¿Qué es una vía de PCB? Guía definitiva

Introducción

En el mundo de la ingeniería, en particular en el diseño y proceso de fabricación de circuitos impresos multicapa (PCB)El término "vía" se ha generalizado y se ha hecho imprescindible. Una vía, palabra latina que significa "camino", forma parte integrante de la funcionalidad de los PCB. En concreto, constituye la vía que permite la transmisión de señales eléctricas de una capa a otra del circuito impreso. 

Sin embargo, para los no iniciados, el término puede resultar ambiguo. La pregunta sigue siendo: ¿qué implica exactamente una vía en el ámbito de las placas de circuito impreso multicapa y cómo se aprovecha en los diseños?

En este artículo pretendemos desentrañar las complejidades que rodean a las vías de las placas de circuito impreso. Eliminaremos las capas de jerga técnica, deliberando sobre lo que son, sus funciones y los múltiples tipos disponibles.

 

¿Qué es una Vía?

qué es una vía

Una vía es un pequeño orificio taladrado que atraviesa dos o más capas adyacentes, permitiendo que las señales y la energía viajen entre estas capas. Como los circuitos entre las capas de una placa de circuito impreso multicapa son independientes, las vías son esenciales para establecer conexiones entre capas.

Las vías se suelen clasificar en tres tipos en función de su funcionalidad: vía ciega, vía enterrada y vía pasante.

 

Tipos de vías

Tipos de vías de circuito impreso

Vía ciega

Una "vía ciega" en el contexto del diseño de PCB (Printed Circuit Board) es un pequeño orificio que comienza en una superficie de la placa, ya sea la superior o la inferior, pero que no llega hasta el otro lado. En su lugar, sólo conecta con una o más capas del interior de la placa. Como resultado, sólo se puede ver y acceder a una vía ciega desde un lado de la placa de circuito impreso, ya que no penetra completamente a través de toda la placa.

En el diseño de placas de circuito impreso, las vías ciegas tienen un uso único y beneficioso. Una de sus principales ventajas es que crean espacio adicional en la placa, ya que no atraviesan todas las capas. Esto puede ser fundamental en diseños compactos en los que el espacio es escaso. Por este motivo, se utilizan con frecuencia en montajes de circuitos muy densos, como las placas de circuito impreso BGA (Ball Grid Array) y HDI (High-Density Interconnect), donde contribuyen a lograr un diseño más compacto y eficiente.

 

Enterrado Vía

Una "vía enterrada" es un tipo concreto de vía que se utiliza en el diseño de circuitos impresos (PCB). A diferencia de otras vías, no llega ni a la superficie superior ni a la inferior. En su lugar, interconecta al menos dos capas internas de la placa, haciéndola invisible desde la capa externa. Esta naturaleza de enlace hacia el interior de las vías enterradas hace que queden completamente ocultas a la vista cuando se examina la placa de circuito impreso desde el exterior.

Las vías enterradas desempeñan un papel fundamental porque facilitan la conexión de señales dentro de las capas internas de una placa de circuito impreso. Este diseño puede reducir las interferencias de las señales, mejorando así la funcionalidad y fiabilidad generales de la placa de circuito impreso. Dado que mejoran la integridad de la señal y presentan un diseño más compacto, las vías enterradas resultan especialmente ventajosas en las placas de circuito impreso de interconexión de alta densidad (HDI). 

En diseños de placas tan densos, en los que es fundamental ahorrar espacio y mantener un alto rendimiento, la aplicación de vías enterradas resulta ejemplar.

 

Vía pasante

La "vía pasante" es el tipo de vía más utilizado en la fabricación de placas de circuito impreso (PCB). Crea un vínculo entre las capas interior y exterior de la placa de circuito impreso. A diferencia de otros tipos de vías, como las ciegas y las enterradas, la vía pasante atraviesa toda la placa. De ahí su nombre: literalmente, crea un "agujero pasante".

Las vías pasantes tienen un par de utilidades importantes en el ámbito de la fabricación de placas de circuito impreso. En primer lugar, sirven como canales para las interconexiones internas de la placa, lo que permite que las señales eléctricas y la energía fluyan libremente de una capa a otra. 

Además, estas vías también pueden utilizarse como orificios de montaje para diversos componentes de la placa de circuito impreso. Esta doble funcionalidad aumenta su prevalencia general en el diseño y la fabricación de placas de circuito impreso.

 

Mediante procesos de cobertura

Existen tres métodos principales para los procesos de recubrimiento de vías: vías con carpa, vías sin recubrir y vías tapadas con máscara de soldadura.

 

Carpas Vías

VÍAS DE TENTAJE

El "entintado de vías" es una técnica utilizada en el diseño de circuitos impresos (PCB) para aislar y proteger las vías. En este caso, el anillo anular (el segmento visible de la vía que rodea el orificio) se cubre con una sustancia especial conocida como máscara de soldadura. Esta máscara de soldadura funciona como una barrera aislante que impide que se produzcan conexiones eléctricas no deseadas.

Sin embargo, para que el tendido de vías sea eficaz, hay que tener en cuenta ciertos factores. En primer lugar, es importante que el anillo anular quede completamente envuelto por la máscara de soldadura. Un recubrimiento parcial podría dejar expuestas partes conductoras de la vía, con el consiguiente riesgo de contacto eléctrico accidental. 

Además, el grosor de la máscara de soldadura aplicada también es importante. Si es demasiado fina, puede que no proporcione el aislamiento adecuado, abriendo el camino a posibles cortocircuitos. Por lo tanto, hay que asegurarse de que la máscara de soldadura esté bien cubierta y tenga el grosor adecuado para proteger eficazmente las vías y el circuito.

 

Vías no cubiertas

Vías no cubiertas

Elegir "vías no cubiertas" como enfoque de diseño para su placa de circuito impreso (PCB) significa decidir dejar expuestos tanto el orificio de la vía como el anillo que la rodea, también conocido como anillo anular. No tendrán una capa de máscara de soldadura, que suele actuar como aislante. Esta ausencia de sellado de la máscara de soldadura deja las vías abiertas y desnudas.

Esta elección de diseño, aunque pueda parecer fuera de lo común, tiene sus propósitos únicos. Las vías descubiertas suelen utilizarse cuando es necesario depurar las señales de medición, lo que facilita el acceso y las pruebas. Además, sin el revestimiento aislante de la máscara de soldadura, las vías expuestas pueden contribuir a mejorar la disipación del calor, ya que proporcionan más superficie. 

Esto puede ser una ventaja para los circuitos que generan mucho calor. A pesar de estas ventajas, es esencial recordar que las vías descubiertas conllevan un mayor riesgo de conexiones eléctricas no intencionadas o cortocircuitos, ya que el metal expuesto podría entrar en contacto con materiales conductores no deseados.

 

Vías obstruidas con máscara de soldadura

Vías obstruidas con máscara de soldadura

El uso de "vías tapadas con máscara de soldadura" es otra técnica de diseño de circuitos impresos (PCB) que aporta importantes ventajas. El proceso consiste en rellenar los orificios de las vías con un tipo de máscara de soldadura, que esencialmente las "tapona" o sella. Esta elección de diseño pretende mejorar la seguridad y eficacia de la placa durante sus fases de fabricación y funcionamiento.

La principal razón para aplicar tapones de máscara de soldadura a las vías es evitar que se formen lo que se conoce como bolas de soldadura. Se trata de pequeños trozos de soldadura que pueden provocar cortocircuitos durante el proceso de soldadura por ola, un método habitual para fijar componentes a la placa de circuito impreso. Además, tapar las vías con una máscara de soldadura ayuda a eliminar los residuos de fundente en el orificio de la vía, que pueden provocar otros problemas de fabricación y rendimiento. 

Este enfoque suele ser necesario en el diseño de placas con ensamblaje de matriz de bolas (BGA) o circuitos integrados (IC) debido a la complejidad y precisión que requieren este tipo de componentes. Al sellar eficazmente las vías con máscara de soldadura, los diseñadores pueden garantizar un montaje y funcionamiento más suave y seguro de las placas de circuito impreso de alta densidad.

 

Conclusión

A diferencia de las vías pasantes, las vías ciegas y enterradas sólo están disponibles en placas con al menos cuatro capas. El uso de vías ciegas o enterradas es una forma eficaz de aumentar la densidad de las placas multicapa, reducir el número de capas y minimizar las dimensiones de la placa. Sin embargo, las vías pasantes son más fáciles y baratas de fabricar, por lo que se utilizan con más frecuencia en los diseños de placas de circuito impreso. Siempre puede recurrir a PCBPit en busca de ayuda.

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