5 de julho de 2024

O que são Vias Cegas, Vias Enterradas e Micro Vias?

O design de PCB tem tudo a ver com planejamento. É como criar um roteiro para a eletricidade. Os engenheiros colocam componentes e traçam caminhos para os sinais elétricos seguirem. Isso ajuda seus gadgets a funcionarem como deveriam.

Os PCBs podem ser simples ou complexos. Um PCB simples possui apenas uma camada, enquanto um PCB complexo possui muitas camadas empilhadas umas sobre as outras. PCBs multicamadas são usados em dispositivos de alta tecnologia porque podem fazer mais.

As vias desempenham um papel crítico em PCBs multicamadas. Eles são pequenos furos feitos no PCB para criar conexões elétricas entre diferentes camadas. 

Eles permitem que sinais e energia viajem de uma camada para outra, possibilitando as interconexões complexas exigidas em dispositivos eletrônicos modernos. 

Com as vias, é possível obter PCBs multifuncionais e de alta densidade usados na tecnologia atual.

Este artigo explicará três tipos de vias: vias cegas, vias enterradas e micro vias. Cada tipo é único e usado por motivos diferentes. Ao final desta leitura, você saberá o que são e por que são importantes Projeto de PCB.

Quatro placas de circuito coloridas com vários padrões

Compreendendo as vias no design de PCB

Vias são partes pequenas, mas cruciais de um PCB. São pequenos orifícios que fazem conexões entre as diferentes camadas da placa. Pense neles como pontes para sinais elétricos.

Explicação do que são Vias no Contexto dos PCBs

Em termos simples, vias são furos feitos em uma placa de circuito impresso. Esses buracos são preenchidos ou revestidos com metal, permitindo a passagem da eletricidade. Eles conectam uma camada de placa a outra, possibilitando circuitos complexos em espaços pequenos. Sem vias, não poderíamos colocar tanta tecnologia em nossos dispositivos.

Importância das Vias na conectividade PCB multicamadas

As vias são essenciais para PCB multicamadas. Eles permitem que os sinais se movam entre as camadas, garantindo que tudo no circuito funcione em conjunto. Essa conectividade é vital para o desempenho da eletrônica moderna. 

Vias permite que os engenheiros projetem dispositivos compactos e eficientes. Com eles, temos os gadgets poderosos que usamos todos os dias.

Para saber mais sobre componentes de PCB, confira Componentes da placa de circuito eletrônico.

Vias Cegas

O que são vias cegas?

Vias cegas são tipos específicos de vias usadas no projeto de PCB. Eles conectam a camada externa da placa a uma ou mais camadas internas sem atravessar toda a placa. É por isso que são chamados de “cegos” – não podem ser vistos do lado oposto da PCB.

Parâmetros de design de PCB com diferentes tipos de via

Considerações de projeto para vias cegas

A criação de vias cegas requer um planejamento cuidadoso. Aqui estão alguns pontos-chave a serem considerados:

Controle de profundidade

A profundidade de uma via cega é crucial. Ele deve conectar as camadas adequadas em uma profundidade gerenciável. A precisão é fundamental aqui.

Proporção da tela

A proporção de aspecto, a relação profundidade/diâmetro, deve ser em torno de 1:1. Isso garante que a via seja confiável e fabricável.

Etapas de laminação e processo de fabricação

As vias cegas envolvem etapas extras no processo de fabricação. A PCB deve ser parcialmente construída, perfurada e finalmente laminada novamente. Isso torna o processo mais complexo, mas permite projetos mais avançados. Para uma compreensão detalhada da fabricação de PCB, consulte Um guia completo para o processo de fabricação de PCB.

Aplicações de Vias Cegas

As vias cegas são frequentemente usadas em PCBs de interconexão de alta densidade (HDI). São placas com grande número de conexões em uma pequena área. Vejamos alguns usos específicos:

Uso em PCBs de interconexão de alta densidade (HDI)

O espaço é limitado em PCBs HDI. As vias cegas ajudam a economizar espaço, percorrendo apenas parte da placa, permitindo mais componentes e conexões em um espaço menor.

Exemplos em dispositivos móveis e eletrônicos compactos

As vias cegas beneficiam muito os telefones celulares e outros pequenos dispositivos. Eles permitem que esses dispositivos sejam poderosos, mas compactos. Ao usar vias cegas, os projetistas podem incluir mais funcionalidades em pacotes menores, resultando em dispositivos mais finos e leves.

Para obter mais informações sobre os benefícios e aplicações de PCBs de alta densidade, visite Benefícios e aplicações de PCB de alto volume.

Vias enterradas

O que são vias enterradas?

Vias enterradas são outro tipo de via usada em PCBs. Essas vias conectam apenas as camadas internas de uma placa de circuito impresso, não alcançam as camadas externas e ficam “enterradas” dentro da placa.

Projeto de PCB no Autodesk-Fusion-360 com propriedades via

Considerações de projeto para vias enterradas

Projetar com vias enterradas envolve vários fatores importantes. Aqui estão os pontos principais a serem considerados:

Restrições e conexões de camada

As vias enterradas conectam apenas as camadas internas. Isso significa que você deve planejar sua pilha de camadas com cuidado para garantir que as vias conectem as camadas corretas. O planejamento adequado é essencial para evitar erros e garantir que o conselho funcione conforme planejado.

Complexidade de fabricação e etapas adicionais de laminação

A criação de vias enterradas é mais complexa do que as vias padrão. A placa precisa ser laminada, perfurada e laminada novamente. Cada etapa de laminação aumenta o tempo e o custo de fabricação. No entanto, esta complexidade permite designs mais sofisticados e compactos.

Gestão Térmica Durante o Processo de Laminação

O gerenciamento térmico é crucial ao trabalhar com vias enterradas. O calor do processo de laminação pode afetar sua integridade. O controle adequado do calor garante que as vias permaneçam confiáveis e que o PCB tenha um bom desempenho.

Aplicações de Vias Enterradas

Vias enterradas são usadas em PCBs complexos e multicamadas. Essas aplicações exigem conexões confiáveis e eficientes dentro da placa.

Uso em PCBs multicamadas complexos

As vias enterradas são ideais para PCBs com muitas camadas. Eles ajudam a gerenciar conexões dentro das camadas internas sem afetar as camadas externas. Isto é particularmente útil em projetos onde o espaço é limitado e é necessário alto desempenho.

Exemplos em dispositivos médicos e aplicações aeroespaciais

Os dispositivos médicos geralmente usam vias enterradas. Esses dispositivos devem ser minúsculos, mas robustos, e as vias enterradas ajudam a atingir esse equilíbrio. 

As vias enterradas também beneficiam aplicações aeroespaciais, que exigem componentes eletrônicos compactos, confiáveis e de alto desempenho. Eles permitem designs sofisticados que podem suportar condições adversas.

Para obter informações adicionais sobre vias enterradas e suas aplicações, consulte Uma introdução abrangente de PCB cerâmico.

Micro Vias

O que são microvias?

Micro vias são vias muito pequenas usadas no projeto de PCB. Eles normalmente têm menos de 150 mícrons de diâmetro. Esses pequenos orifícios conectam várias camadas da placa, permitindo designs densos e complexos.

Diagrama de várias microvias em um PCB

Considerações de projeto para micro vias

A criação de microvias requer técnicas avançadas e planejamento cuidadoso. Aqui estão alguns pontos essenciais a serem considerados:

Técnicas de perfuração de precisão e perfuração a laser

Micro vias são feitas usando perfuração de precisão, muitas vezes com lasers. Isso garante que os furos sejam precisos e limpos. 

Perfuração a laser é essencial porque pode criar furos minúsculos e precisos que os métodos tradicionais não conseguem.

Empilhamento e Escalonamento de Micro Vias

As microvias podem ser empilhadas ou escalonadas para maximizar o espaço e a conectividade. O empilhamento envolve colocar vias diretamente umas sobre as outras nas camadas. 

Cambalear significa colocá-los ligeiramente afastados um do outro. Ambos os métodos ajudam a economizar espaço e melhorar o desempenho do PCB.

Garantindo confiabilidade e controles de fabricação rigorosos

Devido ao seu pequeno tamanho, as micro vias devem ser altamente confiáveis. Controles rigorosos de fabricação são necessários para garantir a qualidade. 

Isso inclui monitoramento cuidadoso durante a produção e testes completos posteriormente. Garantir a confiabilidade é crucial, pois qualquer falha em uma micro via pode afetar o desempenho de toda a PCB.

Aplicações de Micro Vias

Microvias são usadas em PCBs de interconexão de alta densidade (HDI), que exigem muitas conexões em uma área pequena.

Uso em PCBs HDI

PCBs HDI são padrão em eletrônica avançada. Eles precisam acomodar muitos componentes e conexões em um espaço limitado. As microvias tornam isso possível, fornecendo conexões minúsculas e precisas entre as camadas.

Exemplos de eletrônicos avançados e dispositivos de alto desempenho

As microvias estão em dispositivos de alta tecnologia, como smartphones, tablets e dispositivos vestíveis. Eles também desempenham um papel em equipamentos de computação e telecomunicações de alto desempenho. As microvias podem tornar esses dispositivos menores, mais rápidos e mais poderosos.

Para obter mais informações sobre o uso de micro vias em eletrônica avançada, consulte O que são PCBs de camada dupla.

Comparando Vias Cegas, Vias Enterradas e Micro Vias

Principais diferenças

Compreender as diferenças entre vias cegas, enterradas e micro é crucial para o projeto de PCB. Cada tipo possui características e usos únicos.

Seção transversal de PCB mostrando vias cegas e enterradas através do furo

Comparação de definições, considerações de design e aplicações

  • Vias Cegas: Conectam a camada externa a uma ou mais camadas internas, mas não passam pelo PCB. Eles ajudam a economizar espaço nas camadas externas.
  • Vias enterradas: Estão inteiramente dentro das camadas internas e não atingem as camadas externas. Eles ajudam a gerenciar conexões complexas dentro de PCBs multicamadas.
  • Micro Vias: Vias extremamente pequenas usadas em PCBs HDI. Eles conectam múltiplas camadas e são criados por meio de perfuração de precisão, geralmente com lasers.

Vantagens e desvantagens de cada tipo de via

  1. Vias Cegas:
    • Vantagens: economiza espaço nas camadas externas, o que é ideal para designs HDI.
    • Desvantagens: Processo de fabricação mais complexo, custo mais elevado.
  2. Vias enterradas:
    • Vantagens: O uso eficiente do espaço dentro das camadas internas não afeta os designs das camadas externas.
    • Desvantagens: São necessárias etapas adicionais de laminação, aumentando a complexidade e o custo da fabricação.
  3. Micro Vias:
    • Vantagens: permite designs de densidade muito alta, essenciais para eletrônicos compactos e de alto desempenho.
    • Desvantagens: Técnicas avançadas de fabricação e rigoroso controle de qualidade são necessários para garantir a confiabilidade.

Quando usar cada tipo

A escolha do tipo correto de via depende das necessidades específicas do projeto de sua PCB. Aqui estão algumas diretrizes:

Diretrizes sobre como escolher o tipo de via apropriado para aplicações específicas

  • Use Vias Cegas ao conectar as camadas externa e interna sem um furo passante completo. É ideal para projetos com espaço de superfície limitado, como em dispositivos móveis e PCBs HDI.
  • Use Vias Enterradas para placas multicamadas complexas onde são necessárias conexões internas sem afetar as camadas externas. Eles são adequados para aplicações de alto desempenho em dispositivos médicos e aeroespaciais.
  • Utilize Micro Vias em PCBs HDI onde o espaço é extremamente apertado e é necessário alto desempenho. É perfeito para eletrônicos avançados como smartphones, tablets e dispositivos de comunicação de alta velocidade.

A compreensão dessas diretrizes o ajudará a escolher o melhor design de PCB, garantindo eficiência e funcionalidade.

Para dicas práticas sobre design de layout de PCB, visite Dicas práticas para layout de PCB que todo designer deve saber.

Conclusão

Vias cegas, enterradas e micro são cruciais no design moderno de PCB. As vias cegas conectam as camadas externas e internas sem passar por toda a placa. As vias enterradas ligam apenas as camadas internas, permanecendo escondidas da superfície. Micro vias, as menores das três, conectam múltiplas camadas e são usadas em projetos de alta densidade.

Compreender essas vias ajuda os engenheiros a criar PCBs eficientes e compactos. Cada tipo de via tem seus pontos fortes e aplicações específicas. 

Ao escolher o caminho certo, os projetistas podem otimizar o espaço, melhorar o desempenho e garantir a confiabilidade. Esse conhecimento é fundamental para o avanço da tecnologia e para atender às demandas dos dispositivos eletrônicos modernos.

Artigo escrito por Alice Lee