Come si dovrebbe le dimensioni, la posizione e la maschera di saldatura di È possibile controllare i fori di interconnessione all’interno dei pad del PCB?

In Progettazione di circuiti stampati, i fori passanti (vias), i fori ciechi (semi-passanti) e i fori sepolti (vias negli strati interni) sono strutture fondamentali per realizzare collegamenti elettrici tra gli strati. La razionalità della loro progettazione influisce direttamente sull’integrità del segnale, sulla resistenza meccanica e sulla fattibilità produttiva del PCB. È necessario definire le specifiche tenendo conto di tre aspetti: corrispondenza delle dimensioni, regole di layout e controllo dell’impedenza. I parametri devono essere ottimizzati in base allo scenario applicativo per evitare problemi quali la diafonia dei segnali e la rottura delle pareti dei fori passanti. Questo articolo, redatto dal team di ingegneri PCB di Geyuan Electronics, illustra come controllare le dimensioni, la posizione e la maschera di saldatura dei fori passanti all’interno dei pad del PCB. È possibile approfondire le idee di progettazione e i principi di base in materia.

Relazione tra i pad e i via nei circuiti stampati

Un pad è un oggetto di progettazione di base. I pad vengono utilizzati per fissare i componenti a un circuito stampato e stabilire punti di connessione tra i terminali dei componenti e le piste del circuito. I pad possono trovarsi su un unico strato, come nel caso dei pad per dispositivi a montaggio superficiale, oppure possono essere pad tridimensionali a foro passante, con un corpo cilindrico nel piano Z (direzione verticale) e aree piatte su ciascuno strato di rame (orizzontale). Il corpo cilindrico del pad viene formato durante la produzione di circuiti stampati processo di foratura e placcatura delle pareti dei fori sul circuito stampato. Nei piani X e Y, i pad possono essere circolari, rettangolari, ottagonali, rettangoli arrotondati, rettangoli smussati o forme personalizzate. I pad possono essere utilizzati in modo indipendente come pad a forma libera in un progetto, ma più comunemente vengono utilizzati in un editor di librerie PCB insieme ad altri oggetti di base per formare i pacchetti dei componenti.

Un via è un oggetto fondamentale nella progettazione. I via vengono utilizzati per stabilire connessioni elettriche verticali tra due o più strati elettrici su un PCB. Un via è un oggetto tridimensionale con un corpo cilindrico nel piano Z (direzione verticale) e una regione piatta e anulare su ciascuno strato di rame (orizzontale). Il corpo cilindrico di un via si forma durante il processo di produzione, in fase di foratura e placcatura delle pareti del foro. I via sono circolari nei piani X e Y, analogamente ai pad circolari. La differenza principale tra vie e pad è che le vie possono attraversare tutti gli strati di un PCB (dall’alto verso il basso) e possono anche collegare uno strato superficiale a uno strato interno, oppure due strati interni tra loro.

Perché è importante la progettazione delle vie nei pad dei circuiti stampati?

Se lavorate con pacchetti BGA o a passo fine, avrete sicuramente sentito parlare dei PCB a fori passanti. Anziché posizionare i fori passanti accanto ai pad, gli ingegneri li collocano direttamente all’interno dei pad. Perché? Perché ciò consente di risparmiare spazio e ridurre l’induttanza nei progetti ad alta velocità. Ma c’è un problema: questi via devono essere riempiti e placcati; altrimenti, durante l’assemblaggio la saldatura fluirà nei via, causando connessioni difettose. Ecco perché i progetti di PCB a fori passanti utilizzano sempre la tecnologia dei PCB con riempimento.

Definizione di "pads" su PCB

La forma esterna dei pad dei fori passanti è in genere circolare, quadrata o ovale. Le definizioni dimensionali specifiche sono descritte in dettaglio di seguito.

Dimensioni dell'apertura	Se il perno effettivo è rotondo: il diametro del foro = diametro effettivo del perno + 0,20~0,30 mm (circa 8,0~12,0 MIL); Se il perno effettivo è quadrato o rettangolare: il diametro del foro = diagonale effettiva del perno + 0,10-0,20 mm (circa 4,0-8,0 MIL).
Dimensioni del tampone	La dimensione standard del cuscinetto è approssimativamente pari al diametro del foro più 0,50 mm (20,0 MIL).

Specifiche di progettazione dei pad dei circuiti stampati

Nella progettazione dei circuiti stampati, anche i pad devono essere progettati in conformità allo standard IPC-7351. Lo standard IPC-7351 specifica le linee guida per la progettazione dei pad in base al tipo, alle dimensioni e al packaging dei componenti, garantendo così l'utilizzo di un maggior numero di componenti e contribuendo a ridurre il consumo di materiale. Sebbene alcuni componenti elettronici non siano conformi a questo standard, l'IPC-7351 può aiutare a ottenere un posizionamento preciso e a ridurre le variazioni.

Pertanto, il diametro minimo di ciascun pad non deve essere inferiore a 0,25 mm, mentre il diametro massimo dell’intero pad non deve superare il triplo del diametro del foro del componente. In generale, i componenti a foro passante utilizzano pad rotondi con un diametro pari ad almeno 1,8 volte il diametro del foro; il diametro del pad per le schede a singolo lato non deve essere inferiore a 2 mm; il rapporto ottimale tra le dimensioni del pad e il diametro del foro passante per le schede a doppio lato è 2,5. Per i componenti adatti alle macchine di inserimento automatico, la dimensione del pad per le schede a doppia faccia dovrebbe essere pari al diametro standard del foro più un margine compreso tra 0,5 e 0,6 mm.

La distanza tra i bordi di due piazzole deve essere superiore a 0,4 mm, mentre la distanza tra i bordi di due piazzole in una fila perpendicolare alla direzione della cresta d’onda deve essere superiore a 0,5 mm (in questo caso, questa fila di piazzole può essere considerata come un gruppo di fili o una presa, e la distanza tra di esse è troppo ridotta, il che può facilmente causare un ponte elettrico) .

Per un cablaggio fitto, si raccomandano pad di connessione ovali e oblunghi. Il diametro o la larghezza minima dei pad su PCB a singolo lato dovrebbe essere di 1,6 mm, oppure si dovrebbe garantire un PCB a singolo lato da 0,3 mm con un anello di saldatura di 0,2 mm su un lato; pad eccessivamente grandi possono facilmente causare ponti indesiderati. Per un cablaggio ad alta densità, si raccomandano piazzole circolari e oblunghe. Il diametro di queste piazzole è in genere di 1,4 mm, o anche inferiore.

I pad con aperture superiori a 1,2 mm o con diametro superiore a 3,0 mm devono essere progettati come pad a stella o a trifoglio. Per i componenti a foro passante, al fine di evitare la rottura della lamina di rame durante la saldatura, i giunti delle schede a singolo lato devono essere completamente ricoperti dalla lamina di rame; mentre le schede a doppio lato devono presentare almeno pad a forma di goccia.

Per tutti i connettori e gli altri componenti portanti o pesanti, è necessario massimizzare la copertura della lamina di rame sui fili conduttori entro 2 mm e assicurarsi che non vi siano pad vuoti, al fine di garantire un assorbimento sufficiente della saldatura. Ciò impedisce che la lamina di rame si stacchi facilmente quando la presa è sottoposta a una forza esterna. Per i componenti di grandi dimensioni (come trasformatori, condensatori elettrolitici con un diametro pari o superiore a 15,0 mm, zoccoli ad alta corrente, ecc.), aumentare l’area di copertura della lamina di rame e della saldatura come mostrato nella figura sottostante; l’area ombreggiata deve essere almeno pari all’area del pad. In alternativa, progettarli come pad a forma di quinconcio o a stella.

Tutti i componenti isolati meccanicamente devono essere progettati con piastrine di raccolta gocce lungo la direzione della piegatura, per garantire giunti di saldatura completi in corrispondenza della piegatura. Per i componenti orizzontali, i rami sinistro e destro devono essere piegati verso l’interno, mentre per i componenti verticali il ramo sinistro deve essere piegato verso l’esterno, con il ramo destro inclinato verso il basso di 15° e il ramo destro inclinato verso l’alto di 15°. Assicurarsi che la distanza tra il bordo del componente e i pad circostanti sia di almeno 0,4.

Se sul circuito stampato sono presenti linee di massa e di alimentazione di grandi dimensioni (area superiore a 500 mm²), è necessario aprire delle finestre in corrispondenza di tali aree oppure progettare l'area come riempimento a griglia.

Linee guida di progettazione di base relative alle dimensioni e alla posizione dei fori di passaggio e alla maschera di saldatura nei pad dei circuiti stampati

La progettazione dei via all’interno dei pad dei PCB determina direttamente l’affidabilità della saldatura e l’integrità del segnale. I via sovradimensionati possono comportare una quantità insufficiente di lamina di rame sui pad (rendendo difficile il fissaggio dei pin durante la saldatura), mentre uno scostamento posizionale superiore a 0,05 mm può far sì che il bordo del via si estenda oltre il pad (con conseguente perdita di saldatura). A differenza dell’errore di “progettare basandosi sull’esperienza”, la progettazione scientifica deve rispettare quattro specifiche fondamentali: corrispondenza delle dimensioni, posizionamento preciso, compatibilità con la maschera di saldatura e quantità sufficiente di lamina di rame. Ciascuna specifica presenta standard parametrici chiari e requisiti quantitativi per evitare difetti di progettazione che causano successivi problemi di produzione. Oggi analizziamo le specifiche di progettazione fondamentali per i via all’interno dei pad, combinando parametri specifici e casi di studio per aiutarvi a padroneggiare i punti chiave della progettazione, dalle dimensioni alla maschera di saldatura.

Riferimento per le dimensioni Controllo in Via e Pad Design

Il rapporto dimensionale tra i fori di collegamento e i pad costituisce l'elemento fondamentale della progettazione. È necessario garantire che “i fori di collegamento non superino i confini dei pad e che sui pad rimanga una quantità sufficiente di lamina di rame per la saldatura”. I parametri e gli standard fondamentali sono i seguenti:

1. Controllo il rapporto tra il diametro della via (Dv) e la dimensione del pad (Dp)

Cuscinetti circolari	Il diametro della via Dv deve essere ≤ 1/2 del diametro del pad Dp, e la larghezza residua della lamina di rame sul bordo del pad deve essere ≥ 0,1 mm (requisito minimo di area di saldatura).
Esempio	Il pad circolare del componente è Dp = 0,3 mm e il valore massimo di Dv è 0,15 mm (0,3 × 1/2). La larghezza residua della lamina di rame è pari a (0,3 – 0,15) / 2 = 0,075 mm (valore prossimo a 0,1 mm, quindi occorre scegliere con attenzione; si raccomanda di impostare Dv = 0,12 mm, con una larghezza residua di 0,09 mm).Il pad circolare del componente Dp = 0,4 mm, Dv è al massimo 0,2 mm e la larghezza residua della lamina di rame = (0,4 – 0,2) / 2 = 0,1 mm (soddisfa i requisiti).
cuscinetti quadrati	Il diametro della via Dv deve essere ≤ 1/2 della lunghezza laterale del pad, e la larghezza residua della lamina di rame su ciascun lato del pad deve essere ≥ 0,1 mm;
Esempio	Il cuscinetto quadrato ha una lunghezza laterale di 0,3 mm × 0,3 mm, un valore massimo di Dv pari a 0,15 mm e una larghezza residua di 0,075 mm su ciascun lato (il valore di Dv deve essere ridotto a 0,12 mm, lasciando 0,09 mm).
Principio di divieto	Il Dv non deve mai superare il bordo del pad (ovvero, Dv > Dp); in caso contrario, il via risulterà esposto al di fuori del pad e, durante la saldatura, il stagno fluirà all’interno del via, causando una quantità insufficiente di stagno sul pad e un tasso di giunti freddi superiore a 10%.

2. Tramite l'adattamento del diametro ai pin dei componenti

Il diametro della via deve essere compatibile con le dimensioni del terminale del componente per evitare che il terminale non possa essere inserito (nel caso dei componenti a foro passante) o che il riempimento di saldatura sia insufficiente (nel caso dei componenti a montaggio superficiale).

Componenti a montaggio superficiale	Il diametro del via Dv deve essere inferiore di 0,05-0,1 mm rispetto alla larghezza del terminale del componente (ad esempio, per un resistore 0402 con una larghezza del terminale di 0,15 mm, Dv = 0,1-0,12 mm) per garantire che la saldatura possa coprire sia il terminale che il via.
Componenti plug-in	Il diametro del via (Dv) è superiore di 0,05-0,1 mm rispetto al diametro del terminale del componente (ad esempio, se il diametro del terminale è 0,2 mm, Dv = 0,25-0,3 mm) per facilitare l'inserimento del terminale e garantire il riempimento del via con la saldatura.
Esempi tratti dalla realtà	Durante la progettazione dei fori di collegamento all’interno dei pad del componente 0402, con Dp=0,3 mm e Dv=0,2 mm (in scala 1/2), la larghezza residua della lamina di rame era di soli 0,05 mm. Durante la saldatura, la lega non è riuscita a coprire completamente i pin, con un conseguente tasso di giunti freddi pari a 15%. Dopo aver regolato Dv a 0,12 mm, la larghezza residua era di 0,09 mm e il tasso di giunti freddi è sceso a 1,2%.

La collocazione di i pad e i via nel progetto dovrebbero assicurarsi che i fori di collegamento siano centrati ed evitare qualsiasi disallineamento.

Un disallineamento può causare una distribuzione non uniforme della lamina di rame sui pad, con uno dei lati che presenta uno strato di lamina di rame troppo sottile (<0,05 mm). Ciò può provocare una deviazione del flusso di saldatura durante la saldatura. Le specifiche principali sono le seguenti:

1. Sfasamento tra il centro del via e il centro del pad

Offset ≤ 0,05 mm (circa 1/3 del diametro del via), assicurando che la differenza di larghezza della lamina di rame residua su ciascun lato del pad sia ≤ 0,03 mm;

Esempio: Dv = 0,15 mm, pad Dp = 0,4 mm. Se l’offset è pari a 0,05 mm, la larghezza residua su un lato è pari a (0,4 – 0,15)/2 – 0,05 = 0,125 – 0,05 = 0,075 mm, e la larghezza sull’altro lato = 0,125 + 0,05 = 0,175 mm, con una differenza di 0,1 mm (accettabile). Se l’offset è pari a 0,08 mm, la larghezza residua su un lato è pari a 0,045 mm, valore che non rientra nella tolleranza.

Per applicazioni che richiedono un'elevata precisione (come i livelli di segnale RF): offset ≤ 0,03 mm per evitare variazioni brusche dell'impedenza causate dall'asimmetria del percorso del segnale (un offset di 0,05 mm potrebbe comportare una deviazione dell'impedenza superiore a 5%).

2. Distanza minima tra la via e il bordo del pad

La distanza minima tra il bordo del via e il bordo del pad deve essere ≥0,08 mm per evitare che la lamina di rame si rompa a causa della troppo ravvicinata vicinanza del via al bordo del pad (la foratura durante la produzione può facilmente danneggiare il pad).

Metodo di calcolo: Distanza minima = (dimensioni del pad – dimensioni del via) / 2 – offset;

Esempio: Dp=0,4 mm, Dv=0,2 mm, offset 0,03 mm, distanza minima = (0,4-0,2)/2 - 0,03 = 0,1 - 0,03 = 0,07 mm (vicino a 0,08 mm, l'offset deve essere regolato a 0,02 mm, distanza minima 0,08 mm).

punti di saldatura, vie e maschera di saldatura dovrebbe evitare che la maschera di saldatura interferisca con il processo di saldatura.

Una progettazione errata della maschera di saldatura può causare la “copertura dei pad da parte della maschera di saldatura” o la “penetrazione della maschera di saldatura nei fori passanti”, compromettendo la bagnabilità della saldatura. Le specifiche principali sono le seguenti:

1. Dimensioni della finestra di resistenza di saldatura

La dimensione dell'apertura della maschera di saldatura per i fori passanti all'interno dei pad deve essere superiore di 0,1-0,2 mm rispetto alla dimensione del pad (0,05-0,1 mm in più su ciascun lato) per garantire che la maschera di saldatura non copra i pad.

Esempio	Il diametro del pad circolare Dp è pari a 0,4 mm, mentre il diametro dell'apertura della maschera di saldatura è pari a 0,4 + 0,2 = 0,6 mm (0,1 mm in più su ciascun lato).
vietare	La dimensione della finestra deve essere inferiore o uguale a quella del pad; in caso contrario, lo strato di protezione dalla saldatura coprirà il bordo del pad (largo 0,05 mm) e il stagno non potrà aderire durante la saldatura, causando il difetto denominato “rilevazione insufficiente del rame sul pad”.

2. Trattamento della maschera di saldatura sui fori passanti

Per i fori passanti che richiedono il riempimento con saldatura: non è necessario applicare alcuna maschera antisaldatura all'interno del foro passante (ovvero, le aperture della maschera antisaldatura coprono il foro passante), assicurandosi che la saldatura possa riempire il foro passante (tasso di riempimento ≥ 80%).

Vie che non richiedono il riempimento di stagno: è possibile applicare uno strato di resina fotosensibile all’interno della via (tappatura della via) per impedire che lo stagno fluisca nella via e causi un’insufficiente quantità di stagno sui pad. Tuttavia, è necessario assicurarsi che il riempimento con la resina fotosensibile sia piano (sporgenza ≤ 0,03 mm) e non interferisca con il posizionamento dei componenti.

Nella progettazione di pad e via, Specifiche di collegamento delle lamine di rame deve garantire la conduttività e la dissipazione del calore.

Il collegamento tramite lamina di rame dei via all’interno dei pad deve soddisfare i requisiti di “bassa impedenza ed elevata dissipazione termica”. Le specifiche principali sono le seguenti:

Spessore della lamina di rame

Lo spessore della lamina di rame dei pad deve essere ≥35 μm (1 oz). La lamina di rame attorno ai fori di collegamento deve essere completamente coperta, senza interruzioni o spazi vuoti (larghezza dello spazio vuoto ≤ 0,03 mm), per evitare di aumentare la resistenza in conduzione (uno spazio vuoto di 0,05 mm può aumentare la resistenza di 20%).

lamina di rame per la dissipazione del calore

Per i fori passanti presenti nei pad dei componenti ad alta potenza (come LED e resistenze di potenza), è necessario progettare una lamina di rame per la dissipazione del calore (con un’area ≥ al doppio dell’area del pad) attorno ai pad. Il calore viene condotto allo strato interno di dissipazione del calore attraverso i fori passanti per impedire il surriscaldamento dei componenti (ad esempio, per un resistore di potenza 0603 da 1 W, la temperatura supera i 120 ℃ quando la lamina di rame per la dissipazione del calore è insufficiente e scende a 85 ℃ dopo averne aumentato la quantità).

La progettazione dei fori di collegamento all’interno dei pad dei circuiti stampati richiede una “quantificazione dei parametri e un rigoroso adeguamento”. L’aspetto fondamentale consiste nel controllare il rapporto dimensionale, lo scostamento posizionale e le aperture della maschera di saldatura tra i fori di collegamento e i pad, al fine di evitare difetti di progettazione che potrebbero causare successivi problemi di saldatura e di trasmissione del segnale.

Corrispondenza dei parametri riferimento per tastierino e per via del design

I via con pad attraversano l'intero strato del PCB e sono adatti a situazioni che richiedono una conduttività su tutto lo strato (come le linee di alimentazione e le linee di segnale in generale). La progettazione dovrebbe concentrarsi sul diametro del via, sulle dimensioni del pad e sulla distanza tra i via.

Diametro del foro corrispondente alle dimensioni del tampone	Il diametro del via deve essere determinato in base ai requisiti di capacità di trasporto della corrente. Per i via di segnale convenzionali, si raccomanda un diametro compreso tra 0,3 e 0,6 mm, mentre il diametro corrispondente del pad dovrebbe essere pari a 2-2,5 volte il diametro del via (ad esempio, un via con diametro di 0,4 mm dovrebbe essere abbinato a un pad di 0,8-1,0 mm) per garantire che la saldatura possa coprire completamente il pad durante la saldatura ed evitare giunti freddi. Per i fori passanti ad alta corrente (che trasportano correnti superiori a 5 A), il diametro del foro passante deve essere ≥ 1,0 mm e il diametro del pad deve essere ≥ 2,0 mm. Allo stesso tempo, è opportuno adottare un design del pad a “foglia di trifoglio” (4-6 piccoli pad disposti attorno al via) per migliorare la dissipazione del calore e la resistenza meccanica.
Regole di impaginazione	La distanza tra i fori passanti e i pad dei componenti deve essere ≥0,5 mm per impedire che la saldatura fluisca nei fori passanti e provochi cortocircuiti durante la saldatura; la distanza tra i fori passanti e i bordi della scheda deve essere ≥1,0 mm per evitare la formazione di crepe sui bordi del PCB; la distanza tra i fori passanti nelle aree ad alta densità deve essere ≥0,8 mm (distanza tra i centri). Se si utilizza una “disposizione sfalsata” (la posizione dei via degli strati adiacenti è sfalsata di oltre 0,4 mm), la distanza può essere ridotta a 0,6 mm per aumentare la densità di cablaggio.
Parametri di controllo dell'impedenza	Per i fori di collegamento dei segnali ad alta frequenza (frequenza ≥ 1 GHz), è necessario controllare l'adattamento di impedenza. Ciò si ottiene regolando lo spessore del rivestimento delle pareti del via (tipicamente 20-30 μm, 30-40 μm per scenari ad alta frequenza) e le dimensioni del pad e dell’anti-pad (il diametro dell’anti-pad è di 0,2-0,4 mm maggiore di quello del pad). Ad esempio, per un via con impedenza di 50 Ω su un substrato FR-4 (costante dielettrica 4,4), un diametro del via di 0,4 mm deve essere abbinato a un pad di 0,8 mm e a un anti-pad di 1,2 mm per garantire una perdita di riflessione del segnale ≤ -15 dB.

Ottimizzazione della connettività dello strato interno Riferimento nel blocco note e Seppellito per scelta

I via sepolti sono presenti solo negli strati interni di un PCB (senza penetrare lo strato superficiale). Sono adatti a situazioni in cui è presente conduttività interstrato e occorre aumentare lo spazio disponibile per il tracciato nello strato superficiale (come nel caso della rete di distribuzione dell’alimentazione negli strati interni di un PCB multistrato). L'attenzione nella progettazione è rivolta al posizionamento negli strati interni e all'isolamento delle pareti dei fori passanti.

Posizionamento e dimensioni dello strato interno	I fori passanti sepolti devono essere posizionati con precisione all’intersezione delle tracce degli strati interni. Il diametro consigliato per i fori passanti è compreso tra 0,2 e 0,5 mm, mentre la dimensione del pad dello strato interno deve essere pari a 1,8-2 volte il diametro del foro passante (ad esempio, un foro passante di 0,3 mm di diametro deve essere abbinato a un pad dello strato interno di 0,54-0,6 mm). La distanza tra il via sepolto e le tracce dello strato interno deve essere ≥ 0,2 mm per evitare di danneggiare le tracce dello strato interno durante la foratura.
Trattamento isolante per fori nelle pareti	Dopo aver praticato il foro passante sepolto, è necessario “isolarlo” riempiendolo con resina epossidica (profondità di riempimento ≥ 95% della profondità del foro). Dopo l’indurimento, il foro deve essere levigato prima della realizzazione dei circuiti dello strato interno, al fine di prevenire cortocircuiti tra il via sepolto e i circuiti adiacenti dello strato interno. La resina epossidica utilizzata per il riempimento deve essere di tipo resistente alle alte temperature (Tg ≥ 150 ℃) per evitare che si ammorbidisca e fuoriesca durante la successiva saldatura.
Adattamento della struttura a strati	I via sepolti devono essere compatibili con la struttura di stratificazione del PCB. Ad esempio, in un PCB a 8 strati, se è necessario ottenere la conduttività tra il 2° e il 3° strato, i via sepolti devono essere forati e realizzati prima della laminazione del 2° e del 3° strato. Se è necessario ottenere la conduttività tra il 4° e il 5° strato, i via devono essere laminati separatamente tra il 4° e il 5° strato e successivamente laminati con gli altri strati, per garantire che i via sepolti penetrino solo nello strato interno di destinazione senza influire sugli altri strati.

Controllo della profondità Riferimento nel blocco note e Progettazione di fori ciechi

I fori ciechi attraversano solo gli strati superficiali e interni del PCB (senza attraversare lo strato inferiore). Sono adatti a situazioni in cui gli strati superficiali e interni sono interconnessi e lo spazio in superficie deve essere ridotto al minimo (come nel caso dei collegamenti di segnale inferiori nei pacchetti BGA). Gli aspetti fondamentali da considerare nella progettazione sono la precisione della profondità e l’allineamento tra gli strati.

Rapporto profondità-apertura	Il rapporto tra la profondità del foro cieco (distanza dalla superficie allo strato interno di destinazione) e il diametro del foro deve essere ≤1:1,5. Ad esempio, per un foro cieco con un diametro di 0,3 mm, la profondità massima è di 0,45 mm. Il superamento di questo rapporto comporterà difficoltà di foratura e un'eccessiva rugosità delle pareti del foro (Ra > 1,0 μm). Se è necessario un foro cieco più profondo (ad esempio di 0,6 mm), è necessario adottare un design a “foro cieco a gradini” (foratura in due fasi: prima forare fino a 0,3 mm di profondità fino allo strato intermedio, poi forare altri 0,3 mm fino allo strato interno di destinazione) per garantire la qualità delle pareti del foro.
Precisione di allineamento degli strati intermedi	La deviazione di allineamento tra gli strati superiore e inferiore dei fori ciechi deve essere ≤0,02 mm. Durante la fase di progettazione, è necessario inserire sul PCB dei “segni di allineamento” (ad esempio punti di riferimento circolari con un diametro di 1,0 mm). Durante la produzione, l’allineamento viene calibrato utilizzando un sistema di posizionamento a raggi X. Allo stesso tempo, la distanza interstrato tra i fori ciechi e quelli adiacenti deve essere ≥ 0,3 mm per evitare un disallineamento della punta durante la foratura, che potrebbe causare il collegamento delle pareti dei fori.
Adattamento del trattamento superficiale	L'apertura superficiale dei via ciechi deve essere compatibile con il processo di trattamento superficiale. Per la placcatura in oro per immersione, lo spessore dello strato di oro all'interno del via cieco deve essere ≥0,8 μm (utilizzando il processo di “placcatura in oro per immersione a impulsi” per migliorare l’uniformità della placcatura all’interno del via). Per il trattamento OSP, è necessario applicare un rivestimento OSP (di spessore compreso tra 0,2 e 0,5 μm) all’interno del via cieco per impedire l’ossidazione della lamina di rame all’interno del via, che comprometterebbe l’affidabilità della saldatura.

Applicazioni dei diversi tipi di fori passanti nei circuiti stampati

Elettronica generale	I fori passanti e i fori di collegamento standard consentono di realizzare cablaggi multistrato di uso quotidiano, collegamenti e strutture a basso costo.
Dispositivi mobili e dispositivi indossabili	Le strutture con fori ciechi nei circuiti stampati consentono di evitare l'uso di BGA a passo fine senza bruciare gli strati, mantenendo così la scheda sottile pur consentendo l'inserimento di batterie di grandi dimensioni.
Aerospaziale/Medicina	I collegamenti integrati nei circuiti stampati mantengono puliti gli strati esterni, facilitano l'applicazione dei componenti e dei rivestimenti conformi e proteggono i collegamenti degli strati interni.
5G e calcolo ad alta velocità	L'impilamento dei PCB con microvie (sfalsato o sovrapposto) riduce la transizione verticale e elimina gli effetti parassiti nei circuiti HDI ad alta densità.
Alimentazione elettrica e illuminazione	Una serie di vie termiche situate sotto il regolatore, il MOSFET e il LED trasferisce il calore al piano, consentendo al dissipatore di funzionare in modo ottimale.

Riassumi

I fori progettati nei pad dei PCB sono molto più che semplici fori: costituiscono l’architettura robusta che rende possibile l’hardware moderno. Dai comuni fori passanti ai fori ciechi, dai fori sepolti ai microfori, una varietà di strutture di impilamento dei PCB consente di integrare più funzionalità in uno spazio più ridotto senza compromettere l’affidabilità. Quando è richiesta una densità estremamente elevata, come nel caso dei pacchetti BGA di dimensioni inferiori a 0,8 mm, i fori all’interno dei pad possono dare il meglio di sé se combinati con processi di riempimento dei fori nel PCB, garantendo una forte adesione della saldatura e un pad piatto. Anche le dimensioni standard dei pad via dei PCB devono figurare nella Distinta dei Materiali (BOM): aperture più piccole migliorano l’integrità del segnale e l’instradamento, ma aumentano anche i costi e accorciano i cicli di produzione. Se è richiesta un’estrema compattezza, i via ciechi e quelli sepolti consentono di realizzare veri e propri layout HDI per telefoni cellulari, dispositivi indossabili e dispositivi IoT ad alta densità. In sintesi, la scelta della giusta strategia per i pad via dipende per metà dalla progettazione e per metà dalla produzione. Se desiderate ridurre i problemi imprevisti e migliorare la resa, oppure se avete bisogno di un produttore in grado di realizzare PCB in grandi volumi, contattate il nostro team.