La vía en pad es hoy habitual en placas HDI. Una vía dentro de un pad debe rellenarse, curarse y planarizarse antes de metalizar y soldar el pad. Si la resina contiene un hueco, el pad puede verse plano y colapsar en reflow, absorber soldadura hacia el taladro o agrietarse tras los ciclos térmicos.
Los huecos en vías rellenas son un problema de capacidad de proceso, no estético. Este artículo explica por qué se forman, cómo medirlos, qué incluir en la especificación y dónde la radiografía deja de ser suficiente.
Qué es una vía rellena
Una vía rellena es una vía pasante, ciega o enterrada rellena de resina y, en la mayoría de diseños vía en pad, tapada con cobre. IPC-4761 describe varios tipos de protección:
- Tipo II: vía obturada con resina, sin cubrir.
- Tipo V: vía rellena, sin cubrir.
- Tipo VI: vía rellena y cubierta.
- Tipo VII: vía rellena y tapada, con el tapón metalizado y planarizado para soldar.
La vía en pad normalmente exige Tipo VII. La diferencia importa porque un relleno Tipo V puede dejar una depresión que atrapa flux, mientras que un tapón Tipo VII debe ser lo bastante plano para depositar pasta.
Por qué se forman huecos
1. Viscosidad de la resina y desaireación
La resina de relleno es un epoxi cargado. Si el relleno sedimenta o la resina no se desairea antes de usarla, queda aire en la jeringa o el envase y acaba en la vía. Una viscosidad demasiado alta impide que la resina llegue al fondo de un taladro pequeño.
2. Método de relleno y presión
La serigrafía, la plantilla y el rodillo empujan la resina de forma distinta. Una sola pasada desde un lado suele dejar un hueco en el extremo opuesto. El relleno asistido por vacío elimina el aire por delante de la resina y es lo habitual en vías de alta relación de aspecto.
3. Geometría del taladro y calidad de la pared
Una pared rugosa, un barril con escalón o una bolsa de emborronamiento dan a la resina un sitio que puentea en vez de rellenar. El hueco queda entonces contra la pared, donde los ciclos térmicos concentran la tensión.
4. Contracción del curado
El epoxi se contrae al curar. Un curado rápido puede retraer la resina de la pared o dejar una depresión en la superficie. El perfil de curado debe cualificarse para el espesor de resina concreto, no copiarse de otra placa.
5. Planarización y tapado
El rectificado o la planarización por plasma pueden abrir un hueco justo bajo la superficie. Si después se metaliza el cobre del tapón encima, el hueco queda oculto hasta el reflow o el corte transversal. El espesor del tapón y la planitud pertenecen a la misma especificación que el límite de hueco.
Cómo medir los huecos
La radiografía es rápida y útil para una primera visión de huecos grandes y cobertura de relleno. No es una prueba de aceptación por sí sola:
- Proyecta todo el barril, así que los huecos pequeños junto a la pared pueden quedar ocultos por el cobre de arriba y de abajo.
- No puede medir el espesor del tapón ni la retracción de resina.
- No puede confirmar la unión a la pared.
Use radiografía para cribado y corte transversal para aceptación. Seccione las vías de mayor relación de aspecto, las del taladro más pequeño y las del borde del panel. Mida el área del hueco como porcentaje de la sección de la vía, anote la posición (centro o pared) y registre el espesor del cobre del tapón en el mismo punto.
Criterios de aceptación
Los valores siguientes son un punto de partida para una especificación de compra. Deben acordarse con el fabricante y ligarse al tipo IPC-4761 y al uso final.
| Característica | Límite sugerido | Método |
|---|---|---|
| Área de hueco en la vía rellena | ≤ 5 % de la sección de la vía | Corte transversal |
| Hueco en la pared de la vía | No permitido | Corte transversal |
| Profundidad de depresión tras planarizar | ≤ 25 µm | Corte transversal u óptico |
| Espesor del cobre del tapón | Según plano, normalmente ≥ 25 µm | Corte transversal |
| Retracción de resina | Sin hueco entre resina y pared | Corte transversal |
| Delaminación tras choque térmico | Ninguno | Choque térmico + corte transversal |
Dos reglas hacen utilizables estos límites. Primera: definir cuántas vías se seccionan y dónde. Segunda: definir qué ocurre al encontrar un hueco: retrabajo, desecho o concesión. Sin esas dos reglas, el límite es solo un número en un plano.
Controles de proceso importantes
- Desairear y almacenar la resina según la vida útil y los datos de viscosidad del proveedor.
- Usar relleno asistido por vacío en vías por encima de la relación de aspecto acordada.
- Cualificar el perfil de curado con el volumen real de resina y el espesor de la placa.
- Controlar la calidad del taladrado: una pared emborronada o escalonada produce huecos sea cual sea la resina.
- Medir el espesor del tapón y la depresión en la primera pieza y en cada cambio de lote de resina.
- Archivar las imágenes de corte con el registro del lote.
Qué preguntar al proveedor
- ¿Qué tipo IPC-4761 usan para vía en pad y cómo se verifica?
- ¿Cuál es el límite de aceptación de huecos y cuántas vías se seccionan por panel?
- ¿El relleno es asistido por vacío y cuál es el límite de relación de aspecto?
- ¿Cómo se cualifica el perfil de curado cuando cambia el lote de resina o el espesor de placa?
- ¿Qué ocurre con el panel si se encuentra un hueco?
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Se ve un hueco en la radiografía?
Los grandes sí. Los pequeños junto a la pared y los tapones finos suelen requerir corte transversal.
¿Es aceptable un hueco del 5 %?
Depende de la función de la vía, del tipo IPC-4761 y de la norma del cliente. Un hueco en la pared se trata con más severidad que uno centrado. El límite y el método de medición deben figurar ambos en el plano.
¿Un hueco causa siempre un fallo en campo?
No, pero elimina margen. Con ciclos térmicos o en reflow, un hueco puede crecer hasta una grieta o permitir que la soldadura penetre en el barril.
¿Se pueden retrabajar las vías rellenas?
El retrabajo es limitado y suele implicar taladrar de nuevo y rellenar antes del galvanizado final. Tras metalizar el tapón, una vía defectuosa generalmente significa desechar la pieza.
Qué enviar para una revisión DFM
- Apilamiento con tipos de vía e indicaciones IPC-4761
- Tabla de vías con diámetro de taladro, relación de aspecto y posiciones de vía en pad
- Requisitos de cobre del tapón y acabado superficial
- Perfil de ciclos térmicos o reflow
- Norma de aceptación y plan de muestreo
Enviar el apilamiento con vía en pad para revisión, o consulte nuestra capacidad HDI y página de fabricación HDI.
Revisado por el equipo de ingeniería de procesos de Benchuang.
