¿Qué son las vías llenas de cobre?

Las placas de circuito impreso no funcionarían sin las vías, los conductos que transfieren señales entre las capas de PCB. Durante la producción de PCB, el fabricante agrega una capa de cobre al sustrato de la placa. Esta capa de cobre no solo hace que las pistas sean conductoras, sino que también conecta cada capa de PCB entre los orificios perforados en la placa. Luego, el fabricante puede dejar las vías como están y usar el recubrimiento de cobre por sí solo para transferir señales. Sin embargo, para mayor capacidad, también pueden llenar los orificios pasantes enchapados con otro material conductor.

Para crear una vía llena de cobre, el fabricante llena los orificios pasantes con resina epoxi y cobre. Los materiales adicionales agregan costos a la producción de la placa, pero las vías llenas de cobre hacen que la PCB sea más adecuada para ciertas aplicaciones. Las vías rellenas de cobre también cuentan con capacidades que otros rellenos conductores no brindan. Esta guía explica los propósitos principales de las vías rellenas de cobre y cómo pueden mejorar su diseño de PCB.

Vía proceso de llenado

Al llenar un orificio pasante con cobre, el fabricante debe prestar atención a crear una capa uniforme de cobre en la vía sin crear una capa exterior demasiado gruesa. Sin utilizar las técnicas adecuadas, pueden crear una sobreabundancia de cobre que aumente el peso de la PCB o agregue demasiado cobre a las trazas. Esto resulta en un incumplimiento de las especificaciones, defectos o aumento de los costos. Dado que los orificios de paso son cada vez más pequeños que nunca, el cumplimiento de estos requisitos se vuelve vital para cumplir con las estrictas especificaciones de diseño.

Los métodos de relleno clásicos de cobre implican el uso de cobre puro para llenar el agujero. Sin embargo, este enfoque a menudo da como resultado la formación de vacíos, en los que los contaminantes quedan atrapados en el medio del cobre. Este vacío puede liberar gas cuando se calienta durante futuros pasos de producción, creando agujeros que interrumpen las conexiones entre la capa de cobre de la PCB. Las estrategias actuales para contrarrestar este problema incluyen dejar un hueco en la parte superior de la persiana rellenando y creando una conexión con patrón de "X" en los orificios pasantes.

Beneficios de las vías rellenas de cobre

Las PCB con vías rellenas de cobre tienen las siguientes ventajas sobre las placas que solo tienen vías recubiertas de cobre:

• Conductividad térmica: Llenar una vía con cobre aumenta su conductividad térmica. En aplicaciones que implican altas temperaturas, mantener el calor alejado de la placa aumentará su vida útil y evitará defectos. La alta conductividad térmica del cobre atrae este calor, manteniéndolo alejado de las áreas críticas de la PCB. En lugar de viajar a diferentes partes de la placa, el calor se mueve a través del cobre de un lado a otro de la placa.
• Conductividad eléctrica: Las vías llenas de cobre también se adaptan a aplicaciones que requieren fuertes corrientes para viajar de un lado al otro de la placa. La conductividad del cobre permite que grandes corrientes crucen a capas más profundas sin sobrecargar la PCB. Debido a esta capacidad, los diseñadores a menudo solicitan vías llenas de cobre para PCB que experimentarán altos niveles de voltaje.

Vía llena frente a aplicaciones de orificio pasante enchapado

Si bien los PCB que cuentan con vías llenas de cobre tienen capacidad adicional, también cuestan más producir que los PCB con orificios pasantes enchapados. Algunas situaciones requieren la confiabilidad adicional asociada con las vías llenas de cobre. Sin embargo, una PCB también puede servir para ciertas aplicaciones con una vía que solo tiene el revestimiento de cobre aplicado junto con las trazas de cobre.

Cuando decida las vías de su PCB, debe considerar la intensidad del calor y el voltaje de la aplicación. En aplicaciones de bajo estrés, una placa de circuito impreso correctamente fabricada con orificios pasantes enchapados puede funcionar sin defectos. Mientras tanto, los PCB que tienen vías rellenas de cobre resistirán las condiciones que presentan las aplicaciones de alta potencia, radiofrecuencia, microondas y LED. Los circuitos integrados de alta potencia que ejecutan estos tipos de PCB utilizan corrientes que puede soportar una vía llena de cobre, pero no un orificio pasante enchapado.

Epóxico conductor de cobre frente a plata

Además de llenar las vías de la PCB con cobre, el fabricante también tiene la opción de usar una resina epoxi conductora de plata. Si bien una resina epoxi conductora de plata puede parecer la opción lógica para rellenar vías debido a su mayor valor, el cobre funciona de manera más efectiva. En comparación con el epoxi de plata, el cobre tiene:

• Mayor conductividad térmica
• Mayor conductividad eléctrica
• Un precio más rentable
• Una vida útil más larga
• Más fiabilidad
• Mejor capacidad para aplicaciones de alta potencia

A un precio más económico, las vías rellenas de cobre superan las capacidades de las vías de epoxi de plata. Sus niveles más altos de conductividad térmica y eléctrica les permiten redirigir el exceso de calor de manera más efectiva. Las vías de cobre también manejan niveles de voltaje más altos sin sobrecargarse.

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