Una vía de PCB es un pequeño orificio perforado que se utiliza para conectar eléctricamente diferentes Capas de PCB, lo que permite la transferencia de señales y potencia entre ellos. A medida que las PCB se vuelven cada vez más miniaturizadas y los diseños se vuelven más complejos, la elección de la vía de la placa de circuito impreso adecuada es fundamental. Este blog explora cinco tipos comunes de vías de PCB y los factores a tener en cuenta al seleccionar, y ayuda a los ingenieros y diseñadores a tomar decisiones informadas.
5 común Tipos de PCB Vía
Aquí presentamos cinco tipos de vías de PCB que son adecuadas para diferentes requisitos de diseño.
A través del orificio Vias
Las vías de orificio pasante penetran desde la capa superior a la inferior a lo largo de toda la placa de circuito impreso. Estas vías de orificio pasante se utilizan generalmente en orificios de montaje de componentes o interconexiones internas. La producción es sencilla, ya que no requieren un control preciso de la profundidad al perforar la placa de circuito impreso.
Los orificios pasantes tienen ciertas ventajas:
Fuerte conectividad: Los orificios pasantes crean un fuerte vínculo eléctrico y mecánico entre las capas de PCB.
Mejor gestión del calor: Su estructura contribuye a la gestión del calor mediante la transmisión eficiente del mismo.
Rediseño y prueba del acceso: Gracias al acceso a esta vía de PCB en ambos lados de la placa, el retrabajo y las pruebas serían más simples.
Pero también tienen algunas desventajas:
Tamaño de perforación más grande: El tamaño mínimo de perforación de un orificio pasante suele ser mayor que el de otros orificios, lo que limita la densidad.
Utilización del espacio: Los orificios pasantes ocupan espacio en todas las capas, lo que reduce el espacio disponible para el enrutamiento.
Problemas de integridad de la señal: Actúan como trozos de alta frecuencia, reflejando las señales.
Ciego Vias
Las vías ciegas se conectan desde una capa externa de PCB (capa superior o inferior) a al menos una o más capas internas, pero no pasan completamente a través de toda la placa de circuito. En comparación con las vías de orificio pasante, esta vía de PCB solo está expuesta en un lado de la placa de circuito. Los orificios de vía ciega son difíciles de fabricar debido a la necesidad de controlar con precisión la profundidad del orificio. Por lo general, se crean mediante perforación láser o perforación de profundidad controlada y luego se utiliza galvanoplastia para crear la conexión eléctrica.
Las vías ciegas proporcionan ventajas significativas en el diseño de alta densidad:
Utilización eficiente del espacio: Las vías ciegas no ocupan espacio en todas las capas de PCB, lo que libera espacio para pistas y componentes de PCB adicionales.
Reducción de cantidad de capas y de costos: Para placas de circuitos complejos, las vías ciegas pueden reducir la cantidad total de capas y disminuir el costo general de producción de PCB.
Rendimiento mejorado de alta frecuencia: Las longitudes de vía de PCB más cortas mejoran el rendimiento de alta frecuencia al reducir la inductancia y capacitancia parásitas.
Flexibilidad en el Diseño: Los diseñadores de PCB pueden optimizar las conexiones capa a capa sin afectar todo el conjunto.
Enterrado Vias
Las vías enterradas conectan al menos dos capas internas en una PCB multicapa y no son visibles en las capas externas. Requieren un recubrimiento interno antes de aplicar las dos capas externas en la placa. Esta vía de PCB se puede utilizar para formar conexiones directas entre capas internas específicas, lo que brinda a los diseñadores más flexibilidad de diseño para circuitos complejos.
Las vías enterradas tienen algunas ventajas notables:
Integridad de señal mejorada: Las vías enterradas crean caminos más directos y más cortos entre las capas internas, lo que minimiza las reflexiones de señal y reduce la diafonía, algo especialmente importante en diseños de alta velocidad.
Cumplimiento mejorado de EMC: Las propiedades internas de las vías enterradas ayudan a suprimir las emisiones electromagnéticas, mejorando así el cumplimiento general de la normativa EMC.
Utilización optimizada del espacio: Las vías enterradas liberan más área de diseño al reducir la ocupación del espacio de la superficie y de la capa interna, lo que permite que la placa de circuito acomode componentes de mayor densidad mientras optimiza el enrutamiento.
Si bien existen muchas ventajas, la producción de una vía enterrada también tiene algunas limitaciones:
Laminación secuencial: La perforación y el recubrimiento de cada conjunto de vías enterradas se deben realizar por separado y, luego, es necesario laminar capas adicionales. Cada conjunto adicional de vías enterradas aumenta el tiempo de producción y la complejidad del proceso.
Alineación precisa y control de laminación: Las vías enterradas deben mantener posiciones precisas en las diferentes etapas de laminación, de lo contrario pueden ocurrir errores de conexión de la señal. Por lo tanto, se requieren técnicas de alineación de alta precisión y control de la contracción y el desplazamiento de la laminación durante la fabricación.
Requisitos de inspección avanzada: Las vías enterradas están cubiertas por la capa interna, por lo que se necesitan equipos de inspección de alta gama, como la inspección por rayos X, para inspeccionar su forma, llenado e integridad de la conexión.
Microvías
Las microvías son pequeñas vías, normalmente de menos de 150 micrones de diámetro, con una relación de aspecto ideal de 0.75:1 (relación diámetro-profundidad) y una profundidad no superior a 0.25 mm. Las microvías se utilizan habitualmente en PCB multicapa complejas para conectar capas internas adyacentes o capas superficiales con capas internas. Las microvías permiten diseños de PCB más densos y complejos, lo que es muy importante en los diseños de HDI. Estas vías en la placa desempeñan un papel importante en la miniaturización de PCB, que es crucial para dispositivos portátiles, teléfonos inteligentes y dispositivos IoT. A continuación, se muestran tres tipos comunes de microvías:
Vias apiladas Son microvías apiladas verticalmente en capas una sobre otra, creando la interconexión entre tres o más capas conductoras.
Saltar vías crear enlaces entre capas no adyacentes omitiendo una o más capas, reduciendo el enrutamiento en diseños de interconexión complejos de alta densidad.
Vías escalonadas implican colocar microvías en ubicaciones algo desplazadas entre las capas, en comparación con estar apiladas directamente verticalmente como las vías apiladas.
vía-en-pad
El pad de entrada de vía se coloca directamente en el pad de metal de un componente de montaje superficial, como los BGA de paso fino, y es particularmente útil en diseños de alta densidad. Esto permite una conexión más directa entre los componentes y la PCB, lo que reduce las longitudes de las pistas, mejora la integridad de la señal y mejora la gestión térmica. El pad de entrada de vía puede ahorrar espacio y simplificar el enrutamiento de señales críticas, pero plantea dificultades de soldadura y posibles problemas de confiabilidad.
Factores clave A tener en cuenta cuando Seleccionar <font dir="auto" style="vertical-align: inherit;">las </font> Apropiado PCB vía
Al seleccionar la PCB adecuada para el proyecto, es esencial tener en cuenta los siguientes 6 factores para lograr un rendimiento, una confiabilidad y una capacidad de fabricación óptimos de la PCB.
Vía Type
Seleccionar el tipo de vía correcto es fundamental para lograr una conectividad óptima entre capas. Las vías pasantes son adecuadas para diseños relativamente simples, mientras que las vías ciegas y enterradas mejoran la flexibilidad de enrutamiento en PCB multicapa y las microvías son ideales para PCB HDIEl tipo de PCB vía depende de la complejidad de la PCB, los requisitos de la señal, la capacidad de fabricación y las necesidades del proyecto.
A través del tamaño
El tamaño de las vías de la PCB varía generalmente en función de los requisitos de diseño de la PCB y de las capacidades del fabricante. Las vías más pequeñas permiten diseños de mayor densidad, pero aumentan la complejidad y el coste de fabricación. Mientras que las vías más grandes tienen mayor conductividad térmica y eléctrica, ocupan más espacio. Un compromiso entre el tamaño de las vías y los requisitos de diseño de la PCB (es decir, la capacidad de transporte de corriente y la densidad de enrutamiento) es clave para lograr una PCB duradera y eficiente.
Vía Tolerance
La placa de circuito impreso determina mediante tolerancia la desviación aceptable en el tamaño de los orificios. Los fabricantes de PCB suelen proporcionar pautas internas que recomiendan un rango de tolerancia para el tamaño de los orificios en función de su proceso de producción, la precisión del equipo, las propiedades del material, etc.
Fondo de Becas Conmemorativas Derecha TAlcance técnico
Las vías ciegas y enterradas deben fabricarse mediante un proceso de laminación secuencial, por lo que el diseño de la estructura de la PCB es fundamental. Durante la fase de diseño, se debe mantener una comunicación estrecha con el fabricante de la PCB para diseñar racionalmente la estructura de la PCB y seleccionar la tecnología adecuada para mejorar la calidad y la capacidad de fabricación de la PCB.
IPC Glineamientos
Al diseñar una PCB, es importante seguir IPC Normas, que incluyen regulaciones clave como el espaciamiento entre vías. Las pautas de diseño de IPC de clase 2, clase 3, clase 3DS y militar son especialmente cruciales, y varios niveles de IPC son apropiados para diferentes escenarios de aplicación.
Anillo anular
El anillo anular es un anillo de cobre que rodea la vía y su tamaño afecta directamente la confiabilidad y el rendimiento de la vía. Teniendo en cuenta factores de tolerancia como la expansión o contracción del material y la desviación de la posición de la perforación, el anillo anular debe mantener un área de cobre suficiente para garantizar una conexión eléctrica estable con la pista en una capa específica antes de que se coloque la vía de PCB. La clase 2 y la clase 3 de IPC tienen diferentes requisitos para los anillos anulares, y la clase 3 requiere un control de tolerancia más estricto para garantizar conexiones eléctricas estables en aplicaciones de alta confiabilidad.
Typica Uses de Placa de circuito Vias
Signal Rexcursión
Las vías de PCB se utilizan comúnmente para dirigir señales de ruta entre diferentes capas de PCB. Las vías de orificio pasante son una solución adecuada para la mayoría de las placas de circuitos. Las vías ciegas y enterradas se pueden utilizar en diseños más densos donde hay menos espacio. Con vías de placa de circuito impreso correctamente ubicadas, las señales se pueden transmitir de manera efectiva sin interferencias ni demoras.
Escapar Rexcursión
Los componentes de tecnología de montaje superficial más grandes suelen utilizar vías pasantes para el enrutamiento de escape o de abanico. A veces se utilizan vías ciegas o microvías, y se utiliza vía en almohadilla en encapsulados extremadamente densos como los BGA con un gran número de pines.
Potencia Rexcursión
Las vías de PCB para redes de alimentación y tierra suelen estar restringidas a vías pasantes de mayor tamaño, ya que tienen la capacidad de conducir más corriente. Las vías ciegas también se pueden utilizar para ahorrar espacio en diseños de alta densidad.
Puntadas Vias
Estas vías de PCB establecen múltiples conexiones a un plano y, por lo general, se implementan como vías ciegas o pasantes. Por ejemplo, un área de circuito sensible puede estar encerrada por una tira de metal con vías estratégicamente ubicadas que la conectan al plano de tierra para protegerla contra interferencias electromagnéticas.
Rodillera Vias
Las vías térmicas pueden difundir eficazmente el calor generado por los componentes a través de la capa interna del plano de cobre, evitar el sobrecalentamiento local y mejorar la confiabilidad y la vida útil de los componentes.
Conclusiones:
Las vías de la placa de circuito impreso afectan directamente el rendimiento, la fiabilidad y el coste de fabricación de la misma. Los diseñadores e ingenieros deben considerar la selección de las vías de la placa de circuito impreso como un paso fundamental en el proceso de diseño de la misma, ya que contribuye significativamente al éxito del producto final. Al elegir las vías de la placa de circuito impreso, se deben tener en cuenta los requisitos de la aplicación, la capacidad del fabricante de la placa de circuito impreso y los estándares de la industria para tomar la decisión óptima.
