Las vías en la placa de circuito impreso (PCB) se utilizan para conectar diferentes capas. Sabemos que las vías están recubiertas de cobre para mejorar la conductividad, pero si la parte restante del orificio no está cubierta, la pasta de soldadura puede filtrarse, lo que podría provocar un cortocircuito. El polvo y los residuos de procesos mecánicos también pueden entrar en las vías, causando malas conexiones, atenuación de la señal o incluso cortocircuitos. Para evitar estas situaciones, se introduce el recubrimiento de vías. El recubrimiento de vías consiste en cubrir la vía con máscara de soldadura u otro material químico. La condición en la que las vías no están cubiertas se denomina vía abierta.
El tipo comúnes de Vía Cubriendo
- Recubrimiento simple: Vías tensadas o vías en forma de tienda
- Parcialmente lleno: Vías taponadas o con obturación
- Completamente lleno: Vías llenas o Vías rellenas
En ocasiones, los diseñadores pueden no comprender del todo todos los tipos de recubrimiento de vías disponibles. Para aclarar este punto, recomendamos leer el documento IPC-4761, que puede ayudar a diseñadores y fabricantes a comprender mejor los siete tipos de recubrimiento de vías.
A continuación se presenta un resumen de siete tipos diferentes de recubrimiento para vías, según la norma IPC-4761 “Guía de diseño para la protección de estructuras de vías en placas de circuitos impresos”.
| Tipo | Mareas Ideales para Lecciones | A través del material de recubrimiento |
| I a | Vía de tienda de campaña (de una sola cara) | Máscara de soldadura de película seca |
| Ib | Tienda de campaña Via (doble cara) | |
| II-a | Vías protegidas y cubiertas (de una sola cara) | Máscara de soldadura de película seca + LPI[ 1 ] máscara para soldar |
| II-b | Vías protegidas y cubiertas (doble cara) | |
| III-a | Conexión mediante (unilateral) | Epoxi de relleno (pasta no conductora) |
| III-b | Conectado mediante (doble cara) | |
| IV-a | Conectado y cubierto mediante (un solo lado) | Epoxi de relleno + máscara de soldadura LPI |
| IV-b | Conectado y protegido mediante (doble cara) | |
| V | Llenado a través de | Epoxi de relleno (pasta no conductora) |
| A través de | Relleno y cubierto por vía (una sola cara) | Epoxi de relleno + máscara de soldadura LPI |
| VI-b | Relleno y cubierto por vía (doble cara) | |
| VII | Llenado y tapado mediante | Epoxi especial para taponamiento + recubrimiento de cobre para planarización |
[1]LPI: máscara de soldadura fotoimprimible líquida. Es un tipo especial de recubrimiento que se usa comúnmente en el proceso de montaje superficial durante la fabricación de PCB. Sirve como una capa protectora para proteger la PCB de las sustancias químicas y los efectos térmicos que ocurren durante la soldadura, la limpieza y el procesamiento. La máscara de soldadura LPI generalmente consta de dos componentes principales: resina y agente fotosensible. Estos se mezclan para formar un líquido viscoso durante el proceso de fabricación. El líquido se puede aplicar a las áreas de la PCB que necesitan protección utilizando métodos como la impresión o la pulverización. Luego se expone a la luz ultravioleta, lo que hace que el agente fotosensible endurezca el recubrimiento donde está expuesto a la luz, mientras que las áreas no expuestas a la luz permanecen en estado líquido. Finalmente, la PCB se coloca en una solución de sulfato de cobre para someterse a un grabado químico, que elimina el cobre no cubierto y deja atrás el cobre protegido, formando el circuito deseado.
Vía Tenting
IPC 4761 Tipo I: Vía protegida
Estire la máscara de película seca para cubrir las vías y los anillos anuales, sin materiales adicionales. Esto crea una forma de tienda de campaña sobre la abertura para ocultar las vías. Por mucho, el recubrimiento de vías es el proceso más desarrollado y común en la fabricación de PCB. Una vía recubierta significa que la vía solo está cubierta por tinta de máscara de soldadura. Esta es la forma más fácil de cubrir las vías. En el proceso de fabricación, no se requieren pasos de proceso adicionales. Se puede aplicar a un solo lado (Tipo Ia) o a ambos lados (Tipo Ib) de la estructura de la vía. Por lo general, las vías consideradas para el recubrimiento se realizan en vías menores o iguales a 0.3 mm (diámetro).
Unilateral: Tipo Ia
Proceso: Material de película laminada al vacío que es fotodefinible.
Beneficios: Un proceso consistente y repetible que proporciona un excelente recubrimiento de los agujeros y un grosor uniforme.
Consideraciones: No se debe utilizar protección de vía de una sola cara con paredes de orificios de cobre desnudo. Atrapamiento químico. Requiere equipo de aplicación especializado y manipulación con especial atención a la limpieza para cumplir con los requisitos de resistencia de aislamiento superficial (SIR) y evitar daños. Las películas sin soporte pueden perforarse. Se deben aplicar acabados finales inertes antes de la instalación para evitar el atrapamiento.
Doble cara: Tipo Ib
Proceso: Material de película laminada al vacío que es fotodefinible.
Beneficios: Un proceso consistente y repetible que proporciona un excelente sellado del orificio y un espesor uniforme. Este proceso generalmente da como resultado un orificio limpio.
Consideraciones: Las películas sin soporte pueden perforarse. Las hendiduras pueden ser un problema en los procesos adhesivos donde se utiliza un punto de pegamento para la colocación de componentes.
IPC 4761 Tipo II: Tienda de campaña y cubierta a través de
La vía se cubre completamente con una película seca de parada de soldadura y, posteriormente, se le aplica una capa de parada de soldadura normal. El material se puede aplicar a un solo lado (Tipo II-a) o a ambos lados (Tipo II-b) de la estructura de la vía:
Cara única: Tipo II-a
Proceso: Aplicación de la máscara sobre el Tipo I.
Ventajas: Mayor resistencia a la tracción que el tipo I.
Consideraciones: Mayor procesamiento y altura de múltiples recubrimientos. Las hendiduras pueden ser un problema durante el proceso adhesivo cuando se utiliza un punto de pegamento para la colocación de componentes. Atrapamiento químico. Se deben aplicar acabados finales inertes antes de la aplicación de la capa protectora para evitar el atrapamiento. No se recomienda el uso de capas protectoras sobre acabados metálicos fundidos; sin embargo, si se aplican, la capa protectora debe extenderse más allá de la almohadilla para cubrir el material laminado y evitar que se levante durante las operaciones de soldadura posteriores.
Doble cara: Tipo II-b
Proceso: Igual que el Tipo II-a.
Beneficios: Los mismos que para el tipo II-a.
Consideraciones: Mayor procesamiento y altura de las múltiples capas. Las hendiduras pueden ser un problema durante el proceso adhesivo cuando se utiliza un punto de pegamento para la colocación de componentes. El uso de material de máscara de película seca estándar dará como resultado una altura de protuberancia significativa. Las protuberancias pueden ser un problema al levantar la plantilla de pasta de soldadura. Se recomienda un material de máscara conforme para evitar aumentos significativos en la altura de las protuberancias.
Vía conexión
IPC 4761 Tipo III: Conectado vía
El taponamiento de vías es otro método de recubrimiento de vías en el que estas se rellenan parcialmente con un material no conductor como la resina epoxi. Puede aplicarse a un solo lado (Tipo III-a) o a ambos lados (Tipo III-b) de la estructura de la vía. Por lo general, el taponamiento de vías se realiza en vías que deben tener un diámetro de entre 0.4 y 0.5 mm.
Cara única: Tipo III-a
Proceso: Tamizado y recubierto con rodillo.
Ventajas: Facilidad de procesamiento. Existen pocas limitaciones de fabricación.
Consideraciones: No se debe utilizar protección con paredes de orificios de cobre desnudo. El material del tapón puede sobresalir por un lado de la vía. Desgasificación.
Doble cara: Tipo III-b
Proceso: Igual que el Tipo III-a.
Beneficios: Los mismos que para el tipo III-a.
Preocupaciones: Expansión volumétrica inducida térmicamente de contaminantes o aire atrapados en el tipo III-b. La expansión del aire o incluso de los disolventes atrapados puede afectar significativamente a los tapones durante el curado, provocando su expulsión. El proceso es difícil de producir de forma consistente con materiales curados térmicamente y LPI.
IPC 4761 Tipo IV: Enchufe y cubierta vía
La vía se rellena parcialmente con pasta no conductora y, posteriormente, se le aplica una capa de sellador de soldadura normal.
Unilateral: Tipo IV-a
Proceso: Aplicación de la máscara sobre el Tipo III.
Beneficios: Mayor resistencia del tapón. Los pequeños orificios que se producen al usar tapones de tipo III se pueden mitigar con el uso de este tipo.
Consideraciones: No se debe utilizar protección con paredes de cobre expuestas. Los acabados finales deben aplicarse antes de tapar.
Doble cara: Tipo IV-b
Proceso: Igual que el tipo IV-a.
Beneficios: Los mismos que para el tipo IV-a.
Preocupaciones: Expansión volumétrica inducida térmicamente de contaminantes o aire atrapados en el tipo IV-b. La expansión del aire o de los disolventes atrapados puede afectar significativamente a los tapones durante el curado, provocando su expulsión. El proceso es difícil de producir de forma consistente con materiales curados térmicamente y LPI.
Vía Relleno
IPC 4761 Tipo V: Llenado vía
Los orificios pasantes están completamente rellenos con pasta no conductora.
Proceso: Tamizado, recubierto con rodillo o aplicado con rasqueta.
Beneficios: Relleno completo de material conductor o no conductor que elimina contaminantes. El proceso evita la formación de bolas de soldadura. Beneficios útiles en procesos de laminación secuencial.
Preocupaciones: Vaciado. Eliminación del exceso de material de la superficie. Planitud de la superficie. Curado completo. Exceso de variables del proceso. Complejidad para obtener un relleno completo. Discrepancia en el coeficiente de dilatación térmica (CTE) entre el material de relleno y el sustrato.
IPC 4761 Tipo VI: Relleno y cubierto por vía
La vía se rellena completamente con pasta no conductora y luego se cubre con una capa de máscara de soldadura.
Proceso: Aplicación de la máscara sobre el material de tipo V. El material de relleno puede ser conductor eléctrico y/o térmico según el uso final.
Ventajas: Protección de la almohadilla en comparación con el tipo V. Los efectos de los huecos superficiales que posiblemente se produzcan al utilizar el método tipo V se pueden minimizar con el tipo VI.
Consideraciones: Las mismas que para el Tipo V, con procesamiento adicional.
Cara única: Tipo VI-a
Doble cara: Tipo VI-b
IPC 4761 Tipo VII: Llenado y tapado vía
En primer lugar, estas vías se metalizan y limpian, se rellenan con una pasta no conductora y se endurecen. A continuación, los extremos se planarizan, se metalizan y se recubren con una capa protectora. De este modo, la superficie queda plana y soldable. Esta es la tecnología de interconexión de vías en almohadillas. Esta tecnología ahorra espacio.
Proceso: Recubrimiento metalizado sobre tipo V. Aplicable donde se requieren características de alta densidad.
Ventajas: Vía en almohadilla y bola sobre almohadilla de vía. Apilamiento de vías. Aplicable donde se requieren características de alta densidad. Ventajas útiles en procesos de laminación secuencial.
Preocupaciones: Adhesión del recubrimiento metalizado al relleno de la vía y a la almohadilla de cobre. Espesor del cobre. La planaridad entre el material de relleno y la superficie de cobre. Desajuste del CTE entre el material de relleno y la metalización que produce un espacio de aire (contracción del material de relleno). Un relleno de vía inferior al 100% puede resultar en una tapa metalizada demasiado delgada o una hendidura que también puede causar aire atrapado, lo que resulta en huecos en las uniones de soldadura BGA. Los poros en los recubrimientos metalizados dan como resultado áreas no soldables de una pista donde la vía tapada está destinada a una unión de soldadura BGA. El volumen reducido de soldadura también es una preocupación con las hendiduras.
Para las vías rellenas y selladas, normalmente utilizamos resina epoxi para rellenarlas. Como se muestra en la siguiente imagen:
