT. Todas nuestras placas de circuito impreso están diseñadas para utilizar vías.
Una vía se refiere a un orificio pasante enchapado que se encuentra en las PCB que se usa para rastrear un rastro desde la capa superficial de la placa hasta el interior y otras capas.. Las vías de PCB se pueden platear para formar conexiones eléctricas, y se pueden perforar mecánicamente.
Aunque las vías son esenciales en las placas de circuito impreso multicapa, es un desafío diseñarlos y producirlos. Construyen caminos para la corriente térmica y el flujo eléctrico entre las diferentes capas del tablero.. Esencialmente, Las vías son canales que difieren en tipo y magnitud..
Tipos de PCB vía
Existen 5 PCB a través de tipos. Son;
1. Vía ciega: una vía ciega es un láser que transita de una sola capa a la siguiente.
2. Vía enterrada: este tipo de vía se encuentra entre capas internas y se requiere cuando existen proyectos secuenciales o de laminación múltiple..
3. A través de – Un pasante une las dos capas exteriores perforando de arriba a abajo.
4. Micro-vía: la micro-vía se perfora con un láser en lugar de perforar mecánicamente, permitiendo menos de 0.006 pulgadas.
5. Via-in-pad: esta vía se coloca dentro de la almohadilla del componente de montaje en superficie.
Vía ciega vs. Enterrado a través de
El enterrado y el ciego se utilizan para unir diferentes capas de una PCB.. La vía enterrada ofrece una interconexión de la capa interna, ya que la placa está completamente oculta del entorno exterior de la PCB.. Al mismo tiempo, Las vías ciegas proporcionan una interconexión de capa externa con una o muchas capas de PCB internas. Estas dos vías son beneficiosas en HDI PCB porque su densidad ideal se ve privada al aumentar el tamaño de la placa o aumentar las capas de la placa PCB..
Micro-vía de PCB
Las microvías se pueden perforar utilizando láseres ya que su diámetro es menor que el diámetro de las vías del orificio pasante. Dado que es difícil recubrir el cobre en el interior de las microvías, solo tienen una profundidad de menos de dos capas. Por lo tanto, cuando el diámetro de una vía es pequeño, la capacidad de lanzamiento del baño de recubrimiento aumenta, creando así un recubrimiento de cobre no electrolítico.
Según su lugar en las capas del tablero., Las microvías se clasifican en saltos apilados o escalonados.
• Vías apiladas: se pueden crear apilándolas una encima de la otra en diferentes capas.
• Vías escalonadas: estas vías se pueden dispersar en varias capas, aunque son costosos.
• Las vías de salto se pueden pasar a través de una capa., asegurándose de que la capa no tenga contacto eléctrico. Por lo tanto, una capa omitida no puede formar un enlace eléctrico con una vía.
PCB vía-in-pad
El método Via-in-pad se inventó debido a la alta velocidad de la señal y al grosor y densidad de los componentes de PCB. Estándar a través de estructuras y VIPPO pueden hacer que la capacidad de enrutamiento y las características de integridad de una señal.
Los fabricantes trazan el rastro de la señal de las vías estándar desde la almohadilla hasta la vía para evitar fugas de la capa de soldadura en las vías.. Se coloca una vía en vía-en-almohadilla en la almohadilla del componente de montaje externo.
Esto se hace llenando primero la vía con epoxi no conductor según los requisitos del fabricante de la placa de circuito impreso.. Luego, la vía es, y el abrigo tiene una capa para recuperar el espacio de la tierra. Debido a esto, la ruta de la señal se expande, eliminando así el efecto de la inductancia y capacitancia oportunistas.
Más importante, el via-in-pad reduce el tamaño de la placa PCB y aloja el tamaño de un suelo pequeño. Este método es más adecuado para componentes de un BGA huella. Es esencial implementar el proceso de perforación posterior utilizando un vía-in-pad cuando se busca lograr excelentes resultados.. Los ecos de señal que se encuentran en las partes restantes de una vía se eliminan mediante perforación posterior.
Componentes de una placa de circuito impreso a través de
a) Barril- Es una tubería conductora que se utiliza para rellenar el agujero infiltrado..
B) Almohadilla- Conecta todos los extremos del cañón a sus huellas..
C) Antipad- Este es un orificio de paso utilizado para separar la capa no conectiva y el cañón..
Usos comunes de las vías en el diseño de PCB
• Enrutamiento de la señal: una gran cantidad de placas de circuito impreso utilizan la vía de paso para el enrutamiento de la señal. sin embargo, las tablas más gruesas utilizan vías ciegas o enterradas, mientras que los tableros de luz solo usan micro-vías.
• Enrutamiento de alimentación: las vías en la mayoría de las placas de circuito impreso están restringidas mediante vías amplias de orificio pasante para el enrutamiento de redes de alimentación y tierra., aunque también se pueden usar vías ciegas.
• Ruta de escape: componentes del soporte de superficie más grande (SMT) utilizan principalmente las vías de orificio pasante para enrutamiento de escape. Las microvías o vías ciegas son las más comúnmente utilizadas para el enrutamiento de escape., pero un via-in-pad se puede usar en paquetes sólidos como BGA con alto número de pines.
• Costuras: se pueden utilizar vías ciegas o de orificio pasante para ofrecer numerosas conexiones a un plano. Por ejemplo, una tira de metal con vías cosidas rodea el área sensible del circuito para conectarla con un plano de tierra para protección EMI.
• Conduccion termica – Vias se puede utilizar para la conducción térmica desde un componente a través de su capa plana interior conectada. Generalmente, Las vías térmicas requieren una vía ciega densa o un orificio pasante donde estas vías deben estar en las almohadillas de estos dispositivos..
Importancia de las vías al diseñar una PCB
Cuando tienes una placa de circuito simple, las vías no son necesarias. sin embargo, las vías solo son necesarias cuando se trata de una placa de varias capas. Al diseñar placas de PCB, las vías son esenciales ya que;
• Ayudarle a crear una densidad excepcional de los componentes en placas de varias capas..
• Aumente la densidad de trazas en tableros de varias capas, ya que pueden colocarse una encima y otra debajo de la otra en varias direcciones.. Las vías permiten que diferentes trazas se conecten, actuando así como factores de conexión vertical.
• Cuando una vía no está integrada con el proceso de enrutamiento de una PCB multicapa, los componentes terminan colocándose de forma compacta.
• Facilitar la transmisión de energía y señales entre las capas. Los componentes de PCB deben enrutarse en un solo plano siempre que no desee utilizar una vía. Más importante, los componentes montados en la superficie en una PCB de varias capas dificultan el enrutamiento de las piezas en un solo plano.
Consejos de diseño de PCB para vías
Al usar vías en una PCB, es fundamental tener en cuenta los siguientes consejos;
• Al diseñar PCB, es necesario emplear el máximo de estructuras via.
• Al apilar entre vías escalonadas y apiladas, considere las vías escalonadas ya que las vías apiladas deben llenarse.
• Reduzca la relación de aspecto tanto como sea posible para lograr una eficiencia sobresaliente de señales y rendimiento eléctrico. Además, minimizar la EMI, ruido, y diafonía.
Es aconsejable utilizar vías más pequeñas ya que;
• Le permite construir una placa HDI de calidad al reducir la inductancia y capacitancia de un parásito.
• Llenar los via-in-pads cada vez, excepto cuando están dentro de almohadillas térmicas.
• Recuerde siempre que la matriz de la almohadilla donde se fija el BGA puede contener vías ciegas o de orificio pasante. Al saber esto, asegúrese de planar y llenar las vías para evitar que las juntas de soldadura comprometan.
• Al diseñar PCB, Es esencial saber que las vías ayudan a asegurar las uniones soldadas de la barra y la térmica para que no bloqueen el conjunto., que dificulta la formación de excelentes juntas de soldadura dentro de las juntas QFN.
• Cuando se trata de almohadillas térmicas, use un taller de ensamblaje en lugar de un orificio pasante. Solo se logra mediante la introducción de aberturas con un diseño de ventana dentro de la plantilla de la capa de soldadura sobre la almohadilla. Esto elimina el efecto de la desgasificación y la fusión de la soldadura durante el proceso de diseño..
• Use la ubicación del paquete BGA para buscar siempre un espacio libre y el menor rastro en los componentes enrutados.
• Llene siempre el conjunto de su via-in-pad.
• Use un trazo corto predeterminado para separar una vía de su almohadilla al ensamblar un hueso de perro.
• La documentación de una placa de circuito impreso requiere una plantilla de perforación que tenga puntos X-Y para cada orificio y código de característica.
Vía tratamiento
Los fabricantes de PCB agregan un tratamiento adicional en las vías para ayudar a aumentar el rendimiento térmico de la PCB. Estos tratamientos adicionales también ayudan a eliminar varios problemas de ensamblaje, como el llenado, cubierta, enchufar, y relleno conductor. Los tratamientos adecuados en las vías son esenciales, ya que ayudan a eliminar los costosos trabajos de resolución de problemas..
UNA) Cubierta -. Es un proceso típico que utilizan los fabricantes para secar las máscaras de soldadura de película.. La película seca tiene un espesor de 4 mm, suficiente para cubrir con eficacia incluso los agujeros grandes.
B) Relleno – Los fabricantes utilizan la pasta epoxi no conductora para rellenar una vía regular o invadida.. Estas vías llenas tienen unos pocos milímetros que impiden que la máscara de soldadura llegue a la almohadilla.. Es una técnica excelente para su uso en PCB de densidad media, ya que la máscara de soldadura minimiza las posibilidades de que se formen puentes de soldadura entre la almohadilla y la vía..
C) Taponamiento: este tratamiento implica tapar los extremos de la vía con una pasta epoxi no conductora para evitar la absorción o el flujo de soldadura durante el proceso de soldadura.. Para que el epoxi taladre el agujero de manera efectiva, el diámetro de la vía debe ser menor que 20 mm. Los fabricantes utilizan una máscara de soldadura para cubrir los.
re) Relleno conductor: los fabricantes de PCB utilizan cobre puro o resina epoxi con cobre para rellenar las micro-vías con una pasta conductora., mejorar la conductividad de la PCB. La técnica de relleno conductivo se puede utilizar para todo tipo de vías..
Conductiva vs. no conductor a través del relleno
Los fabricantes de PCB utilizan un método de fabricación único llamado Via Fill para cerrar los orificios mediante epoxi por completo. Algunos beneficios clave del llenado a través son;
• Aumenta los rendimientos de montaje
• Hace que los soportes de superficie sean más confiables
• Mejora la consistencia minimizando las posibilidades de que haya aire o líquidos atascados.
El relleno no conductivo conduce la energía y el calor mediante vías revestidas de cobre. Se utiliza un epoxi especial de baja contracción para rellenar la vía.. Por otra parte, conductivo a través del relleno proporciona conductividad eléctrica y térmica adicional utilizando plata o partículas de cobre dispersas por todo el epoxi.
La conductividad térmica de un relleno no conductor es 0.25 W / mK, mientras que el de un relleno conductivo oscila entre 3.5-15 W / mK. A diferencia de, la conductividad térmica del cobre galvanizado es más de 250W / mK.
Aunque un relleno de vía conductivo a menudo proporciona la conductividad requerida en algunas aplicaciones, aún es posible agregar vías adicionales usando la pasta no conductora. La conductividad térmica y eléctrica excepcional ofrece un menor impacto en los costos.
Diferencia entre el tipo de vía y el diámetro de vía
La diferencia en el diámetro de la vía en diferentes tipos de vía se analiza en la siguiente tabla. También se analiza claramente la vía pad, mínimo vía diámetro, y anillo anular de un exacto Diseño de PCB diseño utilizando una vía que se basa en su aplicación. Además, la tabla muestra el detalle de las diferentes dimensiones indispensables para implementar en el PCB. También se menciona la relación de aspecto de cada tipo de vía..
Factores a tener en cuenta a la hora de elegir la vía correcta
Es esencial elegir una vía adecuada para cualquier proyecto de PCB mediante la comprensión del diseño de fabricación.. Siempre considere los factores a continuación cuando piense en emprender cualquier proyecto de PCB.
1) Tipo de vía: determine el mejor tipo de vía para su proyecto. Cuando solo una laminación está disponible sin un relleno o tecnología via, posiblemente haya algunos agujeros grandes.
2) A través del tamaño - 10 mm es el PCB estándar por tamaño o 7 mm después de PCB mediante chapado, donde el grosor de la placa determina el tamaño de la vía. Tanto las microvías perforadas mecánicamente como con láser tienen orificios de 4 mm.
3) Tolerancia de vía: es esencial indicar la tolerancia del tamaño del orificio de la vía., aunque la mayoría de los proveedores de PCB proporcionan todas las pautas internas.
4) Admite la tecnología más adecuada: cuando necesite vías ciegas o enterradas, Siempre pida a los proveedores de PCB que creen una pila que admita ese tipo de tecnología..
5) Directrices del IPC: es esencial seguir estrictamente las directrices del IPC para la tecnología aliada., como la distancia entre las vías según lo indicado por el fabricante de PCB. Como las directrices de montaje de IPC para militares, Clase 2, Clase 3, y la clase 3DS difieren ligeramente, es fundamental considerarlos.
6) Anillo anular: ya que el tamaño de la almohadilla de vía es bastante importante, Es crucial asegurarse de que la vía tenga un anillo anular lo suficientemente grande después de la perforación.. Dado que los taladros mecánicos se desvían un poco al perforar, el taladro de ruptura puede comprometer si no hay suficiente anillo anular.
