I via del PCB si riferiscono a piccoli fori praticati sul PCB con l'intento di creare un'interconnessione tra i diversi strati della scheda. Mentre PCB vias sono cruciali per la funzionalità complessiva dei circuiti stampati, ci sono problemi ad essi associati, tra cui la loro vulnerabilità ai contaminanti e la possibilità di sviluppare ponti di saldatura durante la fase di assemblaggio. È qui che il tenting dei via PCB si rivela utile. Il tenting dei via prevede l'utilizzo di una maschera di saldatura che scherma i fori dei via per evitare che la saldatura vi entri durante la fase di saldatura. In questo articolo, ne scopriremo i vantaggi, le tecniche di tenting dei via e le considerazioni progettuali.
Che cosa è il PCB tramite tenting?
Il tenting dei fori passanti (o via tent) sui PCB è una delle procedure in cui porzioni di via vengono coperte o possono essere definite "tented". I fori passanti vengono placcati attraverso i fori presenti nel PCB con piccole aperture che forniscono connessioni elettriche tra gli strati del PCB e sono solitamente esposte sulla superficie del PCB. Il motivo dell'utilizzo del tenting dei fori passanti è garantire che questi siano schermati fisicamente per evitare condizioni di non protezione che potrebbero causare disastri ambientali o elettrici. L'applicazione di un materiale conforme come la maschera di saldatura, la resina epossidica o poliimmide ricopre le superfici metalliche esposte dei fori passanti e quindi le isola.
Vantaggi del PCB tramite tenda
Protezione dalla contaminazione
Il tenting dei fori di via del PCB aiuta a proteggere i fori di via da agenti come polvere, umidità e altri contaminanti ambientali. Questa protezione è essenziale per ridurre il rischio di corrosione e garantire una lunga durata del PCB.
Prevenzione dei ponti di saldatura
Coprire i fori di via con una maschera di saldatura potrebbe anche proteggerli dal flusso di saldatura durante il successivo processo di assemblaggio. Questo riduce al minimo la possibilità che si formino ponti di saldatura sui giunti, migliorando la connessione elettrica, e riduce al minimo la possibilità che la saldatura formi un ponte su altre aree, causando accorciamenti o altri tipi di difetti.
Prestazioni elettriche migliorate
Il tenting protegge i fori di via dai danni causati da contaminanti e saldature, poiché copre i percorsi conduttivi desiderati. Questo porta a un comportamento elettrico più uniforme, che si traduce in prestazioni migliori a frequenze altrettanto elevate.
Gestione termica migliorata
Sebbene il tenting possa avere un effetto minimo sulla dissipazione termica, allo stesso tempo aiuta a individuare le caratteristiche termiche necessarie del PCB, offrendo così un ulteriore livello di protezione. Ciò è particolarmente necessario in aree applicative come l'alta tensione e la corrente, dove la dissipazione del calore è fondamentale.
Maggiore resistenza meccanica
La maschera di saldatura presenta anche dei vantaggi meccanici: scherma i fori di via e li rende più resistenti a qualsiasi sollecitazione meccanica a cui un circuito stampato può essere sottoposto durante l'assemblaggio.
Diverse tecniche di via tendata
| Tenda completa
| Questa tecnica è pensata per rivestire gli strati superiore e inferiore del PCB con una maschera di saldatura, che può proteggere efficacemente il via da altri elementi e fornirgli il miglior isolamento.
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| Tenda parziale
| Quando si utilizza il tenting parziale, solo uno degli strati del PCB viene rivestito con la maschera di saldatura, mentre l'altro lato viene lasciato esposto; è particolarmente utile quando è richiesta la dissipazione termica attraverso il foro di via o quando è necessario l'accesso.
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| Tenda con Coverlay
| Questa tecnica prevede l'utilizzo di Coverlay, un materiale dielettrico flessibile anziché una maschera di saldatura; rigido-flessibile o PCB flessibili sono generalmente realizzati con questo materiale.
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| Tenda con tappo di chiusura
| Questo metodo prevede prima di ricoprire il foro di via con uno strato di maschera di saldatura e poi di riempirlo con un materiale non conduttivo come resina o resina epossidica per incapsulare l'intero foro. Di conseguenza, si ottiene una maggiore protezione contro le forze ambientali e le sollecitazioni meccaniche.
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| Tenda con riempimento di rame
| Quando si forma una via sotto uno strato di maschera di saldatura, anziché avere la via praticamente vuota, è possibile utilizzare un riempimento di rame, integrando così il supporto strutturale della via e le sue capacità termiche.
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| Tramite spina
| Oltre ad applicare una maschera di saldatura alla via è anche possibile riempire la via con materiale conduttivo o non conduttivo per chiuderla; questa forma è più comunemente utilizzata in PCB di interconnessione ad alta densità dove lo spazio è critico.
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Considerazioni di progettazione per la via tendata
Tipo e materiale della maschera di saldatura
Il tipo e il materiale della maschera di saldatura sono altri fattori cruciali da considerare durante la progettazione di vie a tenda. Il materiale della maschera di saldatura del PCB deve essere compatibile e la scelta di utilizzare un maschera di saldatura fotoimmaginata liquida (LPI) oppure è possibile scegliere una maschera di saldatura a film secco per il PCB.
Dimensioni e proporzioni della via
Il diametro del via e il suo aspect ratio (rapporto profondità/diametro) sono altri fattori importanti da considerare. In generale, più piccolo è il diametro del via, più facile è la sua estensione; e il aspect ratio deve essere compatibile con le capacità produttive.
Dimensioni e spazio del tampone
I progettisti devono lasciare un diametro sufficiente del pad attorno al foro passante e assicurarsi che vi sia spazio adeguato tra il foro passante fabbricato e altri pad o linee per evitare qualsiasi disallineamento della maschera.
Posizionamento e densità
Questi fori non devono essere tenuti troppo vicini ai componenti o ad altri fori, perché l'adesione della maschera è un problema e, inoltre, la densità dei fori non deve essere troppo elevata, per evitare possibili difficoltà di applicazione uniforme della maschera di saldatura.
Prestazioni elettriche
È opportuno valutare l'impatto dei fori di via a tenda sull'integrità del segnale, in particolare nei circuiti ad alta frequenza, considerando se il tenting influirà sulle caratteristiche elettriche del foro di via, come la capacità.
Gestione termica
L'impatto del passaggio di fori o vie sul controllo della gestione termica del PCB deve essere determinato per evitare qualsiasi orientamento improprio dei fori o delle vie termiche dissipatori di calore
