La relación de aspecto es un factor crucial en la fabricación de PCB, tanto por su recubrimiento como por su fiabilidad durante su uso. Se define como la relación entre el grosor de la PCB y el diámetro del orificio perforado. Esta relación influye significativamente en la fabricación de las placas de circuito impreso (PCB) y su rendimiento.
Una relación de aspecto alta en el diseño de PCB puede dificultar el recubrimiento de las vías, lo que provoca inconsistencias en la deposición de cobre y reduce la durabilidad de la placa. Esto es especialmente importante para la relación de aspecto de las microvías en PCB HDI (Interconexión de Alta Densidad), donde los tamaños de los orificios son significativamente menores.
Conocer la relación de aspecto de PCB proporciona a los diseñadores y fabricantes la orientación esencial para elegir el tamaño de orificio de PCB correcto y los tamaños de perforación estándar adecuados para el diseño de PCB para mejorar la producción y la integridad eléctrica.
¿Qué es la relación de aspecto de PCB?
En el caso de las PCB, la relación de aspecto se define como el grosor de la PCB en relación con el diámetro del orificio perforado. Es un factor clave en la perforación y la fabricación de PCB, que afecta la viabilidad del diseño, la fiabilidad y el rendimiento de la producción.
La relación de aspecto en PCB se define como:
Relación de aspecto = Grosor de la PCB / Diámetro del orificio perforado
Por ejemplo, en una PCB con un espesor de 1.6 mm y un orificio perforado de 0.2 mm de diámetro, la relación de aspecto sería 8:1.
Importancia de la relación de aspecto de la PCB
1. Restricciones de perforación: Una relación de aspecto de vía alta complica la perforación, especialmente las relaciones de aspecto de microvías para placas HDI (interconexiones de alta densidad).
2. Uniformidad del recubrimiento: Las relaciones de aspecto altas pueden provocar un revestimiento de cobre desigual en las paredes del orificio, lo que afecta la conductividad y la confiabilidad.
3. Límites de fabricación: La mayoría de los fabricantes siguen tamaños de broca estándar de PCB que limitan las relaciones de aspecto para garantizar la seguridad y el rendimiento de la producción.
Cálculos de la relación de aspecto en PCB
La relación de aspecto de la PCB se determina utilizando una fórmula concisa basada en la comparación del espesor de la PCB con el diámetro del orificio perforado.
Relación de aspecto = Grosor de la PCB / Diámetro del orificio perforado
Este cálculo es esencial para determinar la capacidad de fabricación, especialmente en lo que respecta a la perforación de PCB y a través de limitaciones de relación de aspecto.
Ejemplo de cálculo
Supongamos que tenemos una PCB con las siguientes especificaciones:
● Espesor de PCB: 1.6 mm
● Diámetro del orificio perforado: 0.4 mm
Usando la fórmula:
Relación de aspecto = 1.6 mm / 0.4 mm = 4:1
Esto significa que la profundidad del agujero es cuatro veces el diámetro del agujero.
Relación de aspecto en microvías vs. vías estándar
● Vías de orificio pasante: Suelen tener una relación de aspecto de entre 6:1 y 10:1. Esta relación dependerá del tamaño estándar de las brocas de la PCB y de los procesos de recubrimiento asociados.
● Relación de aspecto de Microvia: Las microvías que se utilizan en las PCB HDI tienen una relación de aspecto muy baja, normalmente ≤ 1:1; se perforan con láser y no atraviesan todo el espesor de la PCB.
Por qué es importante la relación de aspecto en la fabricación de PCB
● Las relaciones de aspecto más altas (superiores a 10:1) generan inconsistencias en el enchapado, lo que resulta en conexiones débiles.
● Se requerirán procesos de fabricación para mantener una mayor precisión del tamaño de los orificios de la PCB para los orificios perforados más pequeños.
● Las relaciones de aspecto equilibradas tienden a aumentar el rendimiento y la confiabilidad durante la fabricación al tiempo que reducen la posibilidad de circuitos abiertos y fallas en el recubrimiento.
Mediante un cálculo adecuado de la relación de aspecto en el diseño de PCB, se pueden optimizar ciertos impactos en el rendimiento, pero también se debe garantizar la capacidad de fabricación dentro de los límites de la industria.
Tabla de referencia de relación de aspecto de PCB
La relación de aspecto no es fija y varía según la capacidad de fabricación, el tamaño de los orificios y el tamaño estándar de las brocas. A continuación, se muestra una tabla de referencia con relaciones de aspecto típicas de PCB según los estándares de la industria:
Tabla de referencia de relación de aspecto de PCB estándar (espesor: diámetro del orificio)
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Espesor de PCB (mm)
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Diámetro mínimo del orificio perforado (mm)
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Relación de aspecto
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0.8
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0.2
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4:1
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1.0
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0.2
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5:1
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1.2
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0.25
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4.8:1
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1.6
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0.3
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5.3:1
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2.0
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0.35
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5.7:1
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2.4
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0.4
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6:1
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3.2
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0.5
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6.4:1
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Pautas de relación de aspecto de Microvia
En cuanto a las relaciones de aspecto de las microvías, pueden tener valores muy bajos porque están perforadas con láser.
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Profundidad de la microvía (mm)
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Diámetro de la microvía (mm)
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Relación de aspecto
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0.1
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0.1
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1:1
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0.15
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0.125
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1.2:1
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0.2
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0.15
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1.3:1
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Consideraciones clave para la relación de aspecto de PCB
● Las relaciones de aspecto altas (superiores a 10:1) pueden provocar dificultades a la hora de perforar y enchapar PCB.
● Las vías pasantes de PCB estándar deben tener una relación de aspecto ≤ 10:1 para un recubrimiento de cobre adecuado.
● Las microvías deben tener una relación de aspecto de 1:1 o menor para garantizar la confiabilidad en los diseños de PCB HDI.
● Esto varía según los fabricantes de PCB; por lo tanto, es prudente consultar con ellos antes de aprobar el diseño.
Guiados por estas especificaciones de relación de aspecto de PCB, se puede lograr capacidad de fabricación, reducir defectos y optimizar el rendimiento de PCB.
Conclusión
La relación de aspecto de la PCB constituye un factor crítico En el diseño y la fabricación de PCB, esto influye directamente en la viabilidad de la perforación, el recubrimiento y la fiabilidad general de las PCB. Al conocer la relación entre el grosor y el tamaño del orificio de la PCB, los ingenieros pueden optimizar aún más los diseños, cumpliendo con los estándares que promueven una producción de alta calidad.
En el caso de las vías pasantes, la relación de aspecto entre PCB debe mantenerse por debajo de 10:1 para evitar problemas de enchapado, mientras que la relación de aspecto de las microvías debe ser ≤ 1:1 para mejorar la confiabilidad en los diseños HDI.
Seguir el manual estándar y las recomendaciones de los fabricantes de PCB para los tamaños de brocas estándar de PCB garantizaría una buena capacidad de fabricación y una tasa mínima de defectos.
Comprender este aspecto del diseño optimiza el rendimiento de la PCB terminada, aumenta su vida útil y la rentabilidad. Ya sea para aplicaciones de interconexión estándar o de alta densidad (HDI), controlar la relación de aspecto es esencial para el éxito de una PCB.
