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PCB cieco e sepolto

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Essendo uno dei produttori di PCB più esperti al mondo, siamo orgogliosi di essere i vostri migliori partner commerciali e buoni amici in ogni aspetto delle vostre esigenze PCB.
Richiesta personalizzata

PANORAMICA

Articolo PCB rigido
Livello massimo 60 litri
Traccia/spazio minimo livello interno 3/3mil
Traccia/spazio minimo livello esterno 3/3mil
Strato interno in rame massimo 6 once
Out Layer Max Rame 6 once
Perforazione meccanica minima 0,15 mm
Perforazione laser minima 0,1 mm
Proporzioni (Perforazione meccanica) 20:1
Proporzioni (Perforazione laser) 1:1
Tolleranza foro Press Fit ±0,05 mm
Tolleranza al PTH ±0,075 mm
Tolleranza NPTH ±0,05 mm
Tolleranza alla svasatura ±0,15 mm
Spessore del pannello 0,4-8 mm
Tolleranza sullo spessore della scheda (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolleranza sullo spessore della scheda (≥1,0 mm) ±10%
Tolleranza di impedenza A terminazione singola:±5Ω(≤50Ω)±7%(>50Ω)
Differenziale:±5Ω(≤50Ω)±7%(>50Ω)
Dimensione minima della scheda 10*10 mm
Dimensione massima della scheda 22,5 * 30 pollici
Tolleranza al contorno ±0,1 mm
BGA minimo 7mil
SMT minimo 7*10mil
Trattamento della superficie ENIG, Gold Finger, Argento ad immersione, Stagno ad immersione, HASL (LF), OSP, ENEPIG, Flash Gold; Placcatura in oro duro
Maschera per saldatura Verde, Nero, Blu, Rosso, Verde opaco
Spazio minimo per la maschera di saldatura 1,5 milioni
Diga minima della maschera di saldatura 3mil
Leggenda Bianco, Nero, Rosso, Giallo
Larghezza/altezza minima legenda 4/23mil
Larghezza del raccordo di deformazione /
Arco e torsione 0.3%

La necessità di circuiti stampati (PCB) più piccoli per soddisfare la miniaturizzazione nel settore elettronico è in aumento. Potrebbe non essere sempre possibile aggiungere tutti i componenti PCB al PCB. Tale situazione può essere mitigata utilizzando i via nel circuito. I via sono fori conduttivi verticali che collegano uno strato all'altro nei PCB multistrato. 

Questi possono essere presenti sotto la superficie, tra due strati o su tutta la linea. Esistono diversi tipi di vie, come cieche, micro e interrate. In questo articolo discuteremo dei via ciechi e interrati nel PCB. Questi sono i due via più spesso utilizzati per la fabbricazione di PCB. Parleremo dei vantaggi dei via, di come vengono fabbricati e della loro importanza. 

Cos'è PCBVia?

Via è il piccolo foro praticato attraverso due o più strati nei PCB. Il suo ruolo principale è consentire ai segnali di viaggiare attraverso gli strati. La potenza è distribuita anche da vias. Queste connessioni interstrato, dovute ai via, influiscono sul funzionamento dei PCB nei dispositivi elettronici. 

I Vias in PCB, abbreviazione di Vertical Interconnect Access, svolgono un ruolo cruciale nella fabbricazione di circuiti stampati. Un via standard è costituito da tre componenti chiave: il cilindro, un tubo conduttivo che collega due strati attraverso un foro nel PCB, e il pad, che si collega alle estremità del cilindro e lo collega a componenti, piani o tracce. 

Il foro anti-pad o di spazio separa la canna dagli strati di rame adiacenti. Esistono tre tipi principali di via: via passante, via cieca e via interrata.

Il via passante, spesso il pensiero iniziale associato ai via, è il tradizionale foro passante placcato (PTH). Questo tipo è dotato di fori attraverso la scheda, che collegano entrambi gli strati esterni del PCB.

Nei circuiti stampati multistrato (PCB) ad alta densità, le micro-vie, comprese le vie cieche e le vie interrate, diventano essenziali. La tecnologia di interconnessione ad alta densità (HDI) utilizza questi micro-via per creare PCB complessi.

PCB cieco e sepolto Globalwell 1

Esplorazione di PCB tramite tipi

Come sappiamo, i via sono i percorsi conduttivi che collegano gli strati PCB che servono a scopi specifici nella progettazione elettronica. Esploriamo i tipi di via comuni:

Cieco Via

Un via cieco va da un lato dello strato esterno (superiore o inferiore), collegando almeno uno strato interno senza passare attraverso l'intera scheda.

Utile per liberare spazio sul PCB, comunemente utilizzato nell'assemblaggio BGA (Ball Grid Array) e nei PCB HDI (High-Density Interconnect), migliorando la flessibilità di progettazione.

Sepolto Via

Collega almeno due strati interni, rimanendo invisibile sullo strato esterno. Progettato principalmente per collegare segnali dello strato interno, riducendo il rischio di interferenze del segnale. Adatto per PCB HDI, fondamentale per mantenere l'integrità del segnale.

Foro passante Via

Il tipo più comune collega gli strati interni ed esterni passando attraverso l'intera scheda. Scelta standard per interconnessioni PCB interne e utilizzata come fori di montaggio per componenti, garantendo stabilità.

Microvie

I via, con un diametro inferiore a 150 micron, sono ampiamente utilizzati nei PCB ad alta densità di interconnessione (HDI). Favorito per le dimensioni ridotte dei fori, riducendo al minimo l'utilizzo dello spazio sul circuito. Collega gli strati tramite la placcatura in rame, con una forma conica che semplifica la placcatura in rame. L'impilamento di più microvia è necessario per progetti complessi.

I micro-via, minuscoli fori solitamente placcati per collegare strati adiacenti, migliorano la densità del circuito di un PCB accogliendo più tracce di circuito. A differenza dei micro-via standard che collegano solo due strati di rame adiacenti, lasciano spazio aggiuntivo per le linee di tracciamento.

Via-in-Pad

Implica il posizionamento dei via direttamente sui pad Ball Grid Array (BGA) sul circuito. I produttori lo considerano per i vantaggi di risparmio di spazio. L'integrazione dei via nei pad BGA riduce al minimo la necessità di spazio aggiuntivo, consentendo la progettazione di PCB più piccoli senza compromettere la funzionalità.

Per quanto riguarda il tipo, la scelta dipende dai requisiti specifici di progettazione del PCB. Gli ingegneri considerano fattori quali vincoli di spazio, integrità del segnale e interconnessioni ad alta densità quando selezionano il tipo di via appropriato. L'evoluzione del panorama tecnologico PCB spinge i confini della progettazione, sottolineando l'importanza della comprensione delle caratteristiche per dispositivi elettronici efficienti e affidabili.

Necessità di Via su PCB

Gli strati esterno ed interno dei PCB sono collegati utilizzando componenti elettrici con l'aiuto di vias. Via può essere utilizzato sia negli strati interni che esterni per compensare lo spazio limitato nei PCB per le connessioni. Negli strati interni del PCB è presente un via sepolto. 

Aiutano a liberare spazio per altri componenti nel circuito. D'altra parte, sulla superficie è presente un via cieco, ideale per i componenti BGA. I PCB HDI hanno vie cieche e interrate per una migliore potenza e una superficie compatta. 

Le connessioni più elevate tramite via portano a una maggiore densità nei circuiti stampati. Sono utilizzati nei telefoni cellulari, nei dispositivi intelligenti, nelle apparecchiature mediche e nei laptop. La produzione di PCB HDI è un processo complesso che può essere eseguito solo da professionisti. 

Vantaggi dei vias

Ecco i vantaggi dei via nei circuiti stampati: 

Instradare il segnale

Via e micro via garantiscono un buon instradamento del segnale con PCB più densi. Sia i via ciechi che quelli interrati migliorano il segnale per un ulteriore trasferimento. I via sono utili anche per le reti elettriche poiché trasportano più corrente. 

Densità di tracce di pannelli multistrato

Poiché i via possono essere aggiunti in più strati uno sotto l'altro, aumentano la densità dei PCB. I via sovrapposti forniscono le connessioni verticali necessarie nel circuito. Inoltre, con numerose tracce diverse, i via sono in grado di connettersi tra loro. 

Segnale di trasmissione

I Via trasferiscono il segnale tra diversi strati di PCB in una scheda. Potrebbero essere necessari percorsi diversi sulla scheda nel caso si vogliano integrare altri componenti. 

Risparmiare spazio

I Vias-in-pad offrono una soluzione innovativa per risparmiare spazio sui PCB. L'integrazione diretta dei via nei pad dei componenti elimina la necessità di instradare i segnali, ottimizzando il routing e riducendo significativamente l'ingombro complessivo del PCB.

Instradamento più semplice

Per un instradamento più semplice, il posizionamento dei via direttamente sotto i pad dei componenti libera spazio e semplifica il processo, soprattutto per i componenti con ingombro ridotto come quelli nei pacchetti Ball Grid Array (BGA).

Migliore dissipazione del calore

Una migliore dissipazione del calore si ottiene posizionando strategicamente i via nei pad vicino a fonti di calore. Ciò migliora la conduttività termica tra i componenti e i diversi strati del PCB, facilitando una dissipazione del calore più rapida ed efficiente.

Riduzione dell'induttanza

L'integrazione dei via nei pad riduce l'induttanza parassita associata a segmenti di connessione aggiuntivi. Questa riduzione è particolarmente vantaggiosa per progetti e interfacce ad alta velocità, contribuendo a migliorare l'integrità del segnale.

Riduzione dei costi

Se il numero di strati è basso con l'uso di più vie, il volume di produzione può essere aumentato a un costo ridotto. 

Comprendere il Blind Via nel PCB

Su un lato della scheda sono visibili vie cieche che collegano uno strato esterno e attraversano due o più strati per connettersi con gli strati interni. Tuttavia, i via ciechi non possono attraversare l'intera scheda per connettersi direttamente all'altro strato esterno. Queste distinzioni tra i tipi di via offrono ai progettisti una gamma versatile di opzioni per realizzare PCB su misura per specifici requisiti di spazio, densità e connettività.

Ad esempio, quando si esegue una foratura cieca su pannelli a 2+4+2 strati, i due strati esterni vengono forati per primi. Un altro modo è forare 2+4 insieme prestando particolare attenzione all'allineamento preciso. 

Ecco alcune caratteristiche dei via ciechi: 

  • I via ciechi collegano solo gli strati adiacenti della scheda. 
  • Non passa interamente attraverso il PCB. 
  • La via cieca è ideale per le interconnessioni ad alta densità. 
  • Può connettere internamente solo uno strato a un altro strato immediato. 
  • Richiedono lavorazioni qualificate. 
  • I via ciechi non sono paragonabili ai fori passanti poiché attraversano l'intera scheda. 
  • Fornisce connettività attraverso uno strato interno invece di essere nascosto all'interno della scheda. 

Comprensione di Buried Via nel PCB

I passaggi sepolti, nascosti all'interno della tavola, rimangono invisibili dall'esterno poiché attraversano solo tra gli strati interni. Questi via possono passare attraverso due o più strati interni ma non possono estendersi a nessuno strato esterno. La perforazione per vie interrate avviene durante l'assemblaggio del PCB, collegando gli strati interni senza accesso esterno.

Ad esempio, nei via interrati, i fori vengono realizzati prima dell'incollaggio, quindi è necessario solo un incollaggio parziale. Due strati vengono forati insieme prima di unirsi permanentemente al PCB.

  • Ecco alcune caratteristiche significative della via interrata:
  • I vias interrati sono racchiusi nel PCB. 
  • La placcatura e i fori non sono necessari per le vie interrate. 
  • Collega solo gli strati interni.
  • Competenze di produzione avanzateLe competenze nella produzione sono obbligatorie.
  • Può essere utilizzato per la messa a terra e il routing dell'alimentazione. 
  • I via interrati non vengono visualizzati come aperture sulle schede finite. 
  • Non collegano gli strati esterni poiché formano un isolamento. 
PCB cieco e sepolto Globalwell

Come vengono prodotte le vie cieche e interrate?

La realizzazione di via nei PCB prevede due metodi principali: dopo o prima della laminazione multistrato. Per le vie cieche e interrate, i nuclei vengono perforati e i fori passanti vengono placcati. Lo stack viene quindi costruito e pressato insieme. Per maggiori dettagli su questo processo di produzione, fare riferimento al manuale IPC-2221B.

Quando si creano vie cieche, considerare attentamente la profondità della perforazione. La profondità del buco è fondamentale e influisce sulle prestazioni della tavola. Una profondità eccessiva può distorcere i segnali, mentre una profondità insufficiente può provocare una connessione difettosa.

Per una progettazione ottimale ed evitare costosi problemi di produzione, consulta il produttore del PCB. Chiedere consigli sull’approccio migliore per la tua tavola è essenziale. I produttori possono tappare i vias con resina epossidica metallica o termica/elettrica e ricoprirli con una placca di rame.

Può aiutare a prevenire che le bolle d'aria interne causino vuoti o fori di spillo nel giunto di saldatura. La collaborazione con il produttore garantisce vie ben progettate, migliorando l'affidabilità e le prestazioni complessive del PCB.

Quando e dove utilizzare i Via interrati?

I via interrati sono preferiti rispetto ai via ciechi quando le interconnessioni PCB sono progettate internamente. Aggiunge isolamenti per i circuiti RF per garantire un segnale interrotto. Inoltre, le vie interrate non mostreranno alcun troncone sugli strati esterni. 

A parte le connessioni isolate, i via interrati sono adatti per connessioni che potrebbero non essere applicabili da uno strato di scheda di circuito esterno. La connettività interna diretta di vie cieche e interrate aiuterà a ridurre gli strati, riducendo quindi lo stack. 

Tecniche utilizzate per la Via Manufacturing

Di seguito sono riportate alcune tecniche utilizzate nella produzione di via: 

Laminazione sequenziale

In questo metodo, ogni strato viene laminato insieme a vie preformate che si trovano tra di loro. Qui vengono utilizzati pezzi di laminato molto sottili per creare un PCB a doppia faccia. Viene eseguita la perforazione, seguita dalla placcatura e dall'incisione sul laminato. Ciò conferisce funzionalità a un lato della scheda che si collegherà al secondo livello.

Lo strato superiore, senza perforazione e incisione, funziona come lo strato finito superiore del PCB. Questi strati vengono assemblati con altri mediante la laminazione. Se si tratta di un PCB multistrato, gli altri strati vengono uniti a questo strato laminato. Lo strato interno conferisce flessibilità alla struttura del via, ideale per tavole flessibili. Questo metodo è preciso; tuttavia, è costoso realizzare vie cieche. I laminati sottili devono essere maneggiati con cura durante il processo di incisione e foratura. 

Ablazione laser

L'ablazione laser funziona per creare vie cieche e interrate. Qui, il laser eseguirà dei fori rimuovendo il materiale da posizioni specifiche. L'ablazione laser viene utilizzata principalmente per praticare fori negli strati interni laminati del PCB. Ad esempio, se l'ablazione viene eseguita tra due strati interni e lo strato esterno, ciò avviene simultaneamente. Il laser CO2 e il laser ad eccimeri sono due metodi utilizzati per l'ablazione dei materiali. 

Il laser CO2 utilizza potenti macchinari per praticare fori nel materiale di rame. È possibile eseguire delle fotoimaging per garantire che i fori siano praticati nel giusto allineamento. Una cosa importante è che la perforazione laser venga eseguita prima del processo di incisione. 

Il laser ad eccimeri è ideale per praticare fori attraverso materiali dielettrici e rame. Pertanto, è possibile creare un via cieco in un processo in un'unica fase. Inoltre, per questo metodo non è necessario preforare il rame. Durante il processo del laser ad eccimeri, i pad di rame devono essere protetti in modo che il laser non li tagli nelle vie interrate. È un metodo preciso ed efficace per creare vias. 

Incisione al plasma

Gli strati dielettrici sottili vengono incisi al plasma attraverso gas secco in un ambiente sotto vuoto. Il plasma rilascia radicali liberi non carichi che reagiscono con la superficie della tavola e creano vie cieche. Quando gli ioni del plasma vengono rilasciati sopra il materiale di rame, gli ioni vengono rimossi, lasciando dietro di sé piccoli fori. 

L'incisione al plasma è ottima per fori precisi con diametri molto piccoli. Inoltre, questo metodo viene eseguito in atmosfera inerte; quindi, nessun contaminante influisce sui PCB. Uno svantaggio di questo metodo è che è costoso e potrebbe non essere adatto per ordini all’ingrosso. 

Vie cieche forate a profondità controllata

Per realizzare vie cieche a profondità controllata, viene utilizzata una penetrazione del trapano molto precisa per creare fori su un lato del PCB. Le vie cieche sono realizzate in parte attraverso i materiali mediante tamponi. La placcatura in rame viene eseguita nella fase successiva. Questo metodo è conveniente in quanto non richiede costose apparecchiature di incisione o laser. Tuttavia, crea buchi più grandi che potrebbero non soddisfare sempre le esigenze. Pertanto, i circuiti importanti devono essere tenuti lontani dai fori praticati per motivi di sicurezza.

Foto tramite tenda

Photo-via tenting è un metodo che crea passaggi ciechi e interrati in posizioni precise. Il tendaggio selettivo viene eseguito sugli anelli anulari di rame con inchiostro liquido fotoimaging. Aggiunge uno strato protettivo sulle vie per impedire l'accumulo di umidità e sporco. 

Gli strati dielettrici fotoimaging consentono una tenda selettiva sulle vie, lasciando aperture solo dove si desiderano vie cieche/interrate. I PCB realizzati per condizioni difficili e cambiamenti di temperatura richiedono tende per ridurre al minimo i danni ambientali. 

Inoltre, quando i fori sono coperti, le interferenze del segnale si riducono notevolmente. Anche le riflessioni del segnale e la diafonia si riducono nei PCB ad alta velocità. Migliorare le prestazioni e l'affidabilità.

Globalwell PCB cieco e sepolto 2

Differenze tra vie cieche e interrate

Ecco alcune differenze chiave tra vie cieche e interrate: 

  • La fabbricazione cieca è di moderata complessità. D'altra parte, le vie interrate sono molto complesse da fabbricare. Entrambi questi si aggiungono al costo di produzione. 
  • Il processo di fabbricazione delle vie cieche prevede la perforazione, la tenda, il riempimento e la placcatura. Le vie interrate sono realizzate mediante ablazione laser e placcatura in rame. 
  • I via ciechi hanno una bassa induttanza, stub e resistenza. Nel frattempo, i via interrati hanno l'induttanza, gli stub e la resistenza più bassi. 
  • Le vie cieche hanno un diametro da medio a piccolo. Le vie sepolte hanno il diametro più piccolo e sono spesso confuse con le microvie.

Considerazioni sulla progettazione per la realizzazione di Via su PCB

Ci sono diverse regole da seguire quando si progettano i via sui PCB. Il numero di vie e il loro posizionamento possono avere un impatto significativo sul funzionamento dei circuiti stampati. Di seguito sono riportate le principali considerazioni di progettazione per la creazione di via su PCB:

Configurazione e regole di autorizzazione

Quando crei via su un PCB, utilizza il gestore dei vincoli nell'area di lavoro fisica per una configurazione precisa seguendo le regole di spazio standard. Ciò garantisce una spaziatura adeguata per evitare problemi legati alla prossimità e alle interferenze.

Componenti per montaggio superficiale (SMD)

Evitare di posizionare i via direttamente tra i pad SMD per evitare intrappolamento del flusso di saldatura e potenziale corrosione. Il flusso di saldatura sotto gli SMD può complicare l'ispezione post-produzione, evidenziando la necessità di un posizionamento strategico.

Cieco/sepolto tramite design

L'inclusione di vie cieche e interrate nei progetti PCB richiede attenzione alle linee guida. Questi passaggi dovrebbero estendersi su un numero pari di strati di rame e non terminare sul lato superiore di un nucleo o iniziare sul lato inferiore. Optare per vie sfalsate rispetto a quelle impilate per ridurre tempi e costi.

Profondità e proporzioni controllate

La profondità controllata per le vie cieche e interrate è fondamentale. Mantieni le proporzioni minime per i via ad alta velocità per migliorare le prestazioni elettriche e l'integrità del segnale e ridurre al minimo il rumore, la diafonia e le interferenze EMI/RFI.

Considerazioni sulle dimensioni

Le dimensioni di Vias sono fondamentali nella progettazione PCB. Utilizzare via più piccoli, soprattutto nelle schede di interconnessione ad alta densità (HDI), per ridurre al minimo la capacità e l'induttanza. Garantire che i vias all'interno dei pad termici siano riempiti per una migliore gestione termica.

Installazioni BGA

Per le installazioni Ball Grid Array (BGA), utilizzare vie cieche e passanti nei pad termici. Assicurarsi che questi passaggi siano riempiti e planarizzati per mantenere l'integrità del giunto di saldatura durante l'assemblaggio.

Considerazioni sull'assemblea

La produzione dovrebbe compensare la mancanza di passaggi nel pad termico. Lo fanno aggiungendo un'apertura simile a un vetro attorno allo stencil della pasta saldante sopra il pad. Ciò impedisce l'accumulo e il degassamento della saldatura durante l'assemblaggio, migliorando la qualità complessiva del giunto di saldatura.

Sdoganamento e ispezione

Mantenere uno spazio vitale, soprattutto per tracce e vie vicino ai bordi fresati/incisi. Protocolli di ispezione rigorosi sono fondamentali, soprattutto per componenti complessi come i Ball Grid Array (BGA).

Design a osso di cane

Nei progetti dog-bone, prestare attenzione allo spazio libero della maschera per i via sotto il BGA per evitare interferenze e mantenere l'integrità della connessione.

Tolleranze

Rispettare le tolleranze critiche, inclusi anelli anulari precisi, giochi tra punta e piano e intervalli di diametri preferiti. Trovare la registrazione accurata della posizione e la corretta distanza dalla maschera di saldatura. Considerare questi fattori migliora l’affidabilità, le prestazioni e la producibilità dei PCB.

Come vengono coperti i Vias?

La scelta del giusto metodo di copertura dipende dai requisiti specifici del progetto PCB. I via ciechi e interrati, disponibili su schede con un minimo di quattro strati, contribuiscono ad aumentare la densità della scheda multistrato, riducendo il numero complessivo di strati e le dimensioni della scheda. Un'attenta considerazione delle specifiche di progettazione e delle funzionalità previste guida la scelta dei processi di copertura nei progetti PCB.

I via nei PCB possono essere coperti in diversi modi:

Tende per tende

Tendere le vie significa coprire l'anello anulare con una maschera di saldatura per isolarlo. Garantire una copertura completa con uno spesso strato di maschera di saldatura previene cortocircuiti accidentali, migliorando l'affidabilità complessiva del PCB.

Vie non coperte

La scelta di "via non coperta" lascia sia il foro della via che l'anello anulare esposti senza maschera di saldatura. Comunemente utilizzato per il debug dei segnali di misurazione, questo metodo può anche aumentare l'area di dissipazione del calore, supportando una migliore gestione termica. Tuttavia, tenere presente il rischio maggiore di cortocircuiti.

Vie collegate con maschera di saldatura

Il collegamento dei via con una maschera di saldatura impedisce alle sfere di saldatura di causare cortocircuiti durante la saldatura a onda ed evita residui di flusso nel foro del via. Per i PCB con componenti come un gruppo Ball Grid Array (BGA) o un circuito integrato (IC), la scelta di via con maschera garantisce un processo di saldatura affidabile.

Parole di addio

Ora sai che i collegamenti ciechi e interrati nei PCB sono fondamentali per incorporare tutti i componenti in diversi strati. Le vie cieche e interrate richiedono competenze e attrezzature professionali per garantire qualità e precisione. Pertanto, è importante scegliere i giusti produttori di circuiti stampati con ampia esperienza. Cerca qualcuno che offra prototipi personalizzati e consegne una tantum per PCB.

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