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PCB ciego y enterrado

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Como uno de los fabricantes de PCB con más experiencia del mundo, nos enorgullecemos de ser sus mejores socios comerciales y buenos amigos en todos los aspectos de sus necesidades de PCB.
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DESCRIPCIÓN GENERAL

Artículo PCB rígido
Capa máxima 60L
Trazado/espacio mínimo de capa interior 3/3mil
Trazado/espacio mínimo de capa exterior 3/3mil
Cobre máximo de la capa interna 6 onzas
Capa exterior de cobre máx. 6 onzas
Perforación mecánica mínima 0,15 mm
Perforación mínima con láser 0,1 mm
Relación de aspecto (perforación mecánica) 20:1
Relación de aspecto (perforación láser) 1:1
Tolerancia del orificio de ajuste a presión ±0,05 mm
Tolerancia a la PTH ±0,075 mm
Tolerancia NPTH ±0,05 mm
Tolerancia del avellanado ±0,15 mm
Espesor del tablero 0,4-8mm
Tolerancia del espesor del tablero (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolerancia del espesor del tablero (≥1,0 mm) ±10%
Tolerancia de impedancia De un solo extremo: ±5Ω(≤50Ω),±7%(>50Ω)
Diferencial: ±5Ω(≤50Ω), ±7%(>50Ω)
Tamaño mínimo del tablero 10*10mm
Tamaño máximo del tablero 22,5*30 pulgadas
Tolerancia de contorno ±0,1 mm
BGA mín. 7mil
SMT mínimo 7*10mil
Tratamiento de superficies ENIG, dedo dorado, plata de inmersión, estaño de inmersión, HASL (LF), OSP, ENEPIG, oro flash; chapado en oro duro
Máscara para soldar Verde,Negro,Azul,Rojo,Verde mate
Liquidación mínima de máscara de soldadura 1,5 mil
Presa de máscara de soldadura mínima 3mil
Leyenda Blanco, Negro, Rojo, Amarillo
Ancho/alto mínimo de leyenda 4/23 mil
Ancho del filete /
Arco y giro 0.3%
Tabla de contenido
Artículo principal (H2)

Está aumentando la necesidad de placas de circuito impreso (PCB) más pequeñas para adaptarse a la miniaturización en la electrónica. Puede que no siempre sea posible agregar todos los componentes de la PCB a la PCB. Esta situación se puede mitigar utilizando vías en la placa de circuito. Las vías son orificios conductores verticales que conectan una capa con otra en PCB multicapa. 

Estos pueden estar presentes debajo de la superficie, entre dos capas o en todo el tablero. Existen varios tipos de vías, como las ciegas, las micro y las enterradas. En este artículo analizaremos las vías ciegas y enterradas en PCB. Estas son las dos vías más utilizadas para la fabricación de PCB. Hablaremos de los beneficios de las vías, cómo se fabrican y su importancia. 

¿Qué es PCB vía?

Via es el pequeño orificio que se perfora a través de dos o más capas en los PCB. Su función principal es permitir que las señales viajen a través de las capas. La potencia también se distribuye desde vías. Estas conexiones entre capas, debido a las vías, afectan el funcionamiento de las PCB en los dispositivos electrónicos. 

Las vías en PCB, abreviatura de Vertical Interconnect Access, desempeñan un papel crucial en la fabricación de placas de circuito impreso. Una vía estándar consta de tres componentes clave: el cilindro, un tubo conductor que une dos capas a través de un orificio en la PCB y la almohadilla, que se conecta a los extremos del cilindro y lo vincula a componentes, planos o trazas. 

El orificio anti-almohadilla o de paso separa el cañón de las capas de cobre adyacentes. Hay tres tipos principales de vías: vía pasante, vía ciega y vía enterrada.

La vía pasante, que a menudo es el pensamiento inicial asociado con las vías, es la vía convencional de orificio pasante revestido (PTH). Este tipo tiene orificios de perforación a través de la placa, que conectan ambas capas externas de la PCB.

En las placas de circuito impreso (PCB) multicapa de alta densidad, las microvías, incluidas las vías ciegas y las vías enterradas, se vuelven esenciales. La tecnología de interconexión de alta densidad (HDI) utiliza estas microvías para crear PCB complejos.

PCB ciego y enterrado Globalwell 1

Explorando PCB a través de tipos

Como sabemos, las vías son vías conductoras que conectan capas de PCB que sirven para propósitos específicos en el diseño electrónico. Exploremos los tipos de vía comunes:

Vía ciega

Una vía ciega va desde un lado de la capa exterior (superior o inferior), conectando al menos una capa interior sin atravesar todo el tablero.

Valioso para liberar espacio en PCB, comúnmente utilizado en ensamblajes Ball Grid Array (BGA) y PCB de interconexión de alta densidad (HDI), lo que mejora la flexibilidad del diseño.

Enterrado vía

Conecta al menos dos capas internas, permaneciendo invisible en la capa externa. Diseñado principalmente para conectar señales de capa interna, reduciendo el riesgo de interferencia de señal. Adecuado para PCB HDI, crucial para mantener la integridad de la señal.

A través del orificio pasante

El tipo más común conecta las capas interior y exterior pasando por todo el tablero. Opción estándar para interconexiones internas de PCB y se utiliza como orificios de montaje para componentes, lo que proporciona estabilidad.

Microvías

Las vías, con un diámetro inferior a 150 micrones, se utilizan ampliamente en PCB de interconexión de alta densidad (HDI). Favorecido por orificios de tamaño pequeño, minimizando el uso de espacio en la placa de circuito. Conecta capas a través de un revestimiento de cobre, con una forma cónica que simplifica el revestimiento de cobre. Es necesario apilar varias microvías para diseños complejos.

Las microvías, pequeños orificios que generalmente se recubren para conectar capas adyacentes, mejoran la densidad del circuito de una PCB al acomodar más pistas de circuito. A diferencia de las microvías estándar que unen sólo dos capas de cobre adyacentes, dejan espacio adicional para líneas de seguimiento.

Vía en Pad

Implica colocar vías directamente en las almohadillas Ball Grid Array (BGA) en la placa de circuito. Los fabricantes consideran este por sus beneficios de ahorro de espacio. La incorporación de vías en los pads BGA minimiza la necesidad de espacio adicional, lo que permite el diseño de PCB más pequeños sin comprometer la funcionalidad.

Según el tipo, la elección depende de los requisitos específicos de diseño de PCB. Los ingenieros consideran factores como las limitaciones de espacio, la integridad de la señal y las interconexiones de alta densidad al seleccionar el tipo de vía adecuado. El panorama tecnológico en evolución de PCB traspasa los límites del diseño, enfatizando la importancia de comprender las características de dispositivos electrónicos eficientes y confiables.

Necesidad de Via en PCB

Las capas exterior e interior de los PCB se conectan mediante componentes eléctricos con la ayuda de vías. Via se puede utilizar tanto en capas internas como externas para compensar el espacio limitado en las PCB para las conexiones. La vía enterrada está presente en las capas internas de la PCB. 

Ayudan a liberar espacio para otros componentes del circuito. Por otro lado, hay una vía ciega en la superficie, ideal para componentes BGA. Los PCB HDI tienen vías ciegas y enterradas para una mejor potencia y una superficie compacta. 

Las conexiones más altas que utilizan vías conducen a una mayor densidad en las placas de circuito. Se utilizan en teléfonos móviles, dispositivos inteligentes, equipos médicos y portátiles. La fabricación de PCB HDI es un proceso complejo que sólo pueden realizar profesionales. 

Beneficios de las vías

Estos son los beneficios de las vías en placas de circuito impreso: 

Enrutando la señal

Las vías y microvías garantizan un buen enrutamiento de la señal con PCB más densas. Tanto las vías ciegas como las enterradas mejoran la señal para una mayor transferencia. Las vías también son útiles para redes eléctricas ya que transportan más corriente. 

Densidad de trazas de tableros multicapa.

Como las vías se pueden agregar en varias capas una debajo de la otra, aumentan la densidad de las PCB. Las vías superpuestas proporcionan las conexiones verticales necesarias en el circuito. Además, con varias trazas diferentes, las vías pueden conectarse entre sí. 

Transmitiendo señal

Las vías transfieren la señal entre varias capas de PCB en una placa. Es posible que se requieran diferentes rutas en el tablero en caso de que desee integrar otros componentes. 

Ahorrando espacio

Vias-in-pads ofrece una solución innovadora para ahorrar espacio en las PCB. La integración directa de vías en los pads de componentes elimina la necesidad de enrutar señales, optimizando el enrutamiento y reduciendo significativamente el espacio total de la PCB.

Enrutamiento más fácil

Para un enrutamiento más fácil, colocar vías directamente debajo de los pads de los componentes libera espacio y simplifica el proceso, especialmente para componentes que ocupan poco espacio como los de los paquetes Ball Grid Array (BGA).

Mejor disipación del calor

Se logra una mejor disipación del calor colocando estratégicamente vías en las almohadillas cerca de las fuentes de calor. Esto mejora la conductividad térmica entre los componentes y las diferentes capas de PCB, lo que facilita una disipación del calor más rápida y eficiente.

Reducción de la inductancia

La integración de vías en las almohadillas reduce la inductancia parásita asociada con segmentos de conexión adicionales. Esta reducción es particularmente beneficiosa para diseños e interfaces de alta velocidad, ya que contribuye a mejorar la integridad de la señal.

Ahorro de costes

Si el número de capas es bajo con el uso de múltiples vías, el volumen de producción se puede aumentar a un costo reducido. 

Comprensión de la vía ciega en PCB

Las vías ciegas son visibles en un lado del tablero, conectando una capa externa y pasando a través de dos o más capas para conectarse con las capas internas. Sin embargo, las vías ciegas no pueden atravesar toda la placa para conectarse directamente a la otra capa exterior. Estas distinciones entre los tipos de vía brindan a los diseñadores una gama versátil de opciones para crear PCB adaptados a requisitos específicos de espacio, densidad y conectividad.

Por ejemplo, cuando se realiza perforación ciega en tableros de 2+4+2 capas, las dos capas exteriores se perforan primero. Otra forma es perforar 2+4 juntos prestando especial atención a la alineación precisa. 

Estas son algunas características de las vías ciegas: 

  • Las vías ciegas solo conectan las capas adyacentes del tablero. 
  • No atraviesa completamente la PCB. 
  • La vía ciega es ideal para interconexiones de alta densidad. 
  • Sólo puede conectar una capa a otra capa inmediata internamente. 
  • Requieren fabricaciones especializadas. 
  • Las vías ciegas no son comparables a los agujeros pasantes, ya que pasan por todo el tablero. 
  • Proporciona conectividad a través de una capa interna en lugar de estar oculto dentro de la placa. 

Comprensión de la vía enterrada en PCB

Las vías enterradas, ocultas dentro del tablero, permanecen invisibles desde el exterior ya que atraviesan sólo entre capas internas. Estas vías pueden pasar a través de dos o más capas internas pero no pueden extenderse a ninguna capa externa. La perforación de vías enterradas se produce durante el ensamblaje de la PCB, conectando capas internas sin acceso externo.

Por ejemplo, en vías enterradas, los agujeros se hacen antes de la unión, por lo que sólo se requiere una unión parcial. Se perforan dos capas juntas antes de unirse permanentemente a la PCB.

  • A continuación se detallan algunas características importantes de la vía enterrada:
  • Las vías enterradas están encerradas en la PCB. 
  • No es necesario enchapar ni perforar las vías enterradas. 
  • Solo conecta las capas internas.
  • Las habilidades avanzadas de producción son obligatorias.
  • Puede usarse para conexión a tierra y enrutamiento de energía. 
  • Las vías enterradas no aparecen como aberturas en los tableros terminados. 
  • No conectan capas externas ya que forman un aislamiento. 
PCB ciego y enterrado Globalwell

¿Cómo se fabrican las vías ciegas y enterradas?

La creación de vías en PCB implica dos métodos principales: después o antes de la laminación multicapa. Para vías ciegas y enterradas, se perforan núcleos y se recubren orificios pasantes. Luego se construye la pila y se presiona. Para obtener más detalles sobre este proceso de fabricación, consulte el manual IPC-2221B.

Al crear vías ciegas, considere cuidadosamente la profundidad de perforación. La profundidad del agujero es crucial y afecta el rendimiento de la tabla. Una profundidad excesiva puede distorsionar las señales, mientras que una profundidad insuficiente puede provocar una conexión defectuosa.

Para un diseño óptimo y evitar costosos problemas de fabricación, consulte a su fabricante de PCB. Es esencial buscar asesoramiento sobre el mejor enfoque para su junta directiva. Los fabricantes pueden tapar las vías con metal o epoxi térmico/eléctrico y colocar placas de cobre sobre ellas.

Puede ayudar a evitar que las burbujas de aire internas causen huecos o poros en la unión de soldadura. La colaboración con el fabricante garantiza vías bien diseñadas, lo que mejora la confiabilidad y el rendimiento generales de la PCB.

¿Cuándo y dónde utilizar vías enterradas?

Se prefieren las vías enterradas a las vías ciegas cuando las interconexiones de PCB están diseñadas internamente. Agrega aislamientos para circuitos de RF para garantizar una señal interrumpida. Además, las vías enterradas no mostrarán ningún trozo en las capas externas. 

Además de las conexiones aisladas, las vías enterradas son buenas para conexiones que pueden no ser aplicables desde una capa de placa de circuito externa. La conectividad interna directa de las vías ciegas y enterradas ayudará a reducir las capas, haciendo así que la pila sea más pequeña. 

Técnicas utilizadas para la fabricación de vías

A continuación se muestran algunas técnicas utilizadas en la fabricación de vías: 

Laminación secuencial

En este método, cada capa se lamina junto con las vías preformadas que se encuentran entre ellas. Aquí se utilizan piezas muy finas de laminado para crear una PCB de doble cara. Se realiza la perforación, seguida del enchapado y grabado del laminado. Esto le da características a un lado del tablero que se conectará a la segunda capa.

La capa superior, sin taladrar ni grabar, funciona como la capa superior terminada de PCB. Estas capas se ensamblan con otras mediante laminación. Si es una PCB multicapa, con esta capa laminada se unen otras capas. La capa interna imparte flexibilidad a la estructura vía, ideal para tableros flexibles. Este método es preciso; sin embargo, resulta caro realizar vías ciegas. Los finos laminados deben manipularse con cuidado durante el proceso de grabado y taladrado. 

Ablación laser

La ablación con láser funciona para crear vías ciegas y enterradas. Aquí, el láser perforará agujeros quitando el material de lugares específicos. La ablación por láser se utiliza principalmente para perforar agujeros en capas internas laminadas de PCB. Por ejemplo, si la ablación se realiza entre dos capas internas y la capa externa, se realiza simultáneamente. El láser de CO2 y el láser excimer son dos métodos utilizados para la ablación de los materiales. 

El láser de CO2 utiliza maquinaria potente para perforar agujeros en el material de cobre. Se pueden realizar fotografías para garantizar que los orificios se taladren en la alineación correcta. Una cosa importante es que la perforación con láser se realiza antes del proceso de grabado. 

El láser excimer es ideal para perforar agujeros a través de materiales dieléctricos y cobre. Por lo tanto, se puede crear una vía ciega en un proceso de un solo paso. Además, para este método no es necesario perforar previamente el cobre. Durante el proceso con láser excimer, las almohadillas de cobre deben protegerse para que el láser no las corte en vías enterradas. Es un método preciso y eficaz para crear vías. 

Grabado con plasma

Las finas capas dieléctricas se graban con plasma mediante gas seco en un entorno de vacío. El plasma libera radicales libres sin carga que reaccionan con la superficie del tablero y crean vías ciegas. A medida que los iones de plasma se liberan sobre el material de cobre, los iones se eliminan, dejando pequeños agujeros. 

El grabado con plasma es excelente para agujeros precisos con diámetros muy pequeños. Además, este método se realiza en atmósfera inerte; por lo tanto, ningún contaminante afecta los PCB. Una desventaja de este método es que es caro y puede que no sea bueno para pedidos al por mayor. 

Vías ciegas perforadas con profundidad controlada

Para crear vías ciegas de profundidad controlada, se utiliza una penetración de perforación muy precisa para crear orificios en un lado de la PCB. Las vías ciegas se realizan en parte a través de los materiales mediante almohadillas. El revestimiento de cobre se realiza en el siguiente paso. Este método es asequible ya que no necesita costosos equipos de grabado o láser. Sin embargo, crea agujeros más grandes que no siempre se ajustan a las demandas. Por lo tanto, los circuitos importantes deben mantenerse alejados de los agujeros perforados por seguridad.

Foto-Vía Tenting

Photo-via tenting es un método que crea vías ciegas y enterradas en ubicaciones precisas. Se realiza una colocación selectiva sobre los anillos anulares de cobre con tinta líquida fotograficable. Agrega una capa protectora sobre las vías para evitar que se acumule humedad y suciedad. 

Las capas dieléctricas fotoimaginables permiten colocar campañas selectivas sobre las vías, dejando aberturas solo donde se desean vías ciegas/enterradas. Los PCB que están fabricados para condiciones duras y cambios de temperatura requieren tiendas de campaña para minimizar el daño ambiental. 

Además, las interferencias de señal se reducen significativamente cuando se tapan los agujeros. Los reflejos de la señal y la diafonía también se reducen en las PCB de alta velocidad. Mejora del rendimiento y la fiabilidad.

PCB 2 ciego y enterrado Globalwell

Diferencias entre vías ciegas y enterradas

A continuación se muestran algunas diferencias clave entre vías ciegas y enterradas: 

  • La fabricación a ciegas es de complejidad moderada. Por otra parte, las vías enterradas son muy complejas de fabricar. Ambos aumentan el costo de producción. 
  • El proceso de fabricación de vías ciegas implica perforar, colocar carpas, rellenar y enchapar. Las vías enterradas se fabrican mediante ablación por láser y revestimiento de cobre. 
  • Las vías ciegas tienen baja inductancia, terminales y resistencia. Mientras tanto, las vías enterradas tienen la inductancia, los trozos y la resistencia más bajos. 
  • Las vías ciegas tienen un diámetro de mediano a pequeño. Las vías enterradas son las de menor diámetro y a menudo se confunden con las microvías.

Consideraciones de diseño para crear vías en PCB

Hay varias reglas a seguir al diseñar vías en PCB. La cantidad de vías y sus ubicaciones pueden afectar significativamente el funcionamiento de las placas de circuito. A continuación se presentan consideraciones de diseño clave para crear vías en PCB:

Reglas de configuración y autorización

Al crear vías en una PCB, utilice el administrador de restricciones en el espacio de trabajo físico para una configuración precisa mientras sigue las reglas de autorización estándar. Esto garantiza un espacio adecuado para evitar problemas relacionados con la proximidad y la interferencia.

Componentes de montaje en superficie (SMD)

Evite colocar vías directamente entre las almohadillas SMD para evitar que el flujo de soldadura quede atrapado y una posible corrosión. El flujo de soldadura bajo SMD puede complicar la inspección posterior a la fabricación, lo que resalta la necesidad de una colocación estratégica de las vías.

Diseño ciego/enterrado vía

La incorporación de vías ciegas y enterradas en diseños de PCB requiere atención a las pautas. Estas vías deben abarcar un número par de capas de cobre y no terminar en la parte superior de un núcleo ni comenzar en la parte inferior. Opte por vías escalonadas en lugar de apiladas para reducir tiempo y costos.

Profundidad y relación de aspecto controladas

La profundidad controlada para vías ciegas y enterradas es crucial. Mantenga la relación de aspecto al mínimo para vías de alta velocidad para mejorar el rendimiento eléctrico y la integridad de la señal y minimizar el ruido, la diafonía y EMI/RFI.

Consideraciones de tamaño

El tamaño de las vías es fundamental en el diseño de PCB. Utilice vías más pequeñas, especialmente en placas de interconexión de alta densidad (HDI), para minimizar la capacitancia y la inductancia. Asegúrese de que las vías dentro de las almohadillas térmicas estén llenas para mejorar la gestión térmica.

Instalaciones BGA

Para instalaciones Ball Grid Array (BGA), utilice vías ciegas y pasantes en almohadillas térmicas. Asegúrese de que estas vías estén llenas y planarizadas para mantener la integridad de la unión soldada durante el montaje.

Consideraciones de montaje

La fabricación debería compensar la falta de vías pasantes en una almohadilla térmica. Lo hacen agregando una abertura similar a un panel de ventana alrededor de la plantilla de soldadura en pasta sobre la almohadilla. Esto evita que la soldadura se acumule y se desgasifique durante el ensamblaje, lo que mejora la calidad general de la unión de soldadura.

Despacho e inspección

Mantenga un espacio vital, especialmente para pistas y vías cerca de bordes enrutados/marcados. Los protocolos de inspección rigurosos son cruciales, especialmente para componentes complejos como Ball Grid Arrays (BGA).

Diseño de hueso de perro

En diseños de hueso de perro, tenga en cuenta el espacio libre de la máscara para las vías debajo del BGA para evitar interferencias y mantener la integridad de la conexión.

Tolerancias

Respete las tolerancias críticas, incluidos anillos anulares precisos, espacios entre taladro y plano y rangos de diámetro preferidos. Encuentre el registro de ubicación preciso y la separación adecuada de la máscara de soldadura. La consideración de estos factores mejora la confiabilidad, el rendimiento y la capacidad de fabricación de los PCB.

¿Cómo se cubren las Vías?

La elección del método de cobertura correcto depende de los requisitos específicos del diseño de su PCB. Las vías ciegas y enterradas, disponibles en tableros con un mínimo de cuatro capas, contribuyen a aumentar la densidad del tablero multicapa, reduciendo el número total de capas y las dimensiones del tablero. Una consideración cuidadosa de las especificaciones de diseño y las funcionalidades previstas guía la elección de los procesos de recubrimiento vía en los diseños de PCB.

Las vías en PCB se pueden cubrir de diferentes formas:

Vías de tiendas de campaña

Carpar vías significa cubrir el anillo anular con una máscara de soldadura para aislarlo. Garantizar una cobertura total con una capa gruesa de máscara de soldadura evita cortocircuitos accidentales, lo que mejora la confiabilidad general de la PCB.

Vías no cubiertas

Al elegir "vías no cubiertas" se deja expuestos tanto el orificio de la vía como el anillo anular sin máscara de soldadura. Este método, comúnmente utilizado para depurar señales de medición, también puede aumentar el área de disipación de calor, lo que permite una mejor gestión térmica. Sin embargo, tenga en cuenta el mayor riesgo de cortocircuitos.

Vías conectadas con máscara de soldadura

Tapar las vías con una máscara de soldadura evita que las bolas de soldadura provoquen cortocircuitos durante la soldadura por ola y evita residuos de fundente en el orificio de la vía. Para PCB con componentes como un conjunto de rejilla de bolas (BGA) o un circuito integrado (IC), la selección de vías con conector de máscara garantiza un proceso de soldadura confiable.

Palabras de despedida

Ahora ya sabes que las vías ciegas y enterradas en los PCB son cruciales para incorporar todos los componentes en diferentes capas. Las vías ciegas y enterradas requieren habilidades y equipos profesionales para garantizar la calidad y la precisión. Por lo tanto, es importante elegir los fabricantes de placas de circuito impreso adecuados y con amplia experiencia. Busque a alguien que ofrezca prototipos personalizados y entregas únicas de PCB.

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