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O que é um "via" em uma placa de circuito impresso (PCB)?
25/07/2024
O que é um "via" em uma placa de circuito impresso (PCB)?
Os furos de passagem (vias) são os mais comuns na produção de PCBs. Eles conectam as diferentes camadas da mesma rede, mas geralmente não são usados para soldar componentes. Os furos de passagem podem ser divididos em três tipos: furos passantes, furos cegos e furos enterrados. As informações detalhadas sobre esses três tipos de furos de passagem são apresentadas a seguir:
O papel dos furos cegos no projeto e fabricação de PCBs
vias cegas
Os furos cegos são pequenos orifícios que conectam uma camada da placa de circuito impresso (PCI) a outra sem atravessá-la completamente. Isso permite que os projetistas criem PCIs complexas e densamente compactadas de forma mais eficiente e confiável do que com os métodos convencionais. Ao usar furos cegos, os projetistas podem construir várias camadas em uma única placa, reduzindo os custos dos componentes e acelerando os tempos de produção. No entanto, a profundidade de um furo cego normalmente não deve exceder uma proporção específica em relação à sua abertura. Portanto, o controle preciso da profundidade de perfuração (eixo Z) é crucial. Um controle inadequado pode levar a dificuldades durante o processo de eletrodeposição.
Outro método para criar vias cegas envolve a perfuração dos furos necessários em cada camada individual do circuito antes de laminá-las. Por exemplo, se você precisar de uma via cega de L1 a L4, pode primeiro perfurar os furos em L1 e L2, e em L3 e L4, e então laminar todas as quatro camadas juntas. Este método requer equipamentos de posicionamento e alinhamento de alta precisão. Ambas as técnicas destacam a importância da precisão no processo de fabricação para garantir a funcionalidade e a confiabilidade da placa de circuito impresso (PCI).
vias subterrâneas
O que são vias subterrâneas?
Qual a diferença entre microvia e via enterrada?
Os vias enterrados são componentes críticos no projeto de PCBs, conectando circuitos de camadas internas sem se estenderem às camadas externas, tornando-os invisíveis do lado de fora. Esses vias são essenciais para interconexões de sinal internas. Especialistas na indústria de PCBs frequentemente observam: "Os vias enterrados reduzem a probabilidade de interferência de sinal, mantêm a continuidade da impedância característica da linha de transmissão e economizam espaço de fiação." Isso os torna ideais para PCBs de alta densidade e alta velocidade.
Como as vias enterradas não podem ser perfuradas após a laminação, a perfuração deve ser realizada em cada camada do circuito individualmente, antes da laminação. Esse processo é mais demorado em comparação com os furos passantes e as vias cegas, resultando em custos mais elevados. Apesar disso, as vias enterradas são predominantemente utilizadas em PCBs de alta densidade para maximizar o espaço útil para as demais camadas do circuito, melhorando, assim, o desempenho e a confiabilidade geral da placa.
através de orifícios
Os furos passantes são usados para conectar todas as camadas, da camada superior à inferior. O revestimento de cobre no interior dos furos pode ser usado para interconexões internas ou como furo de posicionamento de componentes. O objetivo dos furos passantes é permitir a passagem de fios elétricos ou outros componentes através de uma superfície. Eles fornecem um meio de montar e fixar conexões elétricas em placas de circuito impresso, fios ou substratos similares que requerem um ponto de fixação. Também são usados como âncoras e fixadores em produtos industriais, como móveis, prateleiras e equipamentos médicos. Além disso, os furos passantes podem fornecer acesso para hastes roscadas em máquinas ou elementos estruturais. O processo de tamponamento dos furos passantes também é necessário. A Viasion resume os seguintes requisitos para o tamponamento de furos passantes.
*Limpe os orifícios passantes utilizando um método de limpeza a plasma.
*Certifique-se de que o furo passante esteja livre de detritos, sujeira e poeira.
*Meça os orifícios passantes para garantir a compatibilidade com o dispositivo de conexão.
*Escolha um material de enchimento adequado para preencher os orifícios: selante de silicone, massa epóxi, espuma expansiva ou cola de poliuretano.
*Insira e pressione o dispositivo de vedação no orifício passante.
*Mantenha-o firmemente no lugar por pelo menos 10 minutos antes de liberar a pressão.
*Após a conclusão, remova qualquer excesso de material de enchimento ao redor dos orifícios passantes.
*Verifique periodicamente os orifícios para garantir que não haja vazamentos ou danos.
*Repita o processo quantas vezes forem necessárias para furos passantes de tamanhos variados.
A principal função dos furos passantes (vias) é a conexão elétrica. Seu tamanho é menor do que o de outros furos usados para soldar componentes. Os furos para soldar componentes, por sua vez, são maiores. Na tecnologia de produção de PCBs, a furação é um processo fundamental e não pode ser negligenciada. A placa de circuito impresso não consegue fornecer conexões elétricas e funções de dispositivos fixos sem a perfuração dos furos passantes necessários na placa revestida de cobre. Se uma operação de furação inadequada causar algum problema no processo de perfuração dos furos passantes, isso pode afetar o uso do produto ou até mesmo levar ao descarte de toda a placa. Portanto, o processo de furação é crítico.
Os métodos de perfuração de vias
Existem principalmente dois métodos de perfuração de vias: perfuração mecânica e perfuração a laser.
A perfuração mecânica de furos passantes é um processo crucial na indústria de PCBs. Furos passantes, ou furos de passagem, são aberturas cilíndricas que atravessam completamente a placa e conectam um lado ao outro. Eles são usados para a montagem de componentes e para a conexão de circuitos elétricos entre as camadas. A perfuração mecânica de furos passantes envolve o uso de ferramentas especializadas, como brocas, alargadores e escareadores, para criar essas aberturas com precisão e exatidão. Esse processo pode ser feito manualmente ou por máquinas automatizadas, dependendo da complexidade do projeto e dos requisitos de produção. A qualidade da perfuração mecânica impacta diretamente o desempenho e a confiabilidade do produto, portanto, essa etapa deve ser executada corretamente sempre. Mantendo altos padrões na perfuração mecânica, os furos passantes podem ser feitos de forma confiável e precisa, garantindo conexões elétricas eficientes.
Perfuração a laser
A perfuração mecânica de furos passantes é um processo crucial na indústria de PCBs. Furos passantes, ou furos de passagem, são aberturas cilíndricas que atravessam completamente a placa e conectam um lado ao outro. Eles são usados para a montagem de componentes e para a conexão de circuitos elétricos entre as camadas. A perfuração mecânica de furos passantes envolve o uso de ferramentas especializadas, como brocas, alargadores e escareadores, para criar essas aberturas com precisão e exatidão. Esse processo pode ser feito manualmente ou por máquinas automatizadas, dependendo da complexidade do projeto e dos requisitos de produção. A qualidade da perfuração mecânica impacta diretamente o desempenho e a confiabilidade do produto, portanto, essa etapa deve ser executada corretamente sempre. Mantendo altos padrões na perfuração mecânica, os furos passantes podem ser feitos de forma confiável e precisa, garantindo conexões elétricas eficientes.
Precauções para o projeto de vias em placas de circuito impresso
Certifique-se de que os furos de passagem não estejam muito próximos de componentes ou de outros furos de passagem.
Os vias são uma parte essencial do projeto de uma placa de circuito impresso (PCB) e devem ser posicionados cuidadosamente para garantir que não causem interferência com outros componentes ou vias. Quando os vias estão muito próximos, existe o risco de curto-circuito, o que pode danificar seriamente a PCB e todos os componentes conectados. De acordo com a experiência da Viasion, para minimizar esse risco, os vias devem ser posicionados a pelo menos 0,1 polegada (2,54 mm) de distância dos componentes e não devem estar a menos de 0,05 polegada (1,27 mm) uns dos outros.
Certifique-se de que os vias não se sobreponham às trilhas ou aos pads nas camadas vizinhas.
Ao projetar vias para uma placa de circuito impresso, é essencial garantir que elas não se sobreponham a trilhas ou pads em outras camadas. Isso porque as vias podem causar curtos-circuitos, levando a mau funcionamento e falhas do sistema. Como sugerem nossos engenheiros, as vias devem ser posicionadas estrategicamente em áreas sem trilhas ou pads adjacentes para evitar esse risco. Além disso, isso garantirá que as vias não interfiram com outros elementos da placa.
Ao projetar vias, leve em consideração as classificações de corrente e temperatura.
Certifique-se de que os furos de passagem tenham um bom revestimento de cobre para garantir a capacidade de condução de corrente.
A colocação de vias deve ser considerada cuidadosamente, evitando locais onde o roteamento possa ser difícil ou impossível.
Compreenda os requisitos de projeto antes de selecionar tamanhos e tipos.
Sempre posicione os furos de passagem a pelo menos 0,3 mm das bordas da placa, a menos que especificado de outra forma.
Se os furos de passagem forem colocados muito próximos uns dos outros, isso pode danificar a placa durante a perfuração ou o roteamento.
É essencial considerar a relação de aspecto dos furos de passagem durante o projeto, pois furos com uma relação de aspecto alta podem afetar a integridade do sinal e a dissipação de calor.
Certifique-se de que os furos de passagem tenham folgas suficientes em relação a outros furos de passagem, componentes e bordas da placa, conforme as regras de projeto.
Quando os interconexões são colocadas em pares ou em maior número, é importante distribuí-las uniformemente para obter um desempenho ideal.
Tenha cuidado com os furos de passagem que possam estar muito próximos da carcaça de um componente, pois isso pode causar interferência nos sinais que passam por eles.
Considerando vias próximas a aviões.
Devem ser posicionados com cuidado para minimizar o ruído de sinal e de energia.
Considere posicionar os vias na mesma camada dos sinais sempre que possível, pois isso reduz os custos dos vias e melhora o desempenho.
Minimize a quantidade de vias para reduzir a complexidade do projeto e os custos.
Características mecânicas do furo passante na placa de circuito impresso
diâmetro do furo passante
O diâmetro dos furos passantes deve ser maior que o diâmetro do pino do componente plugável, mantendo uma margem de segurança. O diâmetro mínimo que a fiação pode alcançar nos furos passantes é limitado pelas tecnologias de perfuração e galvanoplastia. Quanto menor o diâmetro do furo passante, menor o espaço disponível na placa de circuito impresso (PCB), menor a capacitância parasita e melhor o desempenho em altas frequências, porém o custo será maior.
almofada de orifício passante
A almofada de contato realiza a conexão elétrica entre a camada interna de galvanoplastia do furo passante e a fiação na superfície (ou no interior) da placa de circuito impresso.
Capacitância do furo passante
Cada furo passante possui capacitância parasita em relação ao terra. Essa capacitância parasita pode retardar ou deteriorar a borda de subida do sinal digital, o que é desfavorável para a transmissão de sinais de alta frequência. Esse é o principal efeito adverso da capacitância parasita em furos passantes. No entanto, em circunstâncias normais, o impacto dessa capacitância é mínimo e pode ser considerado desprezível — quanto menor o diâmetro do furo passante, menor a capacitância parasita.
Indutância de furo passante
Os furos passantes são comumente usados em placas de circuito impresso para conectar componentes elétricos, mas também podem ter um efeito colateral inesperado: indutância.
A indutância é uma propriedade dos furos passantes que ocorre quando a corrente elétrica flui através deles e induz um campo magnético. Esse campo magnético pode causar interferência com outras conexões de furos passantes, resultando em perda ou distorção de sinal. Para mitigar esses efeitos, é crucial entender como a indutância funciona e quais medidas de projeto podem ser tomadas para reduzir seu impacto nas placas de circuito impresso.
O diâmetro dos furos passantes deve ser maior que o diâmetro do pino do componente plugável, mantendo uma margem de segurança. O diâmetro mínimo que a fiação pode alcançar nos furos passantes é limitado pelas tecnologias de perfuração e galvanoplastia. Quanto menor o diâmetro do furo passante, menor o espaço disponível na placa de circuito impresso (PCB), menor a capacitância parasita e melhor o desempenho em altas frequências, porém o custo será maior.
Por que os furos de passagem na placa de circuito impresso (PCB) devem ser preenchidos?
Aqui estão alguns motivos pelos quais os furos de passagem (vias) em placas de circuito impresso (PCBs) devem ser preenchidos, resumidos pela Shenzhen Rich Full Joy Electronics Co., Ltd:
Shenzhen Rich Full Joy Electronics Co., Ltd:
Os furos de passagem em placas de circuito impresso (PCBs) fornecem uma ligação física para a montagem de componentes e a conexão de diferentes camadas da placa, permitindo que ela execute sua função de forma eficiente. Os furos de passagem também são usados para melhorar o desempenho térmico da PCB e reduzir a perda de sinal. Como os furos de passagem conduzem eletricidade de uma camada da PCB para outra, eles devem ser vedados para garantir a conexão entre as diferentes camadas. Por fim, os furos de passagem ajudam a prevenir curtos-circuitos, evitando o contato com outros componentes expostos na PCB. Portanto, os furos de passagem devem ser vedados para evitar qualquer mau funcionamento elétrico ou danos à placa.
Resumo
Em resumo, os vias em placas de circuito impresso (PCBs) são componentes essenciais, permitindo o roteamento eficiente de sinais entre as camadas e a conexão de diferentes elementos da placa. Compreender seus diversos tipos e finalidades garante que o projeto da sua PCB seja otimizado para desempenho e confiabilidade.
A Shenzhen Rui Zhi Xin Feng Electronics Co., Ltd. oferece serviços completos de fabricação de PCBs, fornecimento de componentes, montagem de PCBs e fabricação eletrônica. Com mais de 20 anos de experiência, temos fornecido consistentemente soluções de PCBA de alta qualidade a preços competitivos para mais de 6.000 clientes em todo o mundo. Nossa empresa possui diversas certificações do setor e aprovações da UL. Todos os nossos produtos passam por inspeções de teste elétrico (E-testing), inspeção óptica automatizada (AOI) e raio-X para atender aos mais altos padrões da indústria. Temos o compromisso de fornecer qualidade e confiabilidade excepcionais em todos os projetos de montagem de PCBs.
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Tecnologia de perfuração a laser de PCBs | Processo de perfuração de PCBs
Introdução ao processo de perfuração:
1. Fixação, perfuração e leitura de furos
Objetivo: Fazer furos passantes na superfície da placa de circuito impresso para estabelecer conexões elétricas entre diferentes camadas.
Ao utilizar pinos superiores para perfuração e pinos inferiores para leitura dos furos, este processo garante a criação de vias que facilitam as conexões de circuitos entre camadas na placa de circuito impresso (PCI).
Perfuração CNC:
Objetivo: Fazer furos passantes na superfície da placa de circuito impresso para estabelecer conexões elétricas entre diferentes camadas.
Materiais essenciais:
Brocas: Composto por carboneto de tungstênio, cobalto e adesivos orgânicos.
Placa de cobertura: Fabricado principalmente em alumínio, é utilizado para o posicionamento da broca, dissipação de calor, redução de rebarbas e prevenção de danos à base de pressão durante o processo.
Placa de suporte: Trata-se principalmente de uma placa composta, utilizada para proteger a mesa da furadeira, evitar rebarbas na saída, reduzir a temperatura da broca e limpar os resíduos de resina das ranhuras da broca.
Ao utilizar perfuração CNC de alta precisão, esse processo garante conexões intercamadas precisas e confiáveis em placas de circuito impresso (PCBs).
Inspeção de furos:
Objetivo: Para garantir que não haja anormalidades como perfuração excessiva, perfuração insuficiente, furos obstruídos, furos superdimensionados ou furos subdimensionados após o processo de perfuração.
Ao realizar inspeções minuciosas dos furos, garantimos a qualidade e a consistência de cada furo, assegurando o desempenho elétrico e a confiabilidade da placa de circuito impresso (PCI).
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