כיסוי Via

כיסוי ויה: תהליך מפתח להגנת איכות החיבורים הלحامיים

בעיצוב ובהפקה של PCB, vias משמשים כ"גשרים" כדי לחבר שכבות שונות. אם הם נחשפים, הם יכולים בקלות להפוך לסכנה מוסתרת שמשפיעה על איכות הרכבה. במהלך הלומדה, דבק הלומדה עלול ליפול לתוך החור, וכתוצאה מכך לא יהיו מספיק מפרקי הלומדה או אפילו אי-הצורך ליצור מפרקי הלומדה יעילים, בדיוק כמו פער בסכר יגרום לדליפת מים. ברגע שתתרחשו בעיות כאלה, הן ישפיעו ישירות על התובנות והאמינות של המעגל.

דרך טכנולוגיית כיסוי, במילים פשוטות, היא לעטוף או למלא את הוויאסים עם מסכת רותם או חומרים מיוחדים, אשר יכולים למנוע ביעילות את חומר הרותם מלהכנס ולהפחית את הסיכון של מעגלים קצרים מקרי. על פי הדרישות הפונקציונליות ותסריטי היישום של vias, ישנם שלושה שיטות כיסוי נפוצות:

כיסוי חורים: הגנה בסיסית ונוחה

כיסוי חורים עוטף את החורים ישירות במסכה לאיחוי ללא שלבי תהליך נוספים, ממש כמו כיסוי החורים בשכבת "פד נייר". קיימות שתי צורות מדויקות:
1. שילוד צד אחד: צד אחד של החור מכוסה במסכה לאיחוי, והצד השני נשאר פתוח, מה שמתאים ליישומים עם דרישות קלות לפיזור חום;

2. שילוד כפול: שני הצדדים של החור מכוסים לחלוטין במשחת מסכה, מה שנותן הגנה מוגזמת וחוסן יותר, מתאימה לחורי אותות רגילים, ומונעת באופן יעיל את הזרימת משחה לתוך החור בטעות.

השיטה הזו זולה ופשוטה בתהליך, והיא שיטת ההגנה הבסיסית הנפוצה ביותר ב-PCB קונבנציונליות. שימו לב בעת עיצוב: קובץ הפתיחה של שכבת המאסך פלטינה חייב לציין בבירור את האזורים שלא צריכים להיות מוסתרים, כדי למנוע סתירות בין תהליך השרף לעיצוב

מילוי חור דרך: פתרון מותאם אישית למילוי חלקי

מילוי חור דרך הוא 'מילוי חלקי' של החור דרך באמצעות חומרים לא מוליכים כמושרף אפוקסי וצבע מסך פלטינה, ממש כמו סתימת החור דרך עם 'סם רך'. קיימות שתי שיטות ספציפיות:
1. סתימה חד-צדדית: מילוי חלקי של החור דרך בחומר לא מוליך מצד אחד, כיסוי פני השטח עם צבע מסך פלטינה, והשארת הצד השני פתוח;

2. סתימה דו-צדדית: מילוי חלקי משני צדי החור דרך וכיסוי עם צבע מסך פלטינה.

תזכורת חשובה:

• התהליך של המילוי מתאים לחורי דרך שקוטרם פחות מ-0.5 מ"מ. קשה להבטיח את האפקט של המילוי אם הקוטר גדול מדי;
  
• מומלץ להעניק עדיפות לחיבור חד-צדדי בפלטות PCB רב-שכבתיות. חיבור דו-צדדי יוצר מרווח סגור בתוך החור. הטמפרטורה הגבוהה של הלحام עשויה לגרום להתפשטות הגז הפנימי ולגרום לשבירת מסכת הלحام;
  
• במידה ואין צורך ללحام, ניתן למלא בלבד מבלי לכסות את מסכת הלحام, ולהתאים בצורה גמישה לפי הדרישה.

מילוי חור: הגנה מתקדמת עם סגירה מלאה

מילוי וויה הוא מילוי מלא של הווייה בחומר לא מוליך, אשר שקול להוספת "ליבת מוצקה" לווייה. תהליך זה מתאים במיוחד לאזורים בצפיפות גבוהה כמו BGA. אם הוויות במיקומים אלו נותרות חשופות, הפסת הלחם תזרום מהפדל לתוך החור במהלך הלحام, מה שיוביל לחיבורים חלשים או אפילו לחוסר בחיבור, מה שמושפע משמעותית על איכות האספה של ה-PCB. הצורות העיקריות הן:
1. מילוי מלא + כיסוי אופציונלי: מילוי החור לחלוטין בחומר לא מוליך, והповrch יכול להיות מכוסה מסכת פליטה (או לא מכוסה, בהתאם לדרישות הלحام);

2. מילוי + סגירה: תהליך מתקדם יותר - תחילה מצפים אלקטרוליטית ומנקים את ה-Via, לאחר מכן מכניסים חומר לא מוליך ומקשים אותו, ולבסוף מקדחים את פני הקצה של החור למישור ומצפים אותו כדי להפוך את המשטח למישורי ולחומרי לחימרור. שיטה זו מתאימה במיוחד לעיצוב "Via-in-Pad", וכן תומכת באיחוי מיקרו-ויאים מתקפלים, ופועלת כדרך להנעת חיווט צפוף בין BGAs.

בחירת שיטת הכיסוי הנכונה עבור via מחייבת שיקול מקיף המבוסס על גורמים כגון קוטר ה-via, מספר שכבות ה-PCB ודרישות האספה. בין אם מדובר בשילוד בסיסי או במילוי מתקדם, הליבה היא בהפחתת סיכוני הלחמה ובהגברת אמינות ה-PCB. זהו גם העקרון שאנו תמיד נוקשים בו בבחירת תהליך הייצור, כדי להבטיח שכל PCB יוכל לעמוד במבחן היישום המעשי.