Domine Vias de PCB: 9 Dicas de Especialista para Conectividade Otimizada entre Camadas

A Via de PCB consiste em cilindros de cobre que conectam pads, trilhas e polígonos em duas camadas através de conectividade térmica ou elétrica. Permitem a passagem e distribuição de energia térmica e elétrica entre camadas.

Quanto mais energia uma camada precisa transmitir, mais vias ela deve ter. O design e desenvolvimento de vias é, portanto, crítico. Todo designer deve conhecer os tipos de vias, seus efeitos na placa e quando são úteis.

Opções de Via

Três tipos principais: Via Cega (Blind), Via Enterrada (Buried) e Via Passante (Through).

• Via Cega: entre camada externa e interna, conectando uma à outra.
• Via Enterrada: entre duas camadas internas, conectando uma à outra.
• Via Passante: entre duas camadas externas, conectando uma à outra.

Outros tipos:

• Microvia: opção complexa para conectividade de comprimento variável em interconexões de alta densidade.
• Via-em-pad (Via-in-pad): mais complexa, entre duas superfícies externas ou entre externa e interna, para rotear componentes com pitch excepcional.

Qual Tipo Devo Usar?

Vias passantes são adequadas para PCBs de duas camadas; para PCBs complexas, considere vias embutidas e cegas. Via passante é a mais custo-efetiva e confiável; via enterrada é a mais cara e menos segura, além de difícil de diagnosticar.

Fabricantes às vezes usam via passante no lugar de via cega por custo, mas isso cria furos desnecessários que interferem em outras conexões. Via cega só cria furos entre as duas camadas conectadas. Avalie todas as opções para seu design e escolha a melhor.

Qual Deve Ser o Tamanho da Via?

Mantenha todas as vias no mesmo tamanho. Tamanhos diferentes exigem brocas diferentes; cada fabricante tem diâmetro mínimo de furação. Se a via especificada for muito grande, consome espaço valioso e dificulta o roteamento, encarecendo a fabricação. Se for menor que o diâmetro mínimo preferido do fabricante, torna o trabalho mais difícil e caro.

Escolha tamanho de via maior ou igual ao diâmetro mínimo preferido pela maioria dos fabricantes para não ficar preso a um único fornecedor. Consulte seu fabricante preferido sobre o tamanho mínimo de furação ou verifique a seção de capacidades no site.

Muitas vias pequenas são melhores que uma única via grande para dissipação de calor; se a via grande falha, toda a placa falha.

Preenchimento Condutivo ou Epóxi Não Condutivo?

Preenchimento não condutivo é mais custo-efetivo e suficiente para a maioria dos projetos de roteamento de sinal. Epóxi não condutivo previne fratura e falha da placa, contraindo e expandindo conforme a PCB esfria e aquece.

Preenchimento condutivo é preferível para vias térmicas quando a condutividade térmica é crucial, pois o epóxi não condutivo interfere na condutividade térmica entre camadas. Apesar do nome, o epóxi não condutivo transmite energia elétrica através de sua superfície metalizada sem interferência.

Uso Mínimo de Vias Empilhadas (Stacked Vias) para Roteamento Interno

Vias empilhadas substituem vias cegas quando problemas de roteamento tornam a laminação sequencial impossível. Problemas de laminação subsequente surgem se a camada de terminação de uma via cega coincide com outra via cega ou enterrada.

Vantagem: mais espaço para roteamento, pois várias vias podem ser empilhadas. Desvantagem: empilhar vias no mesmo ponto enfraquece a placa e pode causar falha. Use stacked vias minimamente para roteamento interno, pois sua fabricação exige precisão muito maior.

Quando Usar Vias Cegas e Enterradas no Meu Design

O roteamento de fios (wire routing) segue a etapa de "colocação de componentes ativos" na montagem de PCBs ou CIs. Envolve conectar todos os componentes ativos usando trilhas.

Designs de PCB de alta velocidade são afetados por características físicas da placa: conexões, layout de componentes, encapsulamento. Essas características influenciam a integridade do sinal de alta velocidade.

Use vias cegas ou enterradas ao rotear PCBs com sinais de alta velocidade (ex: HDMI). Isso protege muito melhor a integridade dos sinais e conexões dos componentes.

Dicas ao Usar Vias Cobertas (Tented Vias)

Algumas vias não se estendem à superfície da PCB (ex: vias embutidas); outras se estendem (ex: vias passantes). Vias que se estendem à superfície são abertas ou fechadas. Vias fechadas são chamadas de vias cobertas (tented vias).

Quando fabricantes usam solda para cobrir furos de via e reduzir pads expostos, cria-se uma via coberta. Garanta que a via coberta seja o mais plana possível para evitar tombstoning (componentes erguendo durante soldagem) ou ponte de solda.

Dicas ao Usar Via-em-Pad (Via-in-Pad)

Via-em-pad é difícil de rotear, demanda mais tempo e dinheiro. Porém, tem vantagens: adequada para limitação de tamanho da placa, restrição de opções de roteamento ou limitação de pontos de conexão nos componentes. Útil para BGA (Ball Grid Array) e CSP (Chip Scale Package).

Sua melhor aposta: escolha a opção menos complexa que atenda suas necessidades. Faça da via-em-pad o último recurso — só use quando outras opções não servirem. Considere: necessidades da PCB, confiabilidade, integridade do sinal, fabricabilidade.

Escolha um Fabricante que Consiga Realizar seu Design de PCB

Muitos pontos devem ser considerados: requisitos de tamanho, necessidades da PCB, complexidade. A escolha do fabricante determina o sucesso do projeto.

Pesquise capacidades de fabricantes potenciais, compare custos financeiros e escolha quem consiga fabricar seu design dentro do orçamento e prazo.

Conclusão

Selecionar a melhor opção de via pode parecer assustador, mas todo designer encontra alívio seguindo as nove dicas acima.

Não há razão para preocupação se você compra PCBs da WellPCB. Conhecemos todas as regras e dicas para fazer as melhores vias que atendam suas necessidades. Entre em contato com a WellPCB.