Les vias PCB désignent de petits trous percés sur le PCB dans le but de créer une interconnexion entre différentes couches de la carte. PCB vias sont essentiels à la fonctionnalité globale des cartes de circuits imprimés, des problèmes leur sont associés, notamment leur vulnérabilité aux contaminants ainsi que la possibilité de développer ponts de soudure Lors de l'assemblage, le via-tenting (mise en place de vias) est particulièrement utile. Il consiste à utiliser un masque de soudure qui protège les vias afin d'éviter l'infiltration de soudure. Cet article présente ses avantages, les techniques de via-tenting et les aspects de conception.
Qu'est-ce que le PCB via Tenting ?
Le via-tenting (mise en tente) des circuits imprimés est une procédure qui consiste à recouvrir des portions de vias. Les vias sont des trous métallisés dans le circuit imprimé, percés de petites ouvertures qui assurent les connexions électriques entre les couches du circuit imprimé et sont généralement exposés à la surface du circuit imprimé. Le recours au via-tenting permet de garantir le blindage physique de ces vias afin d'éviter des situations non protégées pouvant entraîner des catastrophes environnementales ou électriques. L'application d'un matériau conforme, tel qu'un masque de soudure, de l'époxy ou polyimide recouvre les surfaces métalliques exposées des vias et les isole ainsi.
Avantages du PCB via Tenting
Protection contre la contamination
Le revêtement des vias PCB protège les vias de la poussière, de l'humidité et d'autres contaminants environnementaux. Cette protection est essentielle pour réduire les risques de corrosion et garantir une longue durée de vie du PCB.
Prévention des ponts de soudure
Recouvrir les vias d'un masque de soudure permet également de les protéger des flux de soudure lors de l'assemblage ultérieur. Cela minimise les risques de formation de ponts de soudure sur les joints, améliorant ainsi la connexion électrique, ainsi que les risques de formation de ponts de soudure sur d'autres zones, entraînant des raccourcissements ou d'autres défauts.
Performances électriques améliorées
Le revêtement protège les vias des dommages causés par les contaminants et la soudure, car il recouvre les voies conductrices souhaitées. Il en résulte un comportement électrique plus uniforme, se traduisant par de meilleures performances à des fréquences tout aussi élevées.
Gestion thermique améliorée
Bien que le procédé de tente puisse avoir un effet mineur sur la dissipation thermique, il permet également d'identifier précisément les caractéristiques thermiques nécessaires du circuit imprimé et offre ainsi une protection supplémentaire. Ceci est particulièrement nécessaire dans les domaines d'application à haute tension et à courant élevé, où la dissipation thermique est primordiale.
Résistance mécanique améliorée
Le masque de soudure présente également des avantages mécaniques : il protège les vias et les rend plus résistants à toute contrainte mécanique à laquelle un circuit imprimé peut être soumis lors de l'assemblage.
Différentes techniques de tentes via
| Tente complète
| Cette technique vise à recouvrir les couches supérieure et inférieure du PCB avec un masque de soudure, ce qui peut protéger efficacement le via des autres éléments et lui fournir la meilleure isolation.
|
| Tente partielle
| Lorsque le procédé de tente partielle est utilisé, une seule des couches du PCB est recouverte du masque de soudure tandis que l'autre côté est laissé exposé ; il est particulièrement utile lorsque la dissipation thermique à travers le via est requise ou lorsque l'accès est requis.
|
| Tente avec Coverlay
| Cette technique implique l'utilisation de Coverlay, un matériau diélectrique flexible plutôt qu'un masque de soudure ; rigide-flexible ou PCB flexibles sont généralement fabriqués à partir de ce matériau.
|
| Tente avec bouchon de protection
| Cette méthode consiste à recouvrir d'abord le via d'une couche de vernis épargne, puis à le remplir d'un matériau non conducteur comme de la résine ou de l'époxy pour encapsuler l'intégralité du via. Elle améliore ainsi la protection contre les forces environnementales et les contraintes mécaniques.
|
| Tente avec remplissage en cuivre
| Lors de la formation d'un via sous une couche de masque de soudure, plutôt que d'avoir le via pratiquement vide, un remplissage en cuivre peut être utilisé, complétant ainsi le support structurel du via ainsi que les capacités thermiques.
|
| Par prise
| Outre l'application d'un masque de soudure sur le via, il est également possible de remplir le via avec un matériau conducteur ou non conducteur pour le fermer ; cette forme est plus couramment utilisée dans PCB d'interconnexion haute densité où l'espace est critique.
|
Considérations de conception pour les vias sous tente
Type et matériau du masque de soudure
Le type et le matériau du masque de soudure constituent un autre facteur crucial à prendre en compte lors de la conception de vias en tente. Le matériau du masque de soudure du circuit imprimé doit être compatible, et le choix d'un masque de soudure photoimageable liquide (LPI) ou un masque de soudure à film sec peut être choisi pour le PCB.
Via la taille et le rapport hauteur/largeur
Le diamètre du via et son rapport hauteur/largeur (rapport profondeur/diamètre) sont d'autres facteurs importants à prendre en compte. En général, plus le diamètre du via est petit, plus il est facile de le réaliser ; et le rapport hauteur/largeur doit respecter les capacités de fabrication.
Taille et jeu des plaquettes
Les concepteurs doivent laisser un diamètre de tampon suffisant autour du via et s'assurer qu'il y a un espace approprié entre le via fabriqué et les autres tampons ou lignes pour éviter tout désalignement du masque.
Placement et densité
Ces vias ne doivent pas être maintenus trop près des composants ou de tout autre via car l'adhérence du masque est un problème, et aussi, les densités des vias ne doivent pas non plus être trop élevées afin de contrôler d'éventuelles difficultés d'une application uniforme du masque de soudure.
Performance électrique
L'impact des vias en tente sur l'intégrité du signal, en particulier dans les circuits haute fréquence, doit être évalué, en considérant si la tente affectera les caractéristiques électriques du via telles que la capacité.
Gestion thermique
L'impact de la formation de tentes à travers des trous ou des vias sur le contrôle de la gestion thermique du PCB doit être déterminé afin d'éviter toute orientation incorrecte des vias thermiques ou dissipateurs de chaleur
