¿Alguna vez has tenido dificultades para elegir los tipos de vías de una PCB? Las malas decisiones provocan problemas de señal o desperdician espacio. He visto rediseños costosos debido a decisiones apresuradas sobre las vías. Permíteme desentrañar este lío.
Elige según el coste, la densidad de la placa y las necesidades de velocidad. Las vías pasantes son ideales para placas sencillas y económicas. Las vías ciegas liberan espacio superficial en diseños complejos. Las vías enterradas aíslan las señales de alta velocidad, pero aumentan los costes. Siempre sopesa las ventajas y desventajas.
Ahora ya conoces el marco. Pero varias subpreguntas clave te ayudarán a dominar esta habilidad. Las abordaremos paso a paso.
¿Qué factores determinan el tamaño perfecto de las vías en el diseño de circuitos?
Adivinar el tamaño de las vías puede llevar a fallos. El año pasado, quemé un prototipo por vías demasiado pequeñas. Deje de arriesgarse: utilice factores críticos.
Primero, adapte el tamaño a la carga actual y al flujo de calor. Luego, verifique los límites de fabricación. Finalmente, observe cómo el espaciado afecta la densidad de enrutamiento. Nunca exceda los mínimos de fabricación ni la capacidad de sobrecarga.
Tres factores clave del tamaño
Equilibrar estos factores previene fallos:
| Factor | Impacto de vías pequeñas | Impacto de vías grandes | Punto óptimo |
|---|---|---|---|
| Corriente/Señal | Sobrecalentamiento o velocidad de corte | Espacio desperdiciado | Adaptar el ancho de la pista + 20% de margen |
| Fabricación | Riesgo de recubrimiento incompleto | Mayor costo de perforación | Respete las tablas de perforación del taller |
| Espacio/Densidad | Permite componentes más compactos | Bloquea el enrutamiento de canales | Utiliza el tamaño más pequeño y fiable en zonas densas |
Las rutas de alta corriente, como los rieles de alimentación, requieren diámetros mayores; mi objetivo es un mínimo de 0,3 mm. Para señales inferiores a 100 MHz, 0,2 mm suele ser suficiente. Las vías térmicas transfieren calor; agrupe las pequeñas bajo los puntos calientes. Tenga siempre en cuenta el grosor del recubrimiento. Un orificio de 0,1 mm termina en 0,08 mm después de la deposición de cobre. Compruebe primero las capacidades de su fabricante. Pueden grabar líneas finas de forma diferente a la competencia. Los diseños orientados a la densidad se benefician de microvías de 0,1 mm en procesos HDI avanzados. Sin embargo, las placas estándar rara vez las necesitan.
¿Cuál es la diferencia entre vía y contacto?
Mezclar pads y vías causa problemas de ensamblaje. Una vez estuve depurando durante semanas debido a contactos mal etiquetados. Aprenda las diferencias precisas para evitar problemas.
Las vías conectan las capas de la PCB internamente sin soldadura. Los contactos (pads) unen los cables de los componentes a la superficie. Los pads unen activamente los circuitos; las vías los enrutan pasivamente.
Desglose funcional
Explicación de los principales casos de uso:
| Característica | Función de la vía | Función del contacto (pad) | Distinción crítica |
|---|---|---|---|
| Ubicación | Cualquier unión de capas | Solo superficies externas | Los pads requieren acceso para soldadura |
| Uso de soldadura | Ninguno si está conectado | Debe aceptar soldadura | La adhesión de la soldadura define los pads |
| Función térmica | Transferencia pasiva de calor | Refrigeración activa de componentes | Los pads tocan directamente los componentes |
| Fiabilidad | Vulnerable a grietas en el cilindro | Riesgo de desprendimiento de pines | Los puntos de tensión difieren en las pruebas |
Las vías transfieren señales entre capas sin fijación superficial. Las almohadillas anclan los componentes para completar los circuitos. Un orificio chapado permanece como vía hasta que se suelda, momento en el que se convierte en contacto. Las vías ciegas/enterradas evitan por completo las almohadillas superficiales. Reservo los contactos solo para componentes como pines o conectores de circuitos integrados. Para chips con muchos pines, las vías ocultas ahorran espacio, pero no se pueden soldar. Los puntos de prueba ilustran diseños híbridos: orificios de vía que también funcionan como contactos de sonda.
¿Por qué fallan las vías de las placas de circuito?
Las vías defectuosas causan el fallo de las placas silenciosamente meses después. En nuestro taller, las grietas en los cilindros causaron el 29 % de las devoluciones de campo. Proteja su trabajo con un análisis de causas.
Las principales causas son la tensión por ciclos térmicos y los defectos de fabricación. Los huecos en el chapado o la desalineación de las brocas provocan debilidades ocultas. La torsión mecánica los agrieta.
Causa Raíz
Prevenir mediante reglas de diseño:
| Desencadenante de Falla | Cómo Ocurre | Paso Crítico de Prevención |
|---|---|---|
| Estrés Térmico | Expansión repetida agrieta el cilindro | Adaptar el tamaño del orificio al espesor de la placa |
| Huecos en el Recubrimiento | Grietas en el cobre débil bajo carga | Especificar un espesor de recubrimiento de 25 µm o más |
| Daños en la Taladro | El Sobrecalentamiento delamina los orificios | Controlar las RPM y las velocidades de avance del taladro |
| Humedad | Vapor atrapado resquebraja el recubrimiento | Hornear las placas antes del ensamblaje |
Las vías fallan donde se concentran las tensiones. El recubrimiento delgado se agrieta durante las oscilaciones de temperatura; mida la cobertura de cobre en las secciones transversales. Evito las microvías en zonas flexibles; la profundidad del cilindro es importante bajo fuerzas de flexión. Para soldadura sin plomo, observe las temperaturas pico superiores a 260 °C. Siempre reduzca el tamaño de la vía en función de las especificaciones técnicas para compensar las variaciones de tolerancia. Utilice vías tapadas en las zonas BGA para evitar la pérdida de soldadura. La inspección por rayos X detecta huecos antes del envío. Diseñe las vías lejos de las líneas de doblez y los tornillos de montaje.
Conclusión
Adapte los tipos de vías al coste, la densidad y las necesidades de capa. Compruebe la tensión térmica en las vías críticas. Priorice siempre las capacidades del fabricante.
