Imaginez de la soudure s'infiltrant dans vos vias lors de l'assemblage. Cette contamination pourrait créer des courts-circuits ou affaiblir les connexions. Les vias en tente résolvent ce problème en recouvrant les ouvertures des vias d'un masque de soudure, protégeant ainsi votre circuit imprimé des incidents de soudure.
Le masque de soudure des vias sur PCB consiste à recouvrir les trous des vias d'un masque de soudure afin d'empêcher toute intrusion de soudure et toute contamination. Cette méthode améliore la fiabilité tout en protégeant votre circuit imprimé de l'environnement pendant la fabrication et le fonctionnement.
Choisir entre des vias en tente et sans tente a une incidence sur les coûts de fabrication, les performances du signal et la durabilité. Voyons comment ce choix de conception subtil affecte le fonctionnement de votre circuit imprimé dans différents scénarios.
Vias en tente ou sans tente : lequel est le plus adapté à votre conception de circuit imprimé ?
L'air emprisonné dans les vias scellés se dilate lors des pics thermiques, risquant ainsi de séparer les couches. Les vias sans tente évitent ce problème, mais exposent le cuivre à l'oxydation. Votre choix dépend des conditions de fonctionnement et des priorités de performance.
Les vias en tente conviennent aux environnements difficiles nécessitant une protection contre la pollution, tandis que les vias sans tente permettent une circulation d'air pour la gestion thermique. Choisissez le traitement par tente pour l'électronique grand public nécessitant de la fiabilité ; laissez les vias ouverts pour les cartes industrielles haute puissance nécessitant une dissipation thermique.
Considérations clés pour la conception
Trois facteurs déterminent l'adéquation du traitement par tente :
| Critères | Vias avec tente | Vias sans tente |
|---|---|---|
| Résistance à l'humidité | Excellente | Faible |
| Cycles thermiques | Risque d'accumulation de pression | Aucun problème de pression |
| Alignement du masque de soudure | Critique | Non applicable |
Les applications à forte humidité, comme l'électronique automobile, bénéficient de la protection étanche des vias avec tente. Cependant, les cartes soumises à des variations rapides de température (par exemple, les lampadaires à LED) risquent de se délaminer en raison de la dilatation des gaz emprisonnés. Les vias non en tente fonctionnent mieux ici, mais nécessitent un placage argent ou or par immersion pour éviter la dégradation du cuivre.
Le traitement des vias améliore-t-il l'intégrité du signal dans les circuits haut débit ?
Des réflexions se produisent lorsque des désadaptations d'impédance perturbent vos signaux dans la gamme des GHz. Les vias en tente modifient la capacité, ce qui peut perturber les lignes de transmission soigneusement réglées.
Le traitement des vias augmente légèrement la capacité parasite en raison des propriétés diélectriques du masque de soudure. Pour les signaux inférieurs à 5 GHz, cet effet est négligeable. Cependant, les conceptions à ondes millimétriques supérieures à 24 GHz peuvent nécessiter des vias non en tente ou des matériaux spécialisés.
Compromis haute fréquence
Trois impacts du traitement des vias sur les performances RF :
| Plage de fréquences | Effet des vias en tente | Stratégie d'atténuation |
|---|---|---|
| 10 GHz | Risque de résonance important | Utiliser des vias en tente ou sans tente |
Lors d'une récente refonte du PCB d'un routeur, la pose de tentes sur les vias d'alimentation d'une antenne 2,4 GHz a entraîné une augmentation de la perte de 0,3 dB. Le retrait du masque de soudure de ces vias spécifiques a rétabli les performances sans compromettre la protection globale. Simulez toujours les chemins de signal critiques avec la valeur Dk exacte du masque de soudure de votre empilement.
Comment mettre en œuvre la pose de tentes sur les vias : Règles de conception et conseils de fabrication
Un concepteur a posé des tentes sur des vias de 0,2 mm, mais a oublié les règles de dégagement du masque. Résultat ? Les vias non couverts ont provoqué 12 % de défaillances de la carte. Une DFM appropriée permet d'éviter ces erreurs coûteuses.
Précisez toujours un chevauchement de 0,05 mm du masque de soudure sur les pastilles des vias. Maintenez un dégagement de 0,1 mm entre les ouvertures du masque et les pistes adjacentes. Utilisez le « tenting » dans vos notes de fabrication et vérifiez-le avec les inspections Gerber.
Liste de contrôle de fabrication
Cinq règles essentielles pour un via tenting réussi :
| Règle n° | Paramètre | Valeur | Raison |
|---|---|---|---|
| 1 | Diamètre minimal du via | 0,3 mm | Garantit une couverture adéquate du masque |
| 2 | Expansion du masque de soudure | -0,05 mm | Empêche le retrait excessif du masque |
| 3 | Distance via-trace | 2 fois l'épaisseur du masque | Évite les défauts de pontage du masque |
| 4 | Largeur de la bague annulaire | 0,15 mm | Assure l'ancrage du masque |
| 5 | Rapport hauteur/largeur maximal | 8:1 | Prévient la formation de tentes incomplètes |
Lors du prototypage, demandez des coupons de test de tentes à votre fabricant. Ceux-ci vérifient la force d'adhérence du masque et la cohérence de la couverture sur différentes tailles de vias. Pour les conceptions HDI avec microvias, vérifiez la compatibilité du perçage laser avec les ouvertures de tentes de votre fabricant.
Conclusion
Le traitement des vias allie protection et performances. Adaptez le traitement des vias aux besoins environnementaux et aux débits de signal, respectez les règles DFM et validez par prototypage pour un fonctionnement fiable des circuits imprimés dans toutes les applications.
