5 de julio de 2024

¿Qué son las vías ciegas, las vías enterradas y las microvías?

El diseño de PCB tiene que ver con la planificación. Es como crear una hoja de ruta para la electricidad. Los ingenieros colocan componentes y dibujan caminos para que los sigan las señales eléctricas. Esto ayuda a que sus dispositivos funcionen como deberían.

Los PCB pueden ser simples o complejos. Una PCB simple tiene solo una capa, mientras que una PCB compleja tiene muchas capas apiladas una encima de otra. Los PCB multicapa se utilizan en dispositivos de alta tecnología porque pueden hacer más.

Las vías desempeñan un papel fundamental en los PCB multicapa. Son pequeños agujeros perforados en la PCB para crear conexiones eléctricas entre diferentes capas. 

Permiten que las señales y la energía viajen de una capa a otra, lo que permite las complejas interconexiones necesarias en los dispositivos electrónicos modernos. 

Con las vías, es posible lograr los PCB multifuncionales de alta densidad que se utilizan en la tecnología actual.

Este artículo explicará tres tipos de vías: vías ciegas, vías enterradas y microvías. Cada tipo es único y se utiliza por diferentes motivos. Al final de esta lectura, sabrás qué son y por qué son importantes en diseño de PCB.

Cuatro placas de circuitos coloridas con varios patrones.

Comprensión de las vías en el diseño de PCB

Las vías son partes pequeñas pero cruciales de una PCB. Son pequeños agujeros que hacen conexiones entre diferentes capas del tablero. Piense en ellos como puentes para señales eléctricas.

Explicación de qué son las vías en el contexto de los PCB

En términos simples, las vías son agujeros perforados en una PCB. Estos agujeros se rellenan o recubren con metal, lo que permite el paso de la electricidad. Conectan una capa de placa con otra, lo que permite circuitos complejos en espacios pequeños. Sin vías, no podríamos incluir tanta tecnología en nuestros dispositivos.

Importancia de las vías en la conectividad de PCB multicapa

Las vías son esenciales para PCB multicapa. Permiten que las señales se muevan entre capas, asegurando que todo en el circuito funcione en conjunto. Esta conectividad es vital para el rendimiento de la electrónica moderna. 

Vias permite a los ingenieros diseñar dispositivos compactos y eficientes. Con ellos, tenemos los potentes dispositivos que utilizamos todos los días.

Para obtener más información sobre los componentes de PCB, consulte Componentes de la placa de circuito electrónico.

Vías ciegas

¿Qué son las vías ciegas?

Las vías ciegas son tipos particulares de vías utilizadas en el diseño de PCB. Conectan la capa exterior del tablero con una o más capas internas sin atravesar todo el tablero. Por eso se les llama "ciegos": no se pueden ver desde el lado opuesto de la PCB.

Parámetros-de-diseño-de-PCB-con-diferentes-tipos-de-vía

Consideraciones de diseño para vías ciegas

La creación de vías ciegas requiere una planificación cuidadosa. Aquí hay algunos puntos clave a considerar:

Control de profundidad

La profundidad de una vía ciega es crucial. Debe conectar las capas adecuadas en una profundidad manejable. La precisión es clave aquí.

Relación de aspecto

La relación de aspecto, la relación profundidad-diámetro, debe ser de alrededor de 1:1. Esto garantiza que la vía sea confiable y fabricable.

Pasos de laminación y proceso de fabricación.

Las vías ciegas implican pasos adicionales en el proceso de fabricación. La PCB debe construirse parcialmente, perforarse y finalmente volverse a laminar. Esto hace que el proceso sea más complejo pero permite diseños más avanzados. Para obtener una comprensión detallada de la fabricación de PCB, consulte Una guía completa para el proceso de fabricación de PCB.

Aplicaciones de vías ciegas

Las vías ciegas se utilizan a menudo en PCB de interconexión de alta densidad (HDI). Se trata de placas con un elevado número de conexiones en un área reducida. Veamos algunos usos específicos:

Uso en PCB de interconexión de alta densidad (HDI)

El espacio es limitado en las PCB HDI. Las vías ciegas ayudan a ahorrar espacio al atravesar solo la mitad del tablero, lo que permite más componentes y conexiones en un espacio más pequeño.

Ejemplos en dispositivos móviles y electrónica compacta

Las vías ciegas benefician enormemente a los teléfonos móviles y otros dispositivos pequeños. Permiten que estos dispositivos sean potentes pero compactos. Al utilizar vías ciegas, los diseñadores pueden empaquetar más funcionalidades en paquetes más pequeños, lo que genera dispositivos más delgados y livianos.

Para obtener más información sobre los beneficios y aplicaciones de los PCB de alta densidad, visite Beneficios y aplicaciones de PCB de alto volumen.

Vías enterradas

¿Qué son las vías enterradas?

Las vías enterradas son otro tipo de vía utilizada en los PCB. Estas vías conectan sólo las capas internas de una PCB, no llegan a las capas externas y quedan "enterradas" dentro de la placa.

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Consideraciones de diseño para vías enterradas

El diseño con vías enterradas implica varios factores importantes. Estos son los puntos clave a tener en cuenta:

Conexiones y restricciones de capa

Las vías enterradas conectan únicamente las capas internas. Esto significa que debe planificar cuidadosamente la pila de capas para garantizar que las vías conecten las capas correctas. Una planificación adecuada es esencial para evitar errores y garantizar que la junta funcione según lo previsto.

Complejidad de fabricación y pasos de laminación adicionales

Crear vías enterradas es más complejo que las vías estándar. Es necesario laminar el tablero, perforarlo y luego volver a laminarlo. Cada paso de laminación aumenta el tiempo y el costo de fabricación. Sin embargo, esta complejidad permite diseños más sofisticados y compactos.

Gestión térmica durante el proceso de laminación

La gestión térmica es crucial cuando se trabaja con vías enterradas. El calor del proceso de laminación puede afectar su integridad. Un control térmico adecuado garantiza que las vías sigan siendo confiables y que la PCB funcione bien.

Aplicaciones de las vías enterradas

Las vías enterradas se utilizan en PCB multicapa complejos. Estas aplicaciones requieren conexiones confiables y eficientes dentro de la placa.

Uso en PCB complejos multicapa

Las vías enterradas son ideales para PCB con muchas capas. Ayudan a gestionar las conexiones dentro de las capas internas sin afectar las capas externas. Esto es particularmente útil en diseños donde el espacio es limitado y se requiere un alto rendimiento.

Ejemplos en dispositivos médicos y aplicaciones aeroespaciales

Los dispositivos médicos suelen utilizar vías enterradas. Estos dispositivos deben ser pequeños pero robustos, y las vías enterradas ayudan a lograr este equilibrio. 

Las vías enterradas también benefician a las aplicaciones aeroespaciales, que requieren electrónica compacta, confiable y de alto rendimiento. Permiten diseños sofisticados que pueden soportar condiciones duras.

Para obtener información adicional sobre vías enterradas y sus aplicaciones, consulte Una introducción completa a los PCB cerámicos.

Microvías

¿Qué son las microvías?

Las microvías son vías muy pequeñas que se utilizan en el diseño de PCB. Suelen tener menos de 150 micras de diámetro. Estos pequeños agujeros conectan varias capas de tablero, lo que permite diseños densos y complejos.

Diagrama-de-varias-microvias-en-una-PCB

Consideraciones de diseño para microvías

La creación de microvías requiere técnicas avanzadas y una planificación cuidadosa. Aquí hay algunos puntos esenciales a considerar:

Técnicas de perforación de precisión y perforación láser

Las microvías se fabrican utilizando perforación de precisión, a menudo con láser. Esto asegura que los agujeros sean precisos y limpios. 

Perforación láser Es esencial porque puede crear agujeros pequeños y precisos que los métodos tradicionales no pueden lograr.

Apilamiento y escalonamiento de Micro Vías

Las microvías se pueden apilar o escalonar para maximizar el espacio y la conectividad. El apilamiento implica colocar vías directamente una encima de la otra a través de capas. 

Escalonar significa colocarlos ligeramente separados uno del otro. Ambos métodos ayudan a ahorrar espacio y mejorar el rendimiento de la PCB.

Garantizar la confiabilidad y estrictos controles de fabricación

Debido a su pequeño tamaño, las microvías deben ser muy fiables. Son necesarios estrictos controles de fabricación para garantizar la calidad. 

Esto incluye un seguimiento cuidadoso durante la producción y pruebas exhaustivas posteriores. Garantizar la confiabilidad es crucial, ya que cualquier falla en una microvía puede afectar el rendimiento de toda la PCB.

Aplicaciones de las Micro Vías

Las microvías se utilizan en PCB de interconexión de alta densidad (HDI), que requieren muchas conexiones en un área pequeña.

Uso en PCB HDI

Los PCB HDI son estándar en electrónica avanzada. Necesitan encajar muchos componentes y conexiones en un espacio limitado. Las microvías hacen esto posible al proporcionar conexiones pequeñas y precisas entre capas.

Ejemplos de electrónica avanzada y dispositivos de alto rendimiento

Las microvías se encuentran en dispositivos de alta tecnología como teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos portátiles. También desempeñan un papel en los equipos informáticos y de telecomunicaciones de alto rendimiento. Las microvías pueden hacer que estos dispositivos sean más pequeños, más rápidos y más potentes.

Para obtener más información sobre el uso de microvías en electrónica avanzada, consulte ¿Qué son los PCB de doble capa?.

Comparación de vías ciegas, vías enterradas y microvías

Diferencias clave

Comprender las diferencias entre vías ciegas, enterradas y microvías es crucial para el diseño de PCB. Cada tipo tiene características y usos únicos.

Sección transversal de PCB que muestra vías ciegas y enterradas a través de orificios

Comparación de definiciones, consideraciones de diseño y aplicaciones

  • Vías ciegas: Estos conectan la capa exterior a una o más capas interiores pero no pasan a través de la PCB. Ayudan a ahorrar espacio en las capas exteriores.
  • Vías enterradas: Están enteramente dentro de las capas internas y no llegan a las capas externas. Ayudan a gestionar conexiones complejas dentro de PCB multicapa.
  • Microvías: Vías extremadamente pequeñas utilizadas en PCB HDI. Conectan múltiples capas y se crean mediante perforación de precisión, a menudo con láser.

Ventajas y desventajas de cada tipo de vía

  1. Vías ciegas:
    • Ventajas: Ahorra espacio en las capas exteriores, lo cual es ideal para diseños HDI.
    • Desventajas: Proceso de fabricación más complejo, mayor coste.
  2. Vías enterradas:
    • Ventajas: El uso eficiente del espacio dentro de las capas internas no afecta los diseños de las capas externas.
    • Desventajas: Se requieren pasos de laminación adicionales, lo que aumenta la complejidad y el costo de fabricación.
  3. Microvías:
    • Ventajas: Permite diseños de muy alta densidad esenciales para dispositivos electrónicos compactos y de alto rendimiento.
    • Desventajas: Se requieren técnicas de fabricación avanzadas y un estricto control de calidad para garantizar la confiabilidad.

Cuándo utilizar cada tipo

La elección del tipo correcto de vía depende de las necesidades específicas del diseño de su PCB. Aquí hay algunas pautas:

Directrices para elegir el tipo de vía adecuado para aplicaciones específicas

  • Utilice vías ciegas al conectar las capas exterior e interior sin un orificio pasante completo. Es ideal para diseños con espacio de superficie limitado, como en dispositivos móviles y PCB HDI.
  • Utilice vías enterradas para tableros complejos multicapa donde se necesitan conexiones internas sin afectar las capas exteriores. Son adecuados para aplicaciones de alto rendimiento en dispositivos médicos y aeroespaciales.
  • Utilice microvías en PCB HDI donde el espacio es extremadamente reducido y se requiere un alto rendimiento. Es perfecto para dispositivos electrónicos avanzados como teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos de comunicación de alta velocidad.

Comprender estas pautas lo ayudará a elegir mejor el diseño de su PCB, garantizando eficiencia y funcionalidad.

Para obtener consejos prácticos sobre el diseño de PCB, visite Consejos prácticos para el diseño de PCB que todo diseñador debería conocer.

Conclusión

Las vías ciegas, enterradas y microvías son cruciales en el diseño de PCB moderno. Las vías ciegas conectan las capas exterior e interior sin atravesar todo el tablero. Las vías enterradas unen sólo las capas internas, permaneciendo ocultas de la superficie. Las microvías, las más pequeñas de las tres, conectan múltiples capas y se utilizan en diseños de alta densidad.

Comprender estas vías ayuda a los ingenieros a crear PCB eficientes y compactas. Cada tipo de vía tiene sus puntos fuertes y aplicaciones específicas. 

Al elegir la forma correcta, los diseñadores pueden optimizar el espacio, mejorar el rendimiento y garantizar la confiabilidad. Este conocimiento es fundamental para avanzar en la tecnología y satisfacer las demandas de los dispositivos electrónicos modernos.

Artículo escrito por Alicia Lee