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PCB cego e enterrado

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Bem-vindo à globalwellpcba

Com mais de uma década na área de protótipo e fabricação de PCB, estamos comprometidos em atender às necessidades de nossos clientes de diversos setores em termos de qualidade, entrega, economia e quaisquer outras solicitações exigentes. 

Como um dos fabricantes de PCB mais experientes do mundo, temos orgulho de ser seus melhores parceiros de negócios, bem como bons amigos em todos os aspectos de suas necessidades de PCB.
Consulta personalizada

VISÃO GERAL

Item PCB rígida
Camada máxima 60L
Traço/espaço mínimo da camada interna 3/3mil
Rastreamento/espaço mínimo da camada externa 3/3mil
Camada interna Max Copper 6 onças
Camada externa de cobre máximo 6 onças
Perfuração Mecânica Mínima 0,15mm
Perfuração mínima a laser 0,1 mm
Proporção de aspecto (perfuração mecânica) 20:1
Proporção de aspecto (perfuração a laser) 1:1
Tolerância do furo de ajuste de pressão ±0,05mm
Tolerância ao PTH ±0,075 mm
Tolerância NPTH ±0,05mm
Tolerância de escareamento ±0,15 mm
Espessura da placa 0,4-8mm
Tolerância de espessura da placa (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolerância de espessura da placa (≥1,0 mm) ±10%
Tolerância de Impedância Single-Ended:±5Ω(≤50Ω),±7%(>50Ω)
Diferencial:±5Ω(≤50Ω),±7%(>50Ω)
Tamanho mínimo da placa 10*10mm
Tamanho máximo da placa 22,5*30 polegadas
Tolerância de contorno ±0,1 mm
BGA mínimo 7mil
SMT mínimo 7*10mil
Tratamento da superfície ENIG, dedo de ouro, prata de imersão, estanho de imersão, HASL (LF), OSP, ENEPIG, ouro flash; chapeamento de ouro duro
Máscara de solda Verde, preto, azul, vermelho, verde mate
Folga mínima da máscara de solda 1,5 mil
Barragem mínima de máscara de solda 3mil
Lenda Branco, preto, vermelho, amarelo
Largura/altura mínima da legenda 4/23mil
Largura do filé de tensão /
Arco e torção 0.3%

A necessidade de placas de circuito impresso (PCBs) menores para acomodar a miniaturização na eletrônica está aumentando. Nem sempre é possível adicionar todos os componentes do PCB ao PCB. Tal situação pode ser mitigada utilizando vias na placa de circuito. Vias são orifícios condutores verticais que conectam uma camada a outra em PCBs multicamadas. 

Eles podem estar presentes abaixo da superfície, entre duas camadas ou em todo o tabuleiro. Existem vários tipos de vias, como cega, micro e enterrada. Discutiremos vias cegas e enterradas em PCB neste artigo. Estas são as duas vias mais utilizadas para fabricação de PCB. Falaremos sobre os benefícios das vias, como são fabricadas e sua importância. 

O que é PCB via?

Via é o pequeno orifício perfurado em duas ou mais camadas nos PCBs. Sua principal função é permitir que os sinais viajem através das camadas. A energia também é distribuída pelas vias. Essas conexões intercamadas, devido às vias, impactam o funcionamento das PCBs em dispositivos eletrônicos. 

Vias em PCB, abreviatura de Vertical Interconnect Access, desempenham um papel crucial na fabricação de placas de circuito impresso. Uma via padrão consiste em três componentes principais: o cilindro, um tubo condutor que liga duas camadas através de um orifício na PCB, e a almofada, conectando-se às extremidades do cilindro e ligando-o a componentes, planos ou traços. 

O anti-almofada ou orifício de folga separa o cano das camadas de cobre adjacentes. Existem três tipos principais de vias: via direta, via cega e via enterrada.

A via de passagem, muitas vezes o pensamento inicial associado às vias, é a via convencional de furo passante (PTH). Este tipo possui furos na placa, conectando as duas camadas externas da PCB.

Em placas de circuito impresso (PCBs) multicamadas de alta densidade, microvias, incluindo vias cegas e vias enterradas, tornam-se essenciais. A tecnologia de interconexão de alta densidade (HDI) utiliza essas microvias para criar PCBs complexos.

Globalwell PCB cego e enterrado 1

Explorando PCB por meio de tipos

Como sabemos, as vias são os caminhos condutores que conectam as camadas de PCB que atendem a propósitos específicos em projetos eletrônicos. Vamos explorar tipos comuns:

Via Cega

Uma via cega sai de um lado da camada externa (superior ou inferior), conectando pelo menos uma camada interna sem passar por toda a placa.

Valioso para liberar espaço em PCB, comumente usado em montagem Ball Grid Array (BGA) e PCBs de interconexão de alta densidade (HDI), aumentando a flexibilidade do projeto.

Enterrado Via

Ele conecta pelo menos duas camadas internas, permanecendo invisível na camada externa. Projetado principalmente para conectar sinais da camada interna, reduzindo o risco de interferência de sinal. Adequado para PCBs HDI, cruciais para manter a integridade do sinal.

Via do furo passante

O tipo mais comum conecta as camadas internas e externas, passando por toda a placa. Escolha padrão para interconexões internas de PCB e usada como furos de montagem de componentes, proporcionando estabilidade.

Microvias

Vias, com diâmetro inferior a 150 mícrons, são amplamente utilizadas em PCBs de interconexão de alta densidade (HDI). Favorecido para furos pequenos, minimizando o uso de espaço na placa de circuito. Conecta camadas através de revestimento de cobre, com formato cônico simplificando o revestimento de cobre. O empilhamento de múltiplas microvias é necessário para projetos complexos.

Micro-vias, pequenos orifícios normalmente banhados para conectar camadas adjacentes, aumentam a densidade do circuito de uma PCB acomodando mais traços de circuito. Ao contrário das microvias padrão que ligam apenas duas camadas de cobre adjacentes, elas deixam espaço adicional para linhas de rastreamento.

Via-in-Pad

Envolve colocar vias diretamente nos blocos Ball Grid Array (BGA) na placa de circuito. Os fabricantes consideram este um benefício para economia de espaço. A incorporação de vias em blocos BGA minimiza a necessidade de espaço adicional, permitindo o design de PCBs menores sem comprometer a funcionalidade.

Por tipo, a escolha depende dos requisitos específicos de design da PCB. Os engenheiros consideram fatores como restrições de espaço, integridade do sinal e interconexões de alta densidade ao selecionar o tipo de via apropriado. O cenário em evolução da tecnologia de PCB ultrapassa os limites do design, enfatizando a importância da compreensão por meio de características para dispositivos eletrônicos eficientes e confiáveis.

Necessidade de Via em PCBs

As camadas externa e interna dos PCBs são conectadas por meio de componentes elétricos com a ajuda de vias. Via pode ser usado em camadas internas e externas para compensar o espaço limitado em PCBs para conexões. Enterrado via está presente nas camadas internas do PCB. 

Eles ajudam a liberar espaço para outros componentes do circuito. Por outro lado, a via cega está presente na superfície, ideal para componentes BGA. Os PCBs HDI possuem vias cegas e enterradas para melhor potência e área de superfície compacta. 

As conexões mais altas usando vias levam a mais densidade nas placas de circuito. Eles são usados em telefones celulares, dispositivos inteligentes, equipamentos médicos e laptops. A fabricação de PCBs HDI é um processo complexo que só pode ser realizado por profissionais. 

Benefícios das vias

Aqui estão os benefícios das vias em placas de circuito impresso: 

Roteando o sinal

Vias e micro vias garantem um bom roteamento de sinal com PCBs mais densos. As vias cegas e enterradas melhoram o sinal para transferência adicional. As vias também são úteis para redes de energia, pois transportam mais corrente. 

Densidade de traços de placas multicamadas

Como as vias podem ser adicionadas em múltiplas camadas abaixo umas das outras, elas aumentam a densidade dos PCBs. As vias sobrepostas fornecem conexões verticais necessárias no circuito. Além disso, com vários traços diferentes, as vias são capazes de se conectar entre si. 

Transmitindo sinal

Vias transferem o sinal entre várias camadas de PCBs em uma placa. Diferentes rotas podem ser necessárias na placa caso você queira integrar outros componentes. 

Economizando espaço

Vias-in-pads oferece uma solução inovadora para economia de espaço em PCBs. A integração direta de vias em blocos de componentes elimina a necessidade de rotear sinais, otimizando o roteamento e reduzindo significativamente a área ocupada geral pelo PCB.

Roteamento mais fácil

Para facilitar o roteamento, colocar vias diretamente sob os blocos de componentes libera espaço e simplifica o processo, especialmente para componentes com dimensões pequenas, como aqueles em pacotes Ball Grid Array (BGA).

Melhor dissipação de calor

Uma melhor dissipação de calor é obtida colocando estrategicamente vias em almofadas próximas a fontes de calor. Isso melhora a condutividade térmica entre componentes e diferentes camadas de PCB, facilitando uma dissipação de calor mais rápida e eficiente.

Redução na indutância

A integração de vias em pads reduz a indutância parasita associada a segmentos de conexão adicionais. Esta redução é particularmente benéfica para projetos e interfaces de alta velocidade, contribuindo para melhorar a integridade do sinal.

Economia de custo

Se a contagem de camadas for baixa com o uso de múltiplas vias, o volume de produção pode ser aumentado a um custo reduzido. 

Compreendendo a via cega em PCB

As vias cegas são visíveis em um lado da placa, conectando uma camada externa e passando por duas ou mais camadas para se conectar às camadas internas. No entanto, as vias cegas não podem atravessar toda a placa para se conectarem diretamente à outra camada externa. Essas distinções entre os tipos fornecem aos designers uma gama versátil de opções para a elaboração de PCBs adaptados a requisitos específicos de espaço, densidade e conectividade.

Por exemplo, quando a perfuração cega é feita em placas de 2+4+2 camadas, as duas camadas externas são perfuradas primeiro. Outra forma é perfurar 2+4 juntos, dando atenção especial ao alinhamento preciso. 

Aqui estão algumas características das vias cegas: 

  • As vias cegas conectam apenas as camadas adjacentes da placa. 
  • Não passa inteiramente pelo PCB. 
  • A via cega é ideal para interconexões de alta densidade. 
  • Ele só pode conectar uma camada a outra camada imediata internamente. 
  • Eles exigem fabricações qualificadas. 
  • As vias cegas não são comparáveis aos furos passantes, pois passam por toda a placa. 
  • Ele fornece conectividade por meio de uma camada interna em vez de ficar oculto dentro da placa. 

Compreendendo a via enterrada em PCB

As vias enterradas, escondidas dentro da placa, permanecem invisíveis do lado de fora, pois atravessam apenas entre as camadas internas. Essas vias podem passar por duas ou mais camadas internas, mas não podem se estender a nenhuma camada externa. A perfuração para vias enterradas ocorre durante a montagem da PCB, conectando camadas internas sem acesso externo.

Por exemplo, na via enterrada, os furos são feitos antes da colagem, sendo necessária apenas uma colagem parcial. Duas camadas são perfuradas juntas antes de se unirem permanentemente ao PCB.

  • Aqui estão algumas características significativas da via enterrada:
  • As vias enterradas são incluídas no PCB. 
  • Revestimentos e furos não são necessários para vias enterradas. 
  • Ele conecta apenas as camadas internas.
  • Habilidades avançadas de produçãoHabilidades em produção são obrigatórias.
  • Pode ser usado para aterramento e roteamento de energia. 
  • As vias enterradas não aparecem como aberturas nas placas acabadas. 
  • Eles não conectam as camadas externas, pois formam um isolamento. 
Globalwell PCB cego e enterrado

Como são fabricadas as vias cegas e enterradas?

A fabricação de vias em PCBs envolve dois métodos principais: antes ou depois da laminação multicamadas. Para vias cegas e enterradas, os núcleos são perfurados e os furos passantes são revestidos. A pilha é então construída e comprimida. Para mais detalhes sobre este processo de fabricação, consulte o manual do IPC-2221B.

Ao criar vias cegas, considere cuidadosamente a profundidade da perfuração. A profundidade do buraco é crucial, impactando no desempenho da prancha. A profundidade excessiva pode distorcer os sinais, enquanto a profundidade insuficiente pode resultar em uma conexão defeituosa.

Para um design ideal e para evitar problemas de fabricação dispendiosos, consulte o fabricante da PCB. Buscar aconselhamento sobre a melhor abordagem para o seu conselho é essencial. Os fabricantes podem tampar as vias com metal ou epóxi térmico/elétrico e placa de cobre sobre elas.

Pode ajudar a evitar que bolhas de ar internas causem vazios ou furos na junta de solda. A colaboração com o fabricante garante vias bem projetadas, melhorando a confiabilidade e o desempenho geral do PCB.

Quando e onde usar vias enterradas?

As vias enterradas são preferidas às vias cegas quando as interconexões da PCB são projetadas internamente. Adiciona isolamentos para circuitos de RF para garantir um sinal interrompido. Além disso, as vias enterradas não apresentarão nenhum stub nas camadas externas. 

Além das conexões isoladas, as vias enterradas são boas para conexões que podem não ser aplicáveis a partir de uma camada externa da placa de circuito. A conectividade interna direta de vias cegas e enterradas ajudará na redução de camadas, tornando a pilha menor. 

Técnicas usadas para fabricação via

Abaixo estão algumas técnicas utilizadas na fabricação de vias: 

Laminação Sequencial

Neste método, cada camada é laminada junto com vias pré-formadas que ficam entre elas. Aqui, pedaços muito finos de laminado são usados para criar uma PCB de dupla face. É feita a perfuração, seguida de chapeamento e ataque químico no laminado. Isso fornece recursos para um lado da placa que se conectará à segunda camada.

A camada superior, sem perfuração e gravação, funciona como a camada superior de acabamento do PCB. Essas camadas são montadas com outras por meio de laminação. Se for um PCB multicamadas, outras camadas são unidas a esta camada laminada. A camada interna confere flexibilidade à estrutura da via, ideal para placas flexíveis. Este método é preciso; entretanto, é caro fazer vias cegas. Os laminados finos devem ser manuseados com cuidado durante o processo de gravação e perfuração. 

Ablação a Laser

A ablação a laser funciona para criar vias cegas e enterradas. Aqui, o laser fará furos removendo o material de locais específicos. A ablação a laser é usada principalmente para fazer furos em camadas internas laminadas do PCB. Por exemplo, se a ablação for feita entre duas camadas internas e a camada externa, isso será feito simultaneamente. O laser de CO2 e o excimer laser são dois métodos utilizados para a ablação dos materiais. 

O laser de CO2 utiliza máquinas poderosas para fazer furos no material de cobre. A fotoimagem pode ser feita para garantir que os furos sejam feitos no alinhamento correto. Uma coisa importante é que a perfuração a laser seja feita antes do processo de gravação. 

O excimer laser é ideal para fazer furos em materiais dielétricos e cobre. Assim, uma via cega pode ser criada em um processo de etapa única. Além disso, o cobre não precisa ser pré-perfurado para este método. Durante o processo de excimer laser, as almofadas de cobre devem ser protegidas para que o laser não as corte em vias enterradas. É um método preciso e eficaz para criar vias. 

Gravura Plasmática

Camadas dielétricas finas são gravadas com plasma através de gás seco em um ambiente de vácuo. O plasma libera radicais livres sem carga para reagir com a superfície da placa e criar vias cegas. À medida que os íons de plasma são liberados no topo do material de cobre, os íons são removidos, deixando pequenos buracos para trás. 

A gravação a plasma é ótima para furos precisos com diâmetros muito pequenos. Além disso, este método é realizado em atmosfera inerte; portanto, nenhum contaminante afeta os PCBs. Uma desvantagem desse método é que ele é caro e pode não ser adequado para pedidos em grandes quantidades. 

Vias cegas perfuradas com profundidade controlada

Para fazer vias cegas de profundidade controlada, uma penetração de broca muito precisa é usada para criar furos em um lado da PCB. As vias cegas são feitas parcialmente através dos materiais por meio de almofadas. O revestimento de cobre é feito na próxima etapa. Este método é acessível porque não requer equipamento caro de gravação ou laser. Porém, cria buracos maiores que nem sempre atendem às demandas. Portanto, circuitos importantes devem ser mantidos longe de furos por segurança.

Foto-Via Tenda

A tenda fotográfica é um método que cria vias cegas e enterradas em locais precisos. A tenda seletiva é feita sobre os anéis anulares de cobre com tinta líquida fotomagnética. Ele adiciona uma camada protetora sobre as vias para evitar o acúmulo de umidade e sujeira. 

Camadas dielétricas fotoimageáveis permitem tendas seletivas sobre vias, deixando aberturas apenas onde vias cegas/enterradas são desejadas. PCBs feitos para condições adversas e mudanças de temperatura exigem tendas para minimizar os danos ambientais. 

Além disso, a interferência do sinal é reduzida significativamente quando os orifícios são cobertos. Reflexões de sinal e interferência também são reduzidas em PCBs de alta velocidade. Melhorando o desempenho e a confiabilidade.

Globalwell PCB cego e enterrado 2

Diferenças entre Vias Cegas e Enterradas

Aqui estão algumas diferenças importantes entre vias cegas e enterradas: 

  • Cego por fabricação é de complexidade moderada. Por outro lado, as vias enterradas são altamente complexas de fabricar. Ambos aumentam o custo de produção. 
  • O processo de fabricação de vias cegas envolve perfuração, tenda, enchimento e revestimento. As vias enterradas são feitas com ablação a laser e revestimento de cobre. 
  • As vias cegas têm baixa indutância, stubs e resistência. Enquanto isso, as vias enterradas têm a menor indutância, stubs e resistência. 
  • As vias cegas têm diâmetro médio a pequeno. As vias enterradas têm o menor diâmetro e são frequentemente confundidas com microvias.

Considerações de projeto para fazer vias em PCBs

Existem várias regras a serem seguidas ao projetar vias em PCBs. O número de vias e seus posicionamentos podem impactar significativamente o funcionamento das placas de circuito. Aqui estão as principais considerações de design para a criação de vias em PCBs:

Regras de configuração e liberação

Ao criar vias em uma PCB, use o gerenciador de restrições no espaço de trabalho físico para uma configuração precisa enquanto segue as regras de folga padrão. Isso garante o espaçamento adequado para evitar problemas relacionados à proximidade e interferência.

Componentes de montagem em superfície (SMD)

Evite colocar vias diretamente entre as almofadas SMD para evitar aprisionamento do fluxo de solda e possível corrosão. O fluxo de solda sob SMDs pode complicar a inspeção pós-fabricação, destacando a necessidade de posicionamento estratégico.

Cego/enterrado via design

A incorporação de vias cegas e enterradas em projetos de PCB requer atenção às diretrizes. Essas vias devem abranger um número par de camadas de cobre e não terminar na parte superior de um núcleo ou começar na parte inferior. Opte por vias escalonadas em vez de empilhadas para reduzir tempo e custo.

Profundidade e proporção controladas

A profundidade controlada para vias cegas e enterradas é crucial. Mantenha a proporção mínima para vias de alta velocidade para melhorar o desempenho elétrico e a integridade do sinal e minimizar ruído, diafonia e EMI/RFI.

Considerações sobre tamanho

O tamanho da Vias é crítico no design de PCB. Use vias menores, especialmente em placas de interconexão de alta densidade (HDI), para minimizar a capacitância e a indutância. Certifique-se de que as vias dentro das almofadas térmicas estejam preenchidas para melhorar o gerenciamento térmico.

Instalações BGA

Para instalações Ball Grid Array (BGA), use vias cegas e passantes em almofadas térmicas. Certifique-se de que essas vias estejam preenchidas e planarizadas para manter a integridade da junta de solda durante a montagem.

Considerações sobre montagem

A fabricação deve compensar a falta de vias de passagem em uma almofada térmica. Eles fazem isso adicionando uma abertura semelhante a uma vidraça ao redor do estêncil de pasta de solda acima da almofada. Isso evita o acúmulo de solda e a liberação de gases durante a montagem, melhorando a qualidade geral da junta de solda.

Liberação e Inspeção

Mantenha uma folga vital, especialmente para traços e vias próximos a bordas roteadas/cortadas. Protocolos de inspeção rigorosos são cruciais, especialmente para componentes complexos como Ball Grid Arrays (BGAs).

Design de osso de cachorro

Em projetos dog-bone, esteja atento à folga da máscara para vias sob o BGA para evitar interferências e manter a integridade da conexão.

Tolerâncias

Siga tolerâncias críticas, incluindo anéis anulares precisos, folgas entre a perfuração e o plano e faixas de diâmetro preferenciais. Encontre o registro preciso da localização e a folga adequada da máscara de solda. A consideração desses fatores aumenta a confiabilidade, o desempenho e a capacidade de fabricação dos PCBs.

Como a Vias é Coberta?

A escolha do método de cobertura correto depende dos requisitos específicos do seu projeto de PCB. Vias cegas e enterradas, disponíveis em placas com no mínimo quatro camadas, contribuem para aumentar a densidade da placa multicamadas, reduzindo o número total de camadas e as dimensões da placa. A consideração cuidadosa das especificações de projeto e das funcionalidades pretendidas orienta a escolha de processos de cobertura em projetos de PCB.

As vias em PCBs podem ser cobertas de diferentes maneiras:

Vias de acampamento

Vias de tenda significa cobrir o anel anular com uma máscara de solda para isolá-lo. Garantir cobertura total com uma espessa camada de máscara de solda evita curtos-circuitos acidentais, melhorando a confiabilidade geral da PCB.

Vias não cobertas

A escolha de "vias não cobertas" deixa o orifício da via e o anel anular expostos sem máscara de solda. Comumente usado para depuração de sinais de medição, este método também pode aumentar a área de dissipação de calor, suportando um melhor gerenciamento térmico. No entanto, observe o maior risco de curto-circuitos.

Vias Conectadas com Máscara de Solda

Conectar as vias com uma máscara de solda evita que as bolas de solda causem curtos-circuitos durante a soldagem por onda e evita resíduos de fluxo no orifício da via. Para PCBs com componentes como um conjunto Ball Grid Array (BGA) ou Circuito Integrado (IC), a seleção de vias conectadas por máscara garante um processo de soldagem confiável.

Palavras de despedida

Agora você sabe que as vias cegas e enterradas em PCBs são cruciais para incorporar todos os componentes em diferentes camadas. Vias cegas e enterradas exigem habilidades e equipamentos profissionais para garantir qualidade e precisão. Portanto, é importante escolher os fabricantes certos de placas de circuito impresso com ampla experiência. Procure alguém que ofereça protótipos personalizados e entregas únicas de PCBs.

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