Que sont les vias remplis de cuivre ?

Les cartes de circuits imprimés ne fonctionneraient pas sans vias, les conduits qui transfèrent les signaux entre les couches de PCB. Lors de la production de PCB, le fabricant ajoute une couche de cuivre au substrat de la carte. Cette couche de cuivre rend non seulement les pistes conductrices, mais relie également chaque couche de PCB entre les trous percés dans la carte. Le fabricant peut alors laisser les vias tels quels et utiliser le placage de cuivre seul pour transférer les signaux. Cependant, pour une capacité accrue, ils peuvent également remplir les trous métallisés avec un autre matériau conducteur.

Pour créer un via rempli de cuivre, le fabricant remplit les trous traversants avec de la résine époxy et du cuivre. Les matériaux supplémentaires augmentent les coûts de production des cartes, mais les vias remplis de cuivre rendent un PCB plus adapté à certaines applications. Les vias remplis de cuivre présentent également des fonctionnalités que d'autres remplissages conducteurs n'offrent pas. Ce guide explique les principaux objectifs des vias remplis de cuivre et comment ils peuvent améliorer la conception de votre PCB.

Via le processus de remplissage

Lors du remplissage d'un trou traversant avec du cuivre, le fabricant doit faire attention à créer une couche uniforme de cuivre dans le via sans créer une couche externe trop épaisse. Sans utiliser les techniques appropriées, ils peuvent créer une surabondance de cuivre qui augmente le poids des PCB ou ajoute trop de cuivre aux traces. Il en résulte un non-respect des spécifications, des défauts ou une augmentation des coûts. Les vias devenant plus petits que jamais, le respect de ces exigences devient essentiel pour répondre à des spécifications de conception strictes.

Le cuivre classique via les méthodes de remplissage implique l'utilisation de cuivre pur pour remplir le trou. Cependant, cette approche entraîne souvent la formation de vides, dans lesquels les contaminants sont piégés au milieu du cuivre. Ce vide peut libérer du gaz lorsqu'il est chauffé lors des étapes de production futures, créant des trous qui perturbent les connexions entre la couche de cuivre du PCB. Les stratégies actuelles pour contrer ce problème consistent à laisser un évidement en haut du store via le remplissage et à créer une connexion en forme de « X » dans les trous traversants.

Avantages des vias remplis de cuivre

Les PCB dotés de vias remplis de cuivre présentent les avantages suivants par rapport aux cartes qui n'ont que des vias plaqués cuivre :

• Conduction thermique : Le remplissage d'un via avec du cuivre augmente sa conductivité thermique. Dans les applications impliquant une chaleur élevée, éloigner la chaleur de la carte augmentera sa durée de vie et évitera les défauts. La conductivité thermique élevée du cuivre attire cette chaleur, la gardant à l'écart des zones critiques du PCB. Au lieu de se déplacer vers différentes parties de la carte, la chaleur se déplace à la place à travers le cuivre d'un côté à l'autre de la carte.
• Conduction électrique : Les vias remplis de cuivre conviennent également aux applications qui nécessitent de forts courants pour se déplacer d'un côté de la carte à l'autre. La conductivité du cuivre permet à des courants importants de traverser des couches plus profondes sans surcharger le PCB. En raison de cette capacité, les concepteurs demandent souvent des vias remplis de cuivre pour les PCB qui subiront des niveaux de tension élevés.

Filled Via vs. Applications à trous traversants plaqués

Bien que les PCB dotés de vias remplis de cuivre aient une capacité accrue, ils coûtent également plus cher à produire que les PCB avec des trous métallisés. Certaines situations nécessitent la fiabilité supplémentaire associée aux vias remplis de cuivre. Cependant, un PCB peut également servir certaines applications avec un via qui n'a que le placage de cuivre appliqué le long des pistes de cuivre.

Lorsque vous choisissez les vias de votre PCB, vous devez tenir compte de l'intensité de la chaleur et de la tension de l'application. Dans les applications à faible contrainte, un circuit imprimé correctement fabriqué avec des trous métallisés peut fonctionner sans défauts. Pendant ce temps, les PCB qui ont des vias remplis de cuivre résisteront aux conditions présentées par les applications à haute puissance, radiofréquence, micro-ondes et LED. Les circuits intégrés haute puissance qui exécutent ces types de PCB utilisent des courants qu'un via rempli de cuivre peut supporter, mais pas un trou traversant plaqué.

Époxy conducteur cuivre vs argent

En plus de remplir les vias du PCB avec du cuivre, un fabricant a également la possibilité d'utiliser une résine époxy conductrice d'argent. Alors qu'une résine époxy conductrice d'argent peut sembler être le choix logique pour remplir les vias en raison de sa valeur plus élevée, le cuivre fonctionne plus efficacement. Comparé à l'époxyde d'argent, le cuivre a :

• Conduction thermique plus élevée
• Conduction électrique plus élevée
• Un prix plus avantageux
• Une durée de vie plus longue
• Plus de fiabilité
• Meilleure capacité pour les applications haute puissance

À un prix plus économique, les vias remplis de cuivre dépassent les capacités des vias en époxy argent. Leurs niveaux plus élevés de conductivité thermique et électrique leur permettent de rediriger plus efficacement l'excès de chaleur. Les vias en cuivre gèrent également des niveaux de tension plus élevés sans surcharge.

Cartes de circuits imprimés de Millenium Circuits Limited

Un fournisseur de circuits imprimés digne de confiance peut coordonner la création de circuits imprimés avec des vias remplis de cuivre et d'autres caractéristiques spécialisées. Contactez MCL en ligne ou appelez le 717-558-5975 pour savoir comment nous pouvons répondre à vos besoins en PCB.