Capire i fori ciechi nei PCB: una guida completa

I circuiti stampati, o PCB, sono ovunque. Alimentano il telefono, il laptop, lo smartwatch: quasi ogni dispositivo tecnologico moderno. Ma all'interno di queste minuscole schede si trova una complessa rete di connessioni. Uno degli attori chiave di questa rete è il PCB via.

I via sono piccoli fori che permettono ai segnali elettrici di viaggiare tra gli strati di un PCB. Alcuni attraversano l'intera scheda. Altri si fermano a metà. Quelli che si fermano a metà sono quelli che chiamiamo via ciechi.

Sono piccoli, ma svolgono un grande lavoro. E se si progettano componenti elettronici ad alta densità, è fondamentale comprenderli. Questa guida spiegherà cosa sono, come sono realizzati e quando utilizzarli.

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Cosa sono i Blind Vias?

Cominciamo dalle basi. Un via collega uno strato di un PCB all'altro. Pensatelo come un filo verticale all'interno della scheda. È il modo in cui i diversi strati si collegano tra loro.

Esistono tre tipi principali di vie PCB:

· XNUMX€  Passanti a foro passante: attraversare l'intero PCB dall'alto verso il basso.

· XNUMX€  Via cieca: collega uno strato esterno a uno strato interno, ma non completamente.

· XNUMX€  Via sepolte: collegano due o più strati interni. Non raggiungono mai l'esterno.

I fori ciechi sono chiamati "ciechi" perché non arrivano fino in fondo. Non è possibile vedere l'altra estremità dall'esterno.

Vengono forati parzialmente nella scheda, dall'alto o dal basso. Risparmiano spazio e permettono ai progettisti di inserire più componenti in meno spazio. Ecco perché sono comuni nelle schede HDI (interconnessioni ad alta densità).

Se lavori con PCB blind-via, noterai una grande differenza nella flessibilità di routing. Puoi inserire più componenti, più segnali e meno spazio.

Considerazioni sulla produzione di vie cieche

I via ciechi non sono semplici come praticare un foro. Realizzarli richiede più tempo. Oltre a maggiore precisione e costi.

Esistono due metodi comuni per crearli:

1. Foratura laser

2. Perforazione meccanica a profondità controllata

La foratura laser è più comune nei PCB HDI. È veloce, pulita e ottima per fori di piccole dimensioni. Tuttavia, è anche costosa.

La perforazione meccanica funziona per fori più grandi. Utilizza il controllo della profondità per fermarsi allo strato giusto. Ma è più lenta e consuma gli utensili.

Dopo la foratura, il foro viene placcato in rame. Questo permette il passaggio della corrente. Se questa placcatura si rompe, il circuito si interrompe.

Ecco perché la produzione di fori ciechi richiede un controllo rigoroso. Servono ingegneri qualificati e macchinari precisi.

Ricordate inoltre questo: più strati avete, più difficile diventa. I via ciechi nelle schede a 8 o 10 strati sono un lavoro complesso.

Il processo può comportare la laminazione sequenziale. Ciò significa costruire la scheda in più fasi e aggiungere strati uno alla volta. Ogni fase di laminazione comporta tempi e costi aggiuntivi.

Quindi, se il tuo progetto non richiede vie cieche, non usarle. Tuttavia, se spazio e prestazioni sono importanti, potrebbero valerne la pena.

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Blind Via Aspect Ratio: perché è importante

Qui le cose si fanno tecniche. Ogni via ha una profondità e un diametro. Il rapporto di aspetto è il rapporto tra profondità e diametro.

Supponiamo che il tuo foro passante sia largo 0.2 mm e profondo 0.6 mm. Il rapporto di aspetto è 3:1.

Per un foro cieco, è preferibile un aspect ratio più basso. Perché rivestire il rame all'interno di un foro profondo e stretto è difficile. Più profondo è il foro, più difficile è rivestirlo uniformemente.

La maggior parte dei produttori preferisce un rapporto da 0.75:1 a 1:1 per i fori ciechi. Alcuni arrivano fino a 1.5:1, ma è un po' troppo.

Un rapporto d'aspetto elevato aumenta la possibilità di:

· XNUMX€  Vuoti (intercapedini d'aria)

· XNUMX€  Placcatura scadente

· XNUMX€  Crepe sotto stress termico

Questi guasti possono rovinare l'intera scheda.

Quindi, quando si progetta un foro cieco per PCB, è sempre importante considerare il rapporto di aspetto. Scegliete dimensioni che il vostro produttore possa gestire e parlate con lui in anticipo.

Applicazioni dei Fori Ciechi

Perché gli ingegneri usano i fori ciechi? La risposta è semplice: fanno risparmiare spazio. Nell'elettronica moderna, lo spazio è oro.

Ecco alcuni casi d'uso comuni:

· XNUMX€  Smartphone: Schede sottili, circuiti complessi

· XNUMX€  wearables: Imballaggio compatto, layout flessibili

· XNUMX€  Dispositivi medici: Piccolo, preciso, affidabile

· XNUMX€  Militare e aerospaziale: Alte prestazioni, spazio limitato

· XNUMX€  PCB HDI: Più segnali per pollice quadrato

Collegando solo i livelli necessari, i via ciechi liberano spazio. Questo riduce la necessità di lunghe tracce, minimizza l'interferenza del segnale e migliora le prestazioni complessive.

Consentono inoltre una migliore integrità del segnale. Percorsi più brevi significano segnali più veloci e meno problemi.

Se si progetta un PCB con fori ciechi, questi fori diventano uno strumento potente per semplificare il routing e migliorare le prestazioni.

Vie cieche vs. Vie interrate

Mettiamoli a confronto.

Molte schede avanzate utilizzano una combinazione di vie cieche e vie interrate per ottenere una densità maggiore e una migliore gestione del segnale.

I fori ciechi sono più semplici dei fori interrati, ma comunque avanzati. Spesso li si vede nello stesso design, soprattutto nei prodotti di fascia alta.

A volte sono raggruppati come vie cieche e interrate, in particolare nei preventivi di fabbricazione.

Usateli insieme per trovare le migliori opzioni di routing. Ma tenete presente il vostro budget.

Conclusione

I via ciechi sono una parte minima della progettazione di PCB, ma fondamentale. Collegano gli strati senza attraversare l'intera scheda. Questo li rende perfetti per layout ad alta densità.

Tuttavia, presentano delle sfide, come la produzione complessa, i costi elevati e i limiti rigorosi per quanto riguarda il rapporto d'aspetto. Se lavorate su smartphone, apparecchiature mediche o sistemi aerospaziali, i fori ciechi potrebbero essere la vostra migliore amica. Vi permettono di fare di più con meno. Ma se il vostro progetto è semplice, evitateli. I fori passanti tradizionali sono più semplici ed economici.

In breve, è importante sapere quando utilizzare i via ciechi e quando no. Parlate sempre con il produttore del vostro PCB. Condividete con lui la disposizione dei layer, le dimensioni dei via e i vostri obiettivi. Vi aiuteranno a trovare la strada migliore.

E non dimenticare mai le basi. Tieni sotto controllo il rapporto d'aspetto del tuo via. Scegli il via giusto per il lavoro. Infine, testa le tue schede, perché l'affidabilità è importante.