¿Cómo debería el tamaño, la ubicación y la máscara de soldadura de ¿Se pueden controlar las vías dentro de las almohadillas de las placas de circuito impreso?

En Diseño de placas de circuito impreso, las vías (agujeros pasantes), las vías ciegas (agujeros semipasantes) y las vías enterradas (vías de capas internas) son estructuras fundamentales para lograr conexiones eléctricas entre capas. La racionalidad de su diseño afecta directamente a la integridad de la señal, la resistencia mecánica y la viabilidad de fabricación de la placa de circuito impreso. Las especificaciones deben establecerse teniendo en cuenta tres aspectos: la adaptación de las dimensiones, las reglas de diseño y el control de la impedancia. Los parámetros deben optimizarse en función del escenario de aplicación para evitar problemas como la diafonía de señales y la rotura de las paredes de las vías. Este artículo, elaborado por el equipo de ingeniería de PCB de Geyuan Electronics, aborda cómo controlar el tamaño, la ubicación y la máscara de soldadura de las vías dentro de las almohadillas de las PCB. En él podrás obtener más información sobre las ideas de diseño relevantes y los principios básicos.

Relación entre las almohadillas y las vías en las placas de circuito impreso

Un pad es un objeto de diseño básico. Los pads se utilizan para fijar componentes a una placa de circuito impreso y establecer puntos de conexión entre los terminales de los componentes y las pistas de la placa. Las almohadillas pueden encontrarse en una sola capa, como es el caso de las almohadillas para dispositivos de montaje en superficie; o bien pueden ser almohadillas tridimensionales con orificio pasante, con un cuerpo cilíndrico en el plano Z (dirección vertical) y áreas planas en cada capa de cobre (horizontal). El cuerpo cilíndrico de la almohadilla se forma durante el fabricación de placas de circuito impreso proceso que se lleva a cabo al taladrar orificios y recubrir las paredes de los mismos en la placa de circuito impreso. En los planos X e Y, las almohadillas pueden ser circulares, rectangulares, octogonales, rectángulos redondeados, rectángulos biselados o formas personalizadas. Las almohadillas pueden utilizarse de forma independiente como almohadillas de forma libre en un diseño, pero lo más habitual es que se utilicen en un editor de bibliotecas de PCB junto con otros objetos básicos para formar paquetes de componentes.

Una vía es un objeto de diseño fundamental. Las vías se utilizan para establecer conexiones eléctricas verticales entre dos o más capas eléctricas de una placa de circuito impreso (PCB). Una vía es un objeto tridimensional con un cuerpo cilíndrico en el plano Z (dirección vertical) y una región plana y anular en cada capa de cobre (horizontal). El cuerpo cilíndrico de una vía se forma durante el proceso de fabricación, al perforar y recubrir las paredes del orificio. Las vías son circulares en los planos X e Y, de forma similar a las almohadillas circulares. La principal diferencia entre las vías y las almohadillas es que las vías pueden atravesar todas las capas de una placa de circuito impreso (de arriba abajo) y también pueden tender un puente entre una capa superficial y una capa interna, o entre dos capas internas.

¿Por qué es importante el diseño de las vías en las almohadillas de los circuitos impresos?

Si trabajas con paquetes BGA o de paso fino, seguro que has oído hablar de las placas de circuito impreso con orificios pasantes. En lugar de colocar las vías junto a las almohadillas, los ingenieros las sitúan directamente dentro de estas. ¿Por qué? Porque así se ahorra espacio y se reduce la inductancia en los diseños de alta velocidad. Pero hay un problema: estas vías deben rellenarse y recubrirse; de lo contrario, la soldadura fluirá hacia las vías durante el montaje, provocando conexiones defectuosas. Por eso, los diseños de placas de circuito impreso con orificios pasantes siempre emplean la tecnología de relleno.

Definición de «pads» en PCB

La forma exterior de las almohadillas de orificios pasantes suele ser circular, cuadrada u ovalada. A continuación se detallan las definiciones dimensionales específicas.

Tamaño de la abertura	Si el pasador real es redondo: el diámetro del orificio = diámetro real del pasador + 0,20~0,30 mm (aproximadamente 8,0~12,0 MIL); Si el pin real es cuadrado o rectangular: el diámetro del orificio = la diagonal real del pin + 0,10-0,20 mm (aproximadamente 4,0-8,0 MIL).
Tamaño de la almohadilla	El tamaño estándar de la almohadilla es aproximadamente igual al diámetro del orificio más 0,50 mm (20,0 MIL).

Especificaciones de diseño de las almohadillas de los circuitos impresos

En el diseño de placas de circuito impreso, las almohadillas también deben diseñarse de acuerdo con la norma IPC-7351. La norma IPC-7351 especifica las directrices de diseño de las almohadillas en cuanto a tipos de componentes, tamaños y encapsulados, lo que garantiza el uso de un mayor número de componentes y contribuye a reducir el consumo de material. Aunque algunos componentes electrónicos no se ajustan a esta norma, la IPC-7351 puede ayudar a lograr un posicionamiento preciso y a reducir la variabilidad.

Por lo tanto, el diámetro mínimo de cada almohadilla no debe ser inferior a 0,25 mm, y el diámetro máximo de toda la almohadilla no debe superar el triple del diámetro del orificio del componente. Por lo general, los componentes de orificio pasante utilizan almohadillas redondas con un diámetro al menos 1,8 veces superior al del orificio; el diámetro de la almohadilla para placas de una sola cara no debe ser inferior a 2 mm; la relación óptima entre el tamaño de la almohadilla y el diámetro del orificio pasante para placas de doble cara es de 2,5. En el caso de los componentes aptos para máquinas de inserción automática, el tamaño de la almohadilla en las placas de doble cara debe ser igual al diámetro estándar del orificio más entre 0,5 y 0,6 mm.

La distancia entre los bordes de dos almohadillas debe ser superior a 0,4 mm, y la distancia entre los bordes de dos almohadillas situadas en una fila perpendicular a la dirección de la cresta de la onda debe ser superior a 0,5 mm (en este caso, esta fila de pastillas puede considerarse un grupo de cables o un zócalo, y la distancia entre ellas es demasiado reducida, lo que puede provocar fácilmente la formación de puentes) .

Para un cableado denso, se recomiendan las almohadillas de conector ovaladas y alargadas. El diámetro o la anchura mínima de las almohadillas de las placas de circuito impreso de una sola cara debe ser de 1,6 mm, o bien debe garantizarse una placa de circuito impreso de una sola cara de 0,3 mm con un anillo de soldadura de 0,2 mm en una de las caras; las almohadillas excesivamente grandes pueden provocar fácilmente puentes innecesarios. Para un cableado de alta densidad, se recomiendan las almohadillas circulares y alargadas. El diámetro de estas almohadillas suele ser de 1,4 mm, o incluso menor.

Las almohadillas con aberturas superiores a 1,2 mm o con un diámetro superior a 3,0 mm deben diseñarse con forma de estrella o de trébol. En el caso de los componentes de orificio pasante, para evitar la rotura de la lámina de cobre durante la soldadura, las uniones de las placas de una sola cara deben estar completamente cubiertas con lámina de cobre; mientras que las placas de doble cara deben tener, como mínimo, almohadillas en forma de lágrima.

En todos los conectores y demás componentes que soporten carga o sean pesados, debe maximizarse la lámina de cobre que recubre los hilos conductores en un radio de 2 mm, y no debe haber almohadillas vacías para garantizar una absorción suficiente de la soldadura. Esto evita que la lámina de cobre se desprenda fácilmente cuando el zócalo se vea sometido a una fuerza externa. En el caso de componentes de gran tamaño (como transformadores, condensadores electrolíticos con un diámetro de 15,0 mm o más, zócalos de alta corriente, etc.), aumente la superficie de la lámina de cobre y la de la soldadura tal y como se muestra en la siguiente figura; el área sombreada debe ser, como mínimo, igual al área de la almohadilla. Como alternativa, diseñe las almohadillas en forma de quinconcio o de estrella.

Todos los componentes aislados de la máquina deben diseñarse con almohadillas antigoteo a lo largo de la dirección del pliegue para garantizar que las uniones soldadas sean completas en el pliegue. En el caso de los componentes horizontales, las patas izquierda y derecha deben doblarse hacia dentro, y en el de los componentes verticales, la pata izquierda debe doblarse hacia fuera, mientras que la derecha debe inclinarse 15° hacia abajo y la izquierda, 15° hacia arriba. Asegúrese de que la distancia entre el borde del componente y las almohadillas circundantes sea de al menos 0,4.

Si en la placa de circuito impreso hay líneas de tierra y de alimentación de gran tamaño (área superior a 500 mm²), se deben abrir ventanas en esas zonas concretas o diseñar dicha área como un relleno en forma de rejilla.

Directrices básicas de diseño relativas a las dimensiones y la ubicación de las vías, así como a la máscara de soldadura en las almohadillas de las placas de circuito impreso

El diseño de las vías dentro de las almohadillas de las placas de circuito impreso determina directamente la fiabilidad de la soldadura y la integridad de la señal. Las vías de tamaño excesivo pueden provocar que no haya suficiente lámina de cobre en las almohadillas (lo que dificulta la fijación de los pines durante la soldadura), y un desplazamiento posicional superior a 0,05 mm puede hacer que el borde de la vía se extienda más allá de la almohadilla (lo que provoca la pérdida de soldadura). A diferencia del error de “diseñar basándose en la experiencia”, el diseño científico debe cumplir cuatro especificaciones clave: adecuación de tamaños, posicionamiento preciso, compatibilidad con la máscara de soldadura y cantidad suficiente de lámina de cobre. Cada especificación cuenta con normas de parámetros claras y requisitos cuantitativos para evitar defectos de diseño que den lugar a problemas de fabricación posteriores. Hoy analizamos las especificaciones de diseño fundamentales para las vías dentro de las almohadillas, combinando parámetros específicos y casos prácticos para ayudarte a dominar los puntos clave del diseño, desde el tamaño hasta la máscara de soldadura.

Referencia dimensional Control en Via y Pad Diseño

La relación de tamaño entre las vías y las almohadillas es el elemento fundamental del diseño. Es necesario asegurarse de que “las vías no sobrepasen los límites de las almohadillas y de que quede suficiente lámina de cobre en las almohadillas para la soldadura”. Los parámetros y normas fundamentales son los siguientes:

1. Control la relación entre el diámetro de la vía (Dv) y el tamaño de la almohadilla (Dp)

Almohadillas circulares	El diámetro de la vía (Dv) debe ser inferior o igual a la mitad del diámetro de la almohadilla (Dp), y la anchura restante de la lámina de cobre en el borde de la almohadilla debe ser igual o superior a 0,1 mm (requisito mínimo de área de soldadura).
Ejemplo	La superficie de contacto circular del componente es Dp = 0,3 mm, y el valor máximo de Dv es 0,15 mm (0,3 × 1/2). El ancho restante de la lámina de cobre = (0,3 – 0,15) / 2 = 0,075 mm (cerca de 0,1 mm, por lo que hay que elegir con cuidado; se recomienda que Dv = 0,12 mm, con un ancho restante de 0,09 mm).La almohadilla circular del componente tiene un diámetro Dp = 0,4 mm, el valor de Dv es como máximo de 0,2 mm y el ancho restante de la lámina de cobre es = (0,4 – 0,2) / 2 = 0,1 mm (cumple los requisitos).
almohadillas cuadradas	El diámetro de la vía (Dv) es inferior o igual a la mitad de la longitud lateral de la almohadilla, y la anchura restante de la lámina de cobre a cada lado de la almohadilla es igual o superior a 0,1 mm;
Ejemplo	La almohadilla cuadrada tiene una longitud lateral de 0,3 mm × 0,3 mm, un Dv máximo de 0,15 mm y un ancho restante de 0,075 mm en cada lado (es necesario reducir el Dv a 0,12 mm, dejando 0,09 mm).
Principio de prohibición	Dv nunca debe superar el límite de la almohadilla (es decir, Dv > Dp); de lo contrario, la vía quedará expuesta fuera de la almohadilla y el estaño fluirá hacia la vía durante la soldadura, lo que provocará una cantidad insuficiente de estaño en la almohadilla y una tasa de uniones frías superior a 10%.

2. Mediante la adaptación del diámetro a las patillas de los componentes

El diámetro de la vía debe ser compatible con el tamaño del terminal del componente para evitar que este no pueda insertarse (en el caso de los componentes de orificio pasante) o que el relleno de soldadura sea insuficiente (en el caso de los componentes de montaje en superficie).

Componentes de montaje superficial	El diámetro de la vía (Dv) debe ser entre 0,05 y 0,1 mm menor que el ancho del terminal del componente (por ejemplo, para una resistencia 0402 con un ancho de terminal de 0,15 mm, Dv = 0,1-0,12 mm) para garantizar que la soldadura pueda cubrir tanto el terminal como la vía.
Componentes de plug-in	El diámetro de la vía (Dv) es entre 0,05 y 0,1 mm mayor que el diámetro del terminal del componente (por ejemplo, si el diámetro del terminal es de 0,2 mm, Dv = 0,25-0,3 mm) para facilitar la inserción del terminal y garantizar que la vía quede completamente rellena de soldadura.
Ejemplos de la vida real	Al diseñar las vías dentro de las almohadillas del componente 0402, con Dp = 0,3 mm y Dv = 0,2 mm (a escala 1/2), el ancho restante de la lámina de cobre era de solo 0,05 mm. Durante la soldadura, el estaño no pudo cubrir completamente las patillas, lo que dio lugar a una tasa de juntas de soldadura frías de 15%. Tras ajustar Dv a 0,12 mm, el ancho restante fue de 0,09 mm, y la tasa de juntas de soldadura frías se redujo a 1,2%.

La ubicación de Las almohadillas y las vías del diseño deberían Asegúrate de que las vías estén centradas y evita que queden descentradas.

Una desalineación de la vía puede provocar una distribución desigual de la lámina de cobre en las almohadillas, de modo que un lado presente una capa de lámina de cobre demasiado estrecha (<0,05 mm). Esto puede provocar una desviación del flujo de soldadura durante el proceso de soldadura. Las especificaciones principales son las siguientes:

1. Desplazamiento entre el centro de la vía y el centro de la almohadilla

Desplazamiento ≤ 0,05 mm (aproximadamente 1/3 del diámetro de la vía), asegurándose de que la diferencia en el ancho de la lámina de cobre restante a cada lado de la almohadilla sea ≤ 0,03 mm;

Ejemplo: Dv = 0,15 mm, almohadilla Dp = 0,4 mm. Si el desplazamiento es de 0,05 mm, el ancho restante en un lado = (0,4 - 0,15)/2 - 0,05 = 0,125 - 0,05 = 0,075 mm, y el ancho del otro lado = 0,125 + 0,05 = 0,175 mm, lo que supone una diferencia de 0,1 mm (aceptable). Si el desplazamiento es de 0,08 mm, el ancho restante en un lado es de 0,045 mm, lo que está fuera de tolerancia.

En aplicaciones que requieran alta precisión (como las capas de señal de RF): el desplazamiento debe ser ≤ 0,03 mm para evitar cambios bruscos en la impedancia provocados por la asimetría de la trayectoria de la señal (un desplazamiento de 0,05 mm puede provocar una desviación de la impedancia superior a 5%).

2. Distancia mínima entre la vía y el borde de la almohadilla

La distancia mínima entre el borde de la vía y el borde de la almohadilla debe ser ≥0,08 mm para evitar que la lámina de cobre se rompa debido a que la vía está demasiado cerca del borde de la almohadilla (el taladrado durante la fabricación puede dañar fácilmente la almohadilla).

Método de cálculo: Distancia mínima = (tamaño de la almohadilla – tamaño de la vía) / 2 – desplazamiento;

Ejemplo: Dp = 0,4 mm, Dv = 0,2 mm, desplazamiento 0,03 mm, distancia mínima = (0,4 - 0,2) / 2 - 0,03 = 0,1 - 0,03 = 0,07 mm (cerca de 0,08 mm, hay que ajustar el desplazamiento a 0,02 mm; distancia mínima: 0,08 mm).

puntos de soldadura, vías y máscara de soldadura debería evitar que la máscara de soldadura afecte al proceso de soldadura.

Un diseño inadecuado de la máscara de soldadura puede provocar que “la máscara cubra las almohadillas” o que “la máscara penetre en las vías”, lo que afecta a la humectabilidad de la soldadura. Las especificaciones principales son las siguientes:

1. Tamaño de la ventana de resistencia de soldadura

El tamaño de la abertura de la máscara de soldadura para las vías situadas dentro de las almohadillas debe ser entre 0,1 y 0,2 mm mayor que el tamaño de la almohadilla (entre 0,05 y 0,1 mm mayor a cada lado) para garantizar que la máscara de soldadura no cubra las almohadillas.

Ejemplo	El diámetro de la almohadilla circular Dp es de 0,4 mm, y el diámetro de la abertura de la máscara de soldadura es de 0,4 + 0,2 = 0,6 mm (0,1 mm más a cada lado).
prohibir	El tamaño de la ventana debe ser menor o igual que el de la almohadilla; de lo contrario, la capa de resistencia a la soldadura cubrirá el borde de la almohadilla (de 0,05 mm de ancho) y la soldadura no podrá adherirse durante el proceso, lo que provocará el defecto denominado “copper exposed insufficient on the pad”.

2. Tratamiento de la máscara de soldadura en los orificios pasantes

En el caso de las vías que requieren relleno de soldadura: no es necesario aplicar resina de soldadura en el interior de la vía (es decir, las aberturas de la resina de soldadura cubren la vía), lo que garantiza que la soldadura pueda rellenar la vía (índice de relleno ≥ 80%).

Vías que no requieren relleno de soldadura: Se puede aplicar una capa de resina fotosensible en el interior de la vía (tapado de la vía) para evitar que la soldadura fluya hacia el interior de la vía y provoque una soldadura insuficiente en las almohadillas. Sin embargo, es necesario asegurarse de que el relleno de la resina fotosensible quede plano (sobresaliente ≤ 0,03 mm) y no afecte a la colocación de los componentes.

En el diseño de pads y vías, Especificaciones de conexión de láminas de cobre debe garantizar la conductividad y la disipación del calor.

La conexión mediante lámina de cobre de las vías dentro de las almohadillas debe cumplir los requisitos de “baja impedancia y alta disipación térmica”. Las especificaciones principales son las siguientes:

Espesor de la lámina de cobre

El espesor de la lámina de cobre de las almohadillas debe ser ≥35 μm (1 oz). La lámina de cobre alrededor de las vías debe estar completamente cubierta, sin roturas ni huecos (anchura del hueco ≤ 0,03 mm), para evitar que aumente la resistencia en estado activo (un hueco de 0,05 mm puede aumentar la resistencia en 20%).

lámina de cobre para la disipación del calor

En el caso de las vías situadas en las almohadillas de los componentes de alta potencia (como los LED y las resistencias de potencia), es necesario diseñar una lámina de cobre para la disipación del calor (con un área ≥ el doble del área de la almohadilla) alrededor de las mismas. El calor se conduce a la capa interna de disipación térmica a través de las vías para evitar que los componentes se sobrecalienten (por ejemplo, en el caso de una resistencia de potencia 0603 de 1 W, la temperatura supera los 120 ℃ cuando la lámina de cobre de disipación térmica es insuficiente, y desciende a 85 ℃ tras aumentarla).

El diseño de las vías dentro de las almohadillas de las placas de circuito impreso requiere “la cuantificación de los parámetros y una adaptación rigurosa”. Lo fundamental es controlar la relación de tamaños, el desplazamiento posicional y las aberturas de la máscara de soldadura entre las vías y las almohadillas, con el fin de evitar defectos de diseño que puedan provocar problemas posteriores de soldadura y de señal.

Coincidencia de parámetros referencia para almohadilla y a través del diseño

Las vías con almohadilla atraviesan toda la capa de la placa de circuito impreso y son adecuadas para situaciones en las que se requiere conductividad en toda la capa (como las líneas de alimentación y las líneas de señal en general). El diseño debe centrarse en el diámetro de la vía, el tamaño de la almohadilla y la separación entre vías.

Diámetro del orificio acorde con el tamaño de la almohadilla	El diámetro de la vía debe determinarse en función de los requisitos de capacidad de conducción de corriente. Para las vías de señal convencionales, se recomienda un diámetro de entre 0,3 y 0,6 mm, y el diámetro correspondiente de la almohadilla debe ser entre 2 y 2,5 veces el diámetro de la vía (por ejemplo, un diámetro de vía de 0,4 mm debe combinarse con una almohadilla de 0,8-1,0 mm) para garantizar que la soldadura cubra completamente la almohadilla durante el proceso y evitar uniones de soldadura frías. En el caso de las vías de alta corriente (que transportan corrientes superiores a 5 A), el diámetro de la vía debe ser ≥ 1,0 mm, y el diámetro de la almohadilla debe ser ≥ 2,0 mm. Al mismo tiempo, se debe adoptar un diseño de almohadilla en forma de “trébol” (entre 4 y 6 almohadillas pequeñas dispuestas alrededor de la vía) para mejorar la disipación del calor y la resistencia mecánica.
Normas de maquetación	La distancia entre las vías y las almohadillas de los componentes debe ser ≥0,5 mm para evitar que la soldadura fluya hacia las vías y provoque cortocircuitos durante el proceso de soldadura; la distancia entre las vías y los bordes de la placa debe ser ≥1,0 mm para evitar que se agrieten los bordes de la PCB; la separación entre vías en zonas de alta densidad debe ser ≥0,8 mm (distancia entre centros). Si se utiliza una “disposición escalonada” (la posición de las vías de capas adyacentes está desplazada más de 0,4 mm), el espaciado puede reducirse a 0,6 mm para aumentar la densidad de cableado.
Parámetros de control de la impedancia	En el caso de las vías de señal de alta frecuencia (frecuencia ≥ 1 GHz), es necesario controlar la adaptación de impedancia. Esto se consigue ajustando el espesor del recubrimiento de la pared de la vía (normalmente entre 20 y 30 μm; entre 30 y 40 μm en casos de alta frecuencia) y el tamaño de la almohadilla y la anti-almohadilla (el diámetro de la anti-almohadilla es entre 0,2 y 0,4 mm mayor que el de la almohadilla). Por ejemplo, para una vía con una impedancia de 50 Ω en un sustrato FR-4 (constante dieléctrica 4,4), es necesario combinar un diámetro de vía de 0,4 mm con una almohadilla de 0,8 mm y una anti-almohadilla de 1,2 mm para garantizar una pérdida por reflexión de la señal ≤ -15 dB.

Optimización de la conectividad de la capa interna Referencia en Pad y «Buried Via Design»

Las vías enterradas solo se encuentran en las capas internas de una placa de circuito impreso (sin atravesar la capa superficial). Son adecuadas para situaciones en las que existe conductividad entre capas y es necesario aumentar el espacio de trazado de la capa superficial (como en la red de distribución de energía de las capas internas de una placa de circuito impreso multicapa). El diseño se centra en el posicionamiento en las capas internas y en el aislamiento de las paredes de las vías.

Ubicación y dimensiones de la capa interior	Las vías enterradas deben colocarse con precisión en la intersección de las pistas de las capas internas. El diámetro recomendado para las vías es de 0,2 a 0,5 mm, y el tamaño de la almohadilla de la capa interna debe ser de 1,8 a 2 veces el diámetro de la vía (por ejemplo, un diámetro de vía de 0,3 mm debe combinarse con una almohadilla de la capa interna de 0,54 a 0,6 mm). La distancia entre la vía enterrada y las pistas de la capa interna debe ser ≥ 0,2 mm para evitar dañar las pistas de la capa interna durante el taladrado.
Tratamiento de aislamiento de paredes con agujeros	Una vez perforado el via enterrado, es necesario “aislarlo” rellenándolo con resina epoxi (profundidad de relleno ≥ 95% de la profundidad del orificio). Tras el curado, debe pulirse hasta quedar liso antes de fabricar los circuitos de la capa interna, para evitar cortocircuitos entre la vía enterrada y los circuitos adyacentes de la capa interna. La resina epoxi utilizada para el relleno debe ser de un tipo resistente a altas temperaturas (Tg ≥ 150 ℃) para evitar que se ablande y se desborde durante la soldadura posterior.
Adaptación de la estructura por capas	Las vías enterradas deben ser compatibles con la estructura de apilamiento de la placa de circuito impreso. Por ejemplo, en una placa de circuito impreso de 8 capas, si es necesario lograr conductividad entre las capas 2 y 3, las vías enterradas deben perforarse y fabricarse antes de laminar las capas 2 y 3. Si es necesario lograr la conductividad entre las capas 4 y 5, las vías deben laminarse de forma independiente entre dichas capas y, a continuación, laminarse con el resto de capas para garantizar que las vías enterradas solo penetren en la capa interna de destino y no afecten a las demás capas.

Control de profundidad Referencia en Pad y Diseño de vías ciegas

Las vías ciegas solo atraviesan las capas superficiales e internas de la placa de circuito impreso (sin atravesar la capa inferior). Son adecuadas para situaciones en las que las capas superficiales e internas están interconectadas y es necesario minimizar el espacio en la superficie (como en el caso de las conexiones de señal inferiores en los paquetes BGA). Los aspectos fundamentales a tener en cuenta en el diseño son la precisión de la profundidad y la alineación entre capas.

Relación entre la profundidad de campo y la apertura	La relación entre la profundidad del orificio ciego (distancia desde la superficie hasta la capa interna de destino) y el diámetro del orificio debe ser ≤1:1,5. Por ejemplo, para un orificio ciego con un diámetro de 0,3 mm, la profundidad máxima es de 0,45 mm. Si se supera esta relación, se producirán dificultades en el taladrado y una rugosidad excesiva de las paredes del orificio (Ra > 1,0 μm). Si se requiere un agujero ciego más profundo (por ejemplo, de 0,6 mm de profundidad), debe adoptarse un diseño de “agujero ciego escalonado” (taladrado en dos etapas: primero se taladra 0,3 mm de profundidad hasta la capa intermedia y, a continuación, se taladra otros 0,3 mm de profundidad hasta la capa interna de destino) para garantizar la calidad de las paredes del agujero.
Precisión en la alineación entre capas	La desviación de alineación entre las capas superior e inferior de las vías ciegas debe ser ≤0,02 mm. Durante la fase de diseño, deben establecerse “marcas de alineación” (como puntos de referencia circulares con un diámetro de 1,0 mm) en la placa de circuito impreso. Durante la producción, la alineación se calibra mediante un sistema de posicionamiento por rayos X. Al mismo tiempo, la distancia entre capas de las vías ciegas y las vías ciegas adyacentes debe ser ≥ 0,3 mm para evitar una desalineación de la broca durante el taladrado, lo que podría provocar la unión de las paredes de los orificios.
Adaptación del tratamiento superficial	La abertura superficial de las vías ciegas debe ajustarse al proceso de tratamiento superficial. Para el procesamiento con oro por inmersión, el espesor del oro por inmersión en el interior de la vía ciega debe ser ≥0,8 μm (utilizando el proceso de “oro por inmersión pulsada” para mejorar la uniformidad del recubrimiento en el interior de la vía). En el caso del procesamiento OSP, debe aplicarse un recubrimiento OSP (de 0,2 a 0,5 μm de espesor) en el interior de la vía ciega para evitar la oxidación de la lámina de cobre en su interior, lo que afectaría a la fiabilidad de la soldadura.

Aplicaciones de las diferentes vías de los PCB

Electrónica general	Las vías estándar y los orificios pasantes permiten realizar el cableado multicapa habitual, las uniones y una fabricación de bajo coste.
Dispositivos móviles y dispositivos wearables	Las estructuras de vías ciegas en las placas de circuito impreso permiten evitar el uso de BGA de paso fino sin que se quemen las capas, lo que permite mantener el grosor reducido de la placa y, al mismo tiempo, dar cabida a baterías de gran tamaño.
Aeroespacial/Médico	Las conexiones integradas en la placa de circuito impreso mantienen limpias las capas externas, facilitan la colocación de los componentes y la aplicación de recubrimientos conformes, y protegen las conexiones de las capas internas.
5G y la informática de alta velocidad	El apilamiento de placas de circuito impreso con microvías (escalonado o apilado) acorta la transición vertical y reduce los efectos parásitos en los circuitos HDI de alta densidad.
Suministro eléctrico e iluminación	Una serie de vías térmicas situadas debajo del regulador, el MOSFET y el LED transfieren el calor al plano, lo que permite que el disipador de calor funcione correctamente.

Resumir

Las vías diseñadas en las almohadillas de los PCB son algo más que simples orificios; constituyen la arquitectura robusta que hace posible el hardware moderno. Desde las vías pasantes comunes hasta las vías ciegas, las vías enterradas y las microvías, la variedad de estructuras de apilamiento de los PCB permite integrar más funcionalidades en un espacio más reducido sin sacrificar la fiabilidad. Cuando se requiere una densidad extremadamente alta, como en el caso de los paquetes BGA de menos de 0,8 mm, las vías dentro de las almohadillas pueden resultar excelentes si se combinan con procesos de PCB con vías de relleno, lo que garantiza una fuerte adhesión de la soldadura y una almohadilla plana. Incluso los tamaños estándar de las vías de las almohadillas de las PCB deben figurar en la lista de materiales (BOM): las aberturas más pequeñas mejoran la integridad de la señal y el enrutamiento, pero también aumentan los costes y acortan los ciclos de producción. Si necesitas una compacidad extrema, las vías ciegas y las vías enterradas permiten diseños HDI auténticos para teléfonos móviles, dispositivos wearables y dispositivos IoT de alta densidad. En resumen, la elección de la estrategia adecuada para las vías en las almohadillas depende, en parte, del diseño y, en parte, de la fabricación. Si desea reducir los problemas inesperados y mejorar el rendimiento, o si necesita un fabricante capaz de producir PCB en grandes volúmenes, póngase en contacto con nuestro equipo.