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¿Qué es vía en PCB?
25 de julio de 2024
¿Qué es vía en PCB?
Las vías son los orificios más comunes en la producción de PCB. Conectan las diferentes capas de una misma red, pero no suelen utilizarse para soldar componentes. Se pueden dividir en tres tipos: orificios pasantes, vías ciegas y vías enterradas. La información detallada de estas tres vías es la siguiente:
El papel de las vías ciegas en el diseño y la fabricación de PCB
Vías ciegas
Las vías ciegas son pequeños orificios que conectan una capa de la PCB con otra sin atravesarla por completo. Esto permite a los diseñadores crear PCB complejas y densamente compactadas de forma más eficiente y fiable que con los métodos convencionales. Mediante el uso de vías ciegas, los diseñadores pueden construir múltiples niveles en una sola placa, lo que reduce los costes de los componentes y acelera los tiempos de producción. Sin embargo, la profundidad de una vía ciega no suele superar una relación específica con respecto a su apertura. Por lo tanto, es crucial controlar con precisión la profundidad de perforación (eje Z). Un control inadecuado puede provocar dificultades durante el proceso de galvanoplastia.
Otro método para crear vías ciegas consiste en perforar los orificios necesarios en cada capa del circuito antes de laminarlas. Por ejemplo, si se necesita una vía ciega de L1 a L4, se pueden perforar primero los orificios en L1 y L2, y en L3 y L4, y luego laminar las cuatro capas. Este método requiere equipos de posicionamiento y alineación de alta precisión. Ambas técnicas resaltan la importancia de la precisión en el proceso de fabricación para garantizar la funcionalidad y la fiabilidad de la PCB.
Vías enterradas
¿Qué son las vías enterradas?
¿Cuál es la diferencia entre microvía y vía enterrada?
Las vías enterradas son componentes críticos en el diseño de PCB, ya que conectan los circuitos de la capa interna sin extenderse a las capas externas, lo que las hace invisibles desde el exterior. Estas vías son esenciales para las interconexiones de señales internas. Los expertos en la industria de PCB suelen señalar: «Las vías enterradas reducen la probabilidad de interferencias de señal, mantienen la continuidad de la impedancia característica de la línea de transmisión y ahorran espacio de cableado». Esto las hace ideales para PCB de alta densidad y alta velocidad.
Dado que las vías enterradas no se pueden perforar después de la laminación, es necesario perforar cada capa del circuito antes de la laminación. Este proceso requiere más tiempo que los orificios pasantes y las vías ciegas, lo que conlleva mayores costos. A pesar de ello, las vías enterradas se utilizan principalmente en PCB de alta densidad para maximizar el espacio útil para otras capas del circuito, mejorando así el rendimiento y la confiabilidad general de la PCB.
A través de agujeros
Los orificios pasantes se utilizan para conectar todas las capas a través de la capa superior y la inferior. El recubrimiento de cobre dentro de los orificios puede utilizarse en la interconexión interna o como orificio para el posicionamiento de componentes. El propósito de los orificios pasantes es permitir el paso de cableado eléctrico u otros componentes a través de una superficie. Los orificios pasantes proporcionan un medio para montar y asegurar conexiones eléctricas en placas de circuito impreso, cables o sustratos similares que requieren un punto de fijación. También se utilizan como anclajes y fijaciones en productos industriales como muebles, estanterías y equipos médicos. Además, los orificios pasantes pueden proporcionar acceso pasante para varillas roscadas en maquinaria o elementos estructurales. Además, se requiere el proceso de taponamiento de orificios pasantes. Viasion resume los siguientes requisitos para el taponamiento de orificios pasantes.
*Limpie los orificios pasantes utilizando un método de limpieza de plasma.
*Asegúrese de que el orificio pasante esté libre de residuos, suciedad y polvo.
*Mida los orificios pasantes para asegurarse de que sean compatibles con el dispositivo de conexión.
*Elija un material de relleno apropiado para rellenar los agujeros pasantes: sellador de silicona, masilla epoxi, espuma expansiva o pegamento de poliuretano.
*Inserte y presione el dispositivo de taponamiento en el orificio pasante.
*Manténgalo firmemente en su posición durante al menos 10 minutos antes de liberar la presión.
*Limpie cualquier exceso de material de relleno alrededor de los orificios pasantes una vez terminado.
* Revise periódicamente los orificios pasantes para asegurarse de que no tengan fugas ni daños.
*Repita el proceso según sea necesario para orificios pasantes de distintos tamaños.
El uso principal de las vías es la conexión eléctrica. Su tamaño es menor que el de otros orificios para componentes de soldadura. Los orificios para componentes de soldadura suelen ser más grandes. En la tecnología de producción de PCB, el taladrado es un proceso fundamental, y no se puede descuidar. La placa de circuito impreso no puede proporcionar conexión eléctrica ni funciones fijas sin perforar los orificios pasantes necesarios en la placa revestida de cobre. Si un taladrado incorrecto causa algún problema en el proceso de los orificios pasantes, puede afectar el uso del producto o incluso desguazar la placa completa, por lo que el taladrado es crucial.
Los métodos de perforación de vías
Existen principalmente dos métodos de perforación de vías: perforación mecánica y perforación láser.
La perforación mecánica de agujeros pasantes es un proceso crucial en la industria de PCB. Estos agujeros son aberturas cilíndricas que atraviesan completamente la placa y conectan un lado con el otro. Se utilizan para montar componentes y conectar circuitos eléctricos entre capas. La perforación mecánica de agujeros pasantes implica el uso de herramientas especializadas como brocas, escariadores y avellanadores para crear estas aberturas con precisión. Este proceso puede realizarse manualmente o con máquinas automatizadas, según la complejidad del diseño y los requisitos de producción. La calidad de la perforación mecánica influye directamente en el rendimiento y la fiabilidad del producto, por lo que este paso debe realizarse correctamente en todo momento. Al mantener altos estándares de calidad mediante la perforación mecánica, se pueden realizar agujeros pasantes de forma fiable y precisa para garantizar conexiones eléctricas eficientes.
Perforación láser
La perforación mecánica de agujeros pasantes es un proceso crucial en la industria de PCB. Estos agujeros son aberturas cilíndricas que atraviesan completamente la placa y conectan un lado con el otro. Se utilizan para montar componentes y conectar circuitos eléctricos entre capas. La perforación mecánica de agujeros pasantes implica el uso de herramientas especializadas como brocas, escariadores y avellanadores para crear estas aberturas con precisión. Este proceso puede realizarse manualmente o con máquinas automatizadas, según la complejidad del diseño y los requisitos de producción. La calidad de la perforación mecánica influye directamente en el rendimiento y la fiabilidad del producto, por lo que este paso debe realizarse correctamente en todo momento. Al mantener altos estándares de calidad mediante la perforación mecánica, se pueden realizar agujeros pasantes de forma fiable y precisa para garantizar conexiones eléctricas eficientes.
Precauciones para PCB mediante diseño
Asegúrese de que las vías no estén demasiado cerca de los componentes u otras vías.
Las vías son una parte esencial del diseño de una PCB y deben colocarse con cuidado para evitar interferencias con otros componentes o vías. Si están demasiado cerca, existe el riesgo de cortocircuito, lo que puede dañar gravemente la PCB y todos los componentes conectados. Según la experiencia de Viasion, para minimizar este riesgo, las vías deben colocarse al menos a 2,54 mm de los componentes y a una distancia mínima de 1,27 mm entre sí.
Asegúrese de que las vías no se superpongan con las trazas o almohadillas de las capas vecinas.
Al diseñar las vías para una placa de circuito impreso, es fundamental garantizar que no se superpongan con las pistas o terminales de otras capas. Esto se debe a que pueden causar cortocircuitos, lo que provoca fallos y averías del sistema. Como sugieren nuestros ingenieros, las vías deben colocarse estratégicamente en zonas sin pistas ni terminales adyacentes para evitar este riesgo. Además, esto garantizará que no interfieran con otros elementos de la PCB.
Tenga en cuenta los valores nominales de corriente y temperatura al diseñar vías.
Asegúrese de que las vías tengan un buen revestimiento de cobre para la capacidad de transportar corriente.
El trazado de las vías debe considerarse con cuidado, evitando lugares donde el trazado pueda resultar difícil o imposible.
Comprenda los requisitos de diseño antes de seleccionar tamaños y tipos.
Coloque siempre las vías al menos a 0,3 mm de los bordes de la placa, a menos que se especifique lo contrario.
Si las vías se colocan demasiado cerca una de otra, puede dañarse la placa al perforarla o enrutarla.
Es esencial tener en cuenta la relación de aspecto de las vías durante el diseño, ya que las vías con una relación de aspecto alta pueden afectar la integridad de la señal y la disipación del calor.
Asegúrese de que las vías tengan espacio suficiente con respecto a otras vías, componentes y bordes de la placa según las reglas de diseño.
Cuando las vías se colocan en pares o en cantidades más significativas, es importante distribuirlas uniformemente para lograr un rendimiento óptimo.
Tenga cuidado con las vías que puedan estar demasiado cerca del cuerpo de un componente, ya que esto puede causar interferencias con las señales que pasan a través de ellas.
Considerando vías cercanas a aviones.
Deben colocarse con cuidado para minimizar el ruido de la señal y la potencia.
Considere colocar vías en la misma capa que las señales cuando sea posible, ya que esto reduce los costos de vías y mejora el rendimiento.
Minimice el número de vías para reducir la complejidad y los costos del diseño.
Características mecánicas del orificio pasante de PCB
Diámetro del orificio pasante
El diámetro de los orificios pasantes debe ser mayor que el diámetro del pin del componente enchufable y mantener un margen. El diámetro mínimo que el cableado puede alcanzar a través de los orificios pasantes está limitado por la tecnología de taladrado y galvanoplastia. Cuanto menor sea el diámetro del orificio pasante, menor será el espacio en la PCB, menor será la capacitancia parásita y mejor será el rendimiento de alta frecuencia, pero el costo será mayor.
Almohadilla con orificio pasante
La almohadilla realiza la conexión eléctrica entre la capa interna de galvanoplastia del orificio pasante y el cableado en la superficie (o interior) de la placa de circuito impreso.
Capacitancia del orificio pasante
Cada orificio pasante presenta capacitancia parásita a tierra. Esta capacitancia parásita ralentiza o deteriora el flanco ascendente de la señal digital, lo cual resulta desfavorable para la transmisión de señales de alta frecuencia. Este es el principal efecto adverso de la capacitancia parásita en orificios pasantes. Sin embargo, en circunstancias normales, su impacto es mínimo y puede ser insignificante: cuanto menor es el diámetro del orificio pasante, menor es la capacitancia parásita.
Inductancia de orificio pasante
Los orificios pasantes se utilizan comúnmente en las PCB para conectar componentes eléctricos, pero también pueden tener un efecto secundario inesperado: la inductancia.
La inductancia es una propiedad de los orificios pasantes que se produce cuando la corriente eléctrica fluye a través de ellos e induce un campo magnético. Este campo magnético puede causar interferencias con otras conexiones de orificios pasantes, lo que resulta en pérdida o distorsión de la señal. Para mitigar estos efectos, es fundamental comprender cómo funciona la inductancia y qué pasos de diseño se pueden seguir para reducir su impacto en las PCB.
El diámetro de los orificios pasantes debe ser mayor que el diámetro del pin del componente enchufable y mantener un margen. El diámetro mínimo que el cableado puede alcanzar a través de los orificios pasantes está limitado por la tecnología de taladrado y galvanoplastia. Cuanto menor sea el diámetro del orificio pasante, menor será el espacio en la PCB, menor será la capacitancia parásita y mejor será el rendimiento de alta frecuencia, pero el costo será mayor.
¿Por qué se deben tapar las vías de PCB?
A continuación se presentan algunas razones por las cuales se deben tapar las vías de PCB, resumidas por Shenzhen Rich Full Joy Electronics Co., Ltd:
Shenzhen Rich Full Joy Electronics Co., Ltd:
Las vías de la PCB proporcionan un enlace físico para montar componentes y conectar diferentes capas, lo que permite que la placa cumpla su función de forma eficiente. También se utilizan para mejorar el rendimiento térmico de la PCB y reducir la pérdida de señal. Dado que las vías de la PCB conducen la electricidad de una capa a otra, deben estar tapadas para asegurar la conexión entre las diferentes capas. Por último, las vías de la PCB ayudan a prevenir cortocircuitos al evitar el contacto con otros componentes expuestos de la PCB. Por lo tanto, deben estar tapadas para evitar fallos eléctricos o daños en la PCB.
Resumen
En resumen, las vías de PCB son componentes esenciales de las PCB, ya que permiten enrutar señales eficazmente entre capas y conectar diferentes elementos de la placa. Al comprender sus diversos tipos y propósitos, puede garantizar que el diseño de su PCB esté optimizado para un rendimiento y una fiabilidad óptimos.
Shenzhen Rui Zhi Xin Feng Electronics Co., Ltd. ofrece servicios integrales de fabricación de PCB, suministro de componentes, ensamblaje de PCB y fabricación electrónica. Con más de 20 años de experiencia, hemos entregado constantemente soluciones PCBA de alta calidad a precios competitivos a más de 6000 clientes en todo el mundo. Nuestra empresa cuenta con diversas certificaciones del sector y aprobaciones UL. Todos nuestros productos se someten al 100 % a pruebas electrónicas, AOI e inspecciones de rayos X para cumplir con los más altos estándares del sector. Nos comprometemos a ofrecer una calidad y fiabilidad excepcionales en cada proyecto de ensamblaje de PCB.
Perforación láser de PCB Perforación mecánica de PCB
Perforación láser para PCB Perforación de PCB
Perforación láser de orificios para PCB Perforación mecánica para PCB
Perforación láser de microvías para PCB Perforación de orificios para PCB
Tecnología de perforación láser de PCB Proceso de perforación de PCB
Introducción al proceso de perforación:
1. Fijación, perforación y lectura de agujeros
Objetivo: Perforar agujeros pasantes en la superficie de la PCB para establecer conexiones eléctricas entre diferentes capas.
Al utilizar pines superiores para perforar y pines inferiores para leer los orificios, este proceso garantiza la creación de vías que facilitan las conexiones del circuito entre capas en la placa de circuito impreso (PCB).
Perforación CNC:
Objetivo: Perforar agujeros pasantes en la superficie de la PCB para establecer conexiones eléctricas entre diferentes capas.
Materiales clave:
Brocas: Compuesto de carburo de tungsteno, cobalto y adhesivos orgánicos.
Placa de cubierta: Principalmente aluminio, utilizado para posicionar la broca, disipar el calor, reducir las rebabas y evitar daños en el prensatelas durante el proceso.
Placa de respaldo: Principalmente un tablero compuesto, utilizado para proteger la mesa de la perforadora, evitar rebabas de salida, reducir la temperatura de la broca y limpiar residuos de resina de las ranuras de la broca.
Al aprovechar la perforación CNC de alta precisión, este proceso garantiza conexiones entre capas precisas y confiables en placas de circuitos impresos (PCB).
Inspección del agujero:
Objetivo: Para garantizar que no haya anomalías como perforación excesiva, perforación insuficiente, agujeros bloqueados, agujeros de gran tamaño o agujeros de tamaño insuficiente después del proceso de perforación.
Al realizar inspecciones exhaustivas de los orificios, garantizamos la calidad y la consistencia de cada vía, asegurando el rendimiento eléctrico y la confiabilidad de la placa de circuito impreso (PCB).
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