Domina las Vías PCB: 9 Consejos Expertos para Conectividad Óptima entre Capas

La Vía PCB comprende cilindros de cobre que conectan pads, pistas y polígonos en dos capas de PCB mediante conectividad térmica o eléctrica. La vía permite el paso y distribución de energía térmica y eléctrica entre capas de PCB.

Por ejemplo, cuanto mayor sea la cantidad de energía que una capa de PCB puede transmitir, más vías debería tener. El proceso de diseño y desarrollo para vías de PCB es, por tanto, crítico.

Todo diseñador de PCB debe entender los tipos de vías PCB que existen, sus efectos en la placa y cuándo podrían ser útiles. Estos, y muchos más, son lo que este artículo nos enseñará. Veamos estos consejos que, si se usan, te darán el mejor diseño de PCB.

1. Opciones de Vía

Existen tres tipos principales de vía: Vía Ciega (Blind Via), Vía Enterrada (Buried Via) y Vía Pasante (Through Via).

1. Vía Ciega (Blind Via): se encuentra entre capas exteriores e interiores de PCB, conectando una a la otra.
2. Vía Enterrada (Buried Via): se encuentra entre dos capas interiores de PCB, conectando una a la otra.
3. Vía Pasante (Through Via): se encuentra entre dos capas exteriores de PCB, conectando una a la otra.

Otros tipos de vías PCB incluyen:

1. Micro Vía: una opción compleja de vías PCB usada para conectividad de longitud variable para interconexiones de alta densidad.
2. Vía en Pad (Via-in-pad): es la opción más compleja de vías PCB entre dos superficies externas de la placa o entre una placa externa e interna, usada para enrutar componentes con ángulos de paso excepcionales.

2. ¿Qué Tipo Debo Usar?

Las vías pasantes (Through Via) son adecuadas para PCBs de dos capas; para PCBs más complejos, puedes considerar usar vías empotradas y vías ciegas. La vía pasante es la más rentable y fiable de las tres, mientras que la vía enterrada es la más cara y la menos segura. Además de sus problemas de fiabilidad y naturaleza costosa, la vía enterrada es difícil de solucionar (troubleshoot).

Debido a su bajo costo y alta fiabilidad, algunos fabricantes a menudo usan vías pasantes en lugar de vías ciegas en PCBs. Pero este método conduce a la creación de agujeros innecesarios que pueden interferir con otras conexiones entre las capas de la PCB. La vía ciega, por otro lado, solo creará agujeros innecesarios entre las dos capas que se están conectando.

Al final, considera todas las opciones disponibles para tu propósito de diseño de PCB y opta por la mejor elección.

3. El Tamaño que Debe Tener la Vía

Aunque puedes especificar cualquier tamaño de vía, deja que las vías en tu PCB sean del mismo tamaño. Si usas diferentes tamaños de vías, entonces tendrás que usar diferentes tamaños de broca. Cada fabricante tiene sus diámetros mínimos de taladro, y pueden no aceptar tu trabajo si eliges un ancho que no entre en sus capacidades.

Si tu tamaño de vía especificado es demasiado grande, consumirá mucho espacio en la PCB y dificultará el enrutamiento (routing) y hará la fabricación de PCB más cara. Si tu tamaño de vía especificado es menor que el diámetro mínimo preferido por tu fabricante, harás el trabajo más difícil para tu fabricante, encareciendo todo el proceso para ti. Tu mejor apuesta es conseguir un tamaño de vía mayor o igual al diámetro mínimo preferido de muchos fabricantes para que no te quedes atado a uno solo.

Si tienes un fabricante de PCB preferido, pregúntales sobre su tamaño mínimo de taladro preferido o revisa la sección de capacidades del sitio web de la empresa para estar seguro de tu elección de vía.

El mejor lugar para muchas vías pequeñas en placas de PCB, pero no todas las vías grandes de PCB se colocan después de toda la conducción de calor. El problema es que toda la placa fallará en el momento en que falle la única vía masiva.

4. Relleno Conductivo o Relleno Epóxico No Conductivo?

El relleno no conductivo es más rentable y suficiente para la mayoría de proyectos de enrutamiento de señales PCB que el relleno conductivo. El relleno epóxico no conductivo es preferible en la mayoría de instancias que el relleno conductivo. A diferencia del relleno conductivo, el relleno no conductivo previene la fractura y fallo de la placa, contrayéndose y expandiéndose según la PCB se enfría y calienta, respectivamente.

El relleno conductivo es preferible como vía térmica PCB cuando la conductividad térmica es de suma importancia, ya que el epóxico no conductivo interfiere con la conductividad térmica entre las placas. A diferencia de lo que sugiere el nombre, un relleno epóxico no conductivo puede transmitir energía eléctrica a través de su superficie plateada en cobre sin interferencia.

5. Haz Uso Mínimo de Vías Apiladas (Stacked Via) para Enrutamiento de Capas Internas

La vía apilada (Stacked Via) es una opción de vías PCB usada en lugar de la vía ciega debido a un problema de enrutamiento que hace imposible la laminación secuencial. Problemas de laminación subsiguientes pueden surgir si la capa de terminación de una vía ciega está situada donde otra vía ciega o enterrada se encuentra.

La ventaja de la vía apilada es que proporciona más espacio para el enrutamiento de PCB, ya que varias vías pueden apilarse unas sobre otras. Sin embargo, apilar diferentes vías en el mismo punto puede debilitar esa parte particular de la placa y llevar al fallo de la placa.

Procura hacer un uso mínimo de vías apiladas para enrutamiento interno porque su fabricación requiere mucha más precisión que otras opciones de vías.

6. Cuándo Usar Vías Ciegas y Enterradas en Mi Diseño

El enrutamiento de cables, llamado ruta, sigue el paso de "colocación de componentes activos" en el ensamblaje de PCBs o Circuitos Integrados (ICs). Implica la conexión de todos los ingredientes activos en la placa usando cables.

Un diseño de PCB de alta velocidad suele verse afectado por las características físicas de la placa, como la conexión, el layout de componentes y la carcasa. Estas características físicas generalmente influyen en la integridad de una PCB de alta velocidad.

Usa vías ciegas o enterradas en tu diseño de PCB al enrutar PCBs con señales de alta velocidad como Interfaz Multimedia de Alta Definición (HDMI). De esta forma, la integridad de las señales y la conexión de componentes está mucho más protegida.

7. Consejos al Usar Vías Cubiertas (Tented Via)

Algunas vías no se extienden a la superficie de la PCB (por ejemplo, vías empotradas). Mientras que otras se extienden a la superficie de la PCB (por ejemplo, vías). Las vías PCB que se extienden a la superficie de la placa están either cerradas o abiertas. Las vías PCB cerradas se llaman vías cubiertas (tented via).

Cuando los fabricantes de PCB usan soldadura para cubrir los agujeros de la vía y reducir el número de pads expuestos en la placa, se hace una vía cubierta (tent via).

Asegura que tu vía cubierta sea lo más plana posible para prevenir el efecto "tombstoning" (efecto lápida) o puente de soldadura. Una situación en la que algunos de los componentes activos se separan al soldar.

8. Consejos al Usar Vía en Pad (Via-in-Pad)

La vía en pad es una opción de vía difícil de enrutar, que lleva más tiempo y demanda más dinero. Sin embargo, también tiene sus ventajas. El enrutamiento vía en pad es adecuado cuando tienes una limitación de tamaño de placa, restricción de opción de enrutamiento, o limitación de puntos de conexión en tus componentes de PCB. Por tanto, este tipo de ruta es útil para Ball Grid Array (BGA) y Chip Scale Package (CSP).

Cuando se trata de una opción de vía, tu mejor apuesta es elegir la opción menos complicada que pueda servir a tus necesidades. En línea con esto, haz de la vía en pad tu último recurso ya que es la más compleja de todas. Úsala solo cuando otras opciones de enrutamiento PCB no puedan satisfacer tus necesidades de PCB. Al tomar tus decisiones de PCB, considera tus necesidades de PCB, la fiabilidad de la placa, la integridad de la señal y la fabricabilidad de la placa.

9. Usa un Fabricante que Pueda Lograr Exitosamente tu Diseño de PCB

Como puedes ver, hay muchos puntos a considerar para una opción de vías PCB. Desde tus requisitos de tamaño hasta tus necesidades de PCB y complejidad. Tu elección de un fabricante de PCB determinará el éxito de tu proyecto.

Investiga las capacidades de los fabricantes de PCB potenciales disponibles para ti. Compara el costo financiero de cada uno de los fabricantes. Al final, asegúrate de elegir un fabricante que pueda fabricar exitosamente tu diseño de PCB dentro del presupuesto y a tiempo.

Conclusión

Seleccionar la mejor opción de vías PCB puede parecer una tarea desalentadora para muchos diseñadores de PCB, pero todo diseñador puede encontrar alivio siguiendo los nueve consejos descritos arriba.

No hay razón para preocuparse por tomar las decisiones correctas de PCB si compras tus PCBs de WellPCB. En WellPCB, conocemos todas las reglas y consejos para hacer las mejores vías PCB que puedan servir a tus necesidades. Siéntete libre de contactar a WellPCB.