PCB Tecnico - Come migliorare il design del pcb

Se non ci sono vias, il PCB non funzionerà. I Vias sono condotti che trasmettono segnali tra strati PCB. Durante la produzione di PCB, i produttori di PCB aggiungono uno strato di rame sul substrato. Questo strato di rame non solo rende le tracce conduttive, ma collega anche ogni strato PCB attraverso fori perforati nella scheda. Quindi, il produttore può lasciare la via così com'è e utilizzare la placcatura in rame per trasmettere il segnale da solo. Tuttavia, per aumentare la capacità, è anche possibile riempire la via con un altro materiale conduttivo.

Per realizzare i flaconcini riempiti di rame, il produttore riempie i flaconcini con epossidica e rame. I materiali aggiuntivi aumentano il costo della produzione di circuiti stampati, ma i vias riempiti di rame rendono i PCB più adatti a determinate applicazioni. I vias riempiti di rame hanno anche funzioni che altri riempitivi conduttivi non possono fornire. Quanto segue introdurrà i principali usi dei vias riempiti di rame e come possono migliorare la progettazione del PCB.

1. Attraverso il processo di riempimento del foro

Quando si riempie la via con rame, il produttore deve fare attenzione a formare uno strato uniforme di rame nella via senza creare uno strato esterno troppo spesso. Se la tecnologia utilizzata non è corretta, verrà prodotto troppo rame, aumentando così il peso del PCB o aggiungendo troppo rame, con conseguente non conformità alle specifiche, difetti o aumento dei costi. Poiché i fori passanti diventano più piccoli che mai, osservare questi requisiti è fondamentale per soddisfare specifiche di progettazione rigorose.

Il classico rame tramite il metodo di riempimento prevede il riempimento del foro con rame puro. Tuttavia, questo metodo spesso crea vuoti, permettendo ai contaminanti di essere intrappolati nel rame. Quando riscaldato nelle fasi di produzione future, questo vuoto rilascerà gas, creando fori che rompono le connessioni tra gli strati di rame del PCB. Le strategie attuali per prevenire questo problema includono lasciare scanalature nei vias riempiti e formare connessioni "X" nei vias.

2. I benefici di vias riempiti di rame

Un PCB con vias riempiti di rame presenta i seguenti vantaggi rispetto a un circuito stampato con vias solo placcati in rame:

Conducibilità termica: Riempire la via con rame può migliorare la sua conducibilità termica.

Nelle applicazioni che coinvolgono temperature elevate, mantenere il calore lontano dal circuito stampato può prolungarne la durata e prevenire i difetti.

L'alta conducibilità termica del rame attira questo calore e lo tiene lontano dalle aree critiche del PCB.

Conduttività: i vias riempiti di rame sono adatti anche per applicazioni che richiedono una forte corrente da un lato del circuito stampato all'altro.

La conducibilità del rame consente alle grandi correnti di passare attraverso strati più profondi senza sovraccaricare il PCB.

A causa di questa capacità, i progettisti spesso richiedono vias riempiti di rame sul PCB, che possono resistere a tensioni più elevate.

3. Applicazione di vias riempiti e vias elettroplaccati

Sebbene i PCB con vias riempiti di rame aumentino la capacità, sono anche più costosi da produrre rispetto ai PCB con vias placcati. In alcuni casi, è anche necessario migliorare l'affidabilità associata ai vias riempiti di rame. Tuttavia, alcune applicazioni possono anche applicare vias ramati accanto alle tracce di rame.

Quando si decide sui vias PCB, è necessario considerare l'intensità di calore e tensione coinvolti nell'applicazione. Nelle applicazioni a basso stress, PCB qualificati con vias placcati possono funzionare perfettamente. Allo stesso tempo, i PCB con vias riempiti di rame possono resistere alle condizioni richieste per applicazioni ad alta potenza, radio frequenza, microonde e LED. I circuiti integrati ad alta potenza che eseguono questi tipi di PCB devono utilizzare vias riempiti di rame invece di vias placcati per resistere alla corrente.

4. Rame, resina epossidica conduttiva d'argento e vias riempiti d'oro

Oltre a riempire PCB vias con rame, le fabbriche di PCB possono anche scegliere di utilizzare resina epossidica conduttiva in argento. Tuttavia, anche se l'epossidica conduttiva dell'argento sembra essere una buona scelta, è più costosa e non efficiente come il rame. Inoltre, puoi anche scegliere di utilizzare vie dorate, ma rispetto all'oro, il rame ha i seguenti vantaggi:

Conducibilità termica superiore

Conduttività superiore

Prezzo più conveniente

Durata più lunga

più affidabile

Migliore capacità per applicazioni ad alta potenza

Anche ad un prezzo più basso, le vie piene di rame sono ancora migliori delle vie placcate in oro. La loro maggiore conducibilità termica ed elettrica consente loro di condurre il calore in eccesso in modo più efficiente. I vias di rame possono anche gestire tensioni più elevate senza sovraccaricare.