Csatlakozzon az Eurocircuits közösségéhez! Iratkozzon fel hírlevelünkre!

Covering-vias-Blog-Banner

Az átvezető furatok olyan fémezett furatok, melyek összekötik a jeleket a nyomtatott áramköri lap rétegei között. és jellemzően kisebbek a furatszerelt alkatrészek forrasztásához használatos alkatrészfuratoknál. Az is különlegessé teszi őket, hogy általában nem a jel célállomásai, így fizikai “megszakítást” hoznak létre, ami időnként hatással van a funkcionalitásra.

Átvezető furat típusok


A15-types-of-vias-diagram

Az átvezető furatok típusai és az átvezetők védelmének lehetőségei egy szemléltető ábrán (8 rétegű PCB).


A15-blind-via-cross-section-1

A15-blind-via-cross-section-2

6 rétegű PCB keresztmetszetei. A fehér rétegek I-TERA alapanyagból készült magok, a sötétebb rétegek pedig FR-4 prepregek. Az Eurocircuits-nél ezt a rétegfelépítést “fordított felépítésnek” nevezzük, mivel a magok alkotják a PCB külső rétegeit. A képeken láthatók az egyes és kettes magot átfogó zsákfuratok is.



Egy tipikus átvezető furat a külső rétegek és néhány belső réteg maradékgyűrűjéből áll, melyeket egy fémezett furatfal köt össze. Az átvezetéseknek három elsődleges típusa létezik:

  • Átvezető furat: a PCB teljes rétegfelépítésén átmegy.
  • Zsákfurat: egy külső rétegen kezdődik és egy belső rétegben végződik.
  • Eltemetett furat: egy belső rétegben kezdődik és egy másiknál végződik.

Az átvezetők védelme szerint is különbséget teszünk:

  • Tentingelt (Tented): az átvezetők felületét forrasztásgátló lakk fedi.
  • Tömített (Plugged): a külső rétegeken lévő nyitások forrasztásgátló lakkal vannak betömve.
  • Kitöltött (Filled): a teljes átvezető furat vezető (réz) vagy nem vezető (gyanta) anyagokkal van feltöltve.
  • Visszafúrt vagy ellenőrzött mélységű fúrás (Controlled Depth Drilling): az átvezetőket részben visszafúrják, hogy eltávolítsák a “nem használt” furatfémet, amely meghatározott impedanciájú lapokon impedancia-eltérést okozhat.

(Beszélhetünk még mikroviákról, amelyek lézerrel is kialakíthatók ― 1:1 átmérő-mélység arányú, legfeljebb 0.25 mm mélyek. A mikroviák általában HDI kártyáknál használatosak. Cikkünkben ennél részletesebben ezzel az opcióval nem foglalkozunk.)

A legtöbb nyomtatott áramköri lapot rézfóliák és dielektromos anyagok (FR-4, RO4350, IS400, mint magok vagy prepregek) rétegfelépítése adja, melyek préseléssel kerülnek kialakításra. Ezek kombinációi és arányai révén jönnek létre a különböző vastagságú és rétegű nyomtatott áramköri lapok. Az átvezető furatokat a teljes rétegfelépítés összepréselése után kerülnek kifúrásra, míg a zsák- és eltemetett furatoknál csak a rétegfelépítés bizonyos rétegeit fúrják, mielőtt a teljes rétegfelépítés préselésre kerül.

Tentingelés, tömítés, kitöltés, lezárás és fedés

A15-filled-via-cross-section-1

A15-filled-via-cross-section-2

8 rétegű, FR-4 alapanyagból gyártott PCB (felülről haladva): prepreg, mag, prepreg, mag, prepreg, mag, prepreg, mag, prepreg. A képen egy kitöltött és lezárt átvezető furat is láthatő. Az Eurocircuits-nél ez a standard rétegfelépítés, amikor a külső rétegeknél prepreg van.


Az átvezető furat szabadon hagyott nyitást eredményez a lap felületén, amely bizonyos esetekben védelemre szorul. Például, ha szeretnénk

  • lefedni a furatot, hogy a jel ne legyen szabadon;
  • padet helyezni az átvezető furat tetejére (via-in-pad);
  • megakadályozni, hogy folyasztószer, forraszpaszta, fedőanyagok és ragasztók folyjanak át a furaton, meghibásodásokat és egyéb problémákat okozva;
  • szebbé tenni a lapot azáltal, hogy az átvezetőt teljesen elfedi a pozícióréteg.

Az átvezető furatok védelmére három módszer létezik: a tentingelés, a tömítés és a kitöltés.

A15-types-of-via-faults-diagram

Időnként az átvezető furatok csak részben tentingeltek, és előfordul, hogy a tentingelt és tömített átvezető furatok gyártási szennyeződéseket és maradékanyagokat zárnak magukba, amiket nem lehet eltávolítani a tisztítási folyamat során. A jobb szélső átvezető furat kitöltött, lezárt (rézzel) és fedett (forrasztásgátló lakk).

A átvezetők tentingelése forrasztásgátló lakkal történik (vagy a lap többi részével megegyező lépésben, vagy a normál forrasztásgátló lakk felvitelét megelőzően fedő pontok alkalmazásával). Az átvezetők tömítésekor a folyékony forrasztásgátló lakkot egy lehúzó segítségével a furatokba nyomják, majd ezt követi a forrasztásgátló lakk felvitele a lap többi részén.

Az átvezető furatok megbízható tentingelése vagy tömítése azonban nagy mértékben függ a furat méretétől, a forrasztásgátló lakk vastagságától és viszkozitásától, a forrasztásgátló lakk felvitelének módjától és a keményítési folyamat hatékonyságától. Ezért a sok változót tekintve nincs garancia arra, hogy egy furat megfelelően le lesz fedve. Fontos megjegyezni azt is, hogy a tentingelés és a tömítése magába zárhatja a gyártási folyamatból származó levegőt, maradék anyagokat, oldószereket, szennyeződéseket és egyéb anyagokat, amelyeket a későbbi tisztítási fázisokban nem lehet eltávolítani. A beszorult elemek esetleges hibákat okozhatnak a furatfémezésben, de akár megfolyásokat is, amikor a beszorult gázok a keményítés és forrasztás során kitágulnak. Ezek a megfolyások a forrasztásgátló lakk felválását eredményezhetik, oxidációnak és szennyeződésnek kitéve a rezet, ami rövid és hosszú távú hibákhoz vezethet. Ebből kifolyólag számos PCB gyártó teljesen elvetette a tentingelt és tömített átvezető furatok lehetőségét.

Időnként hasznos lehet padet helyezni az átvezető furatok tetejére (via-in-pad) vagy olyan közel helyezni az átvezető furatot egy padhez, hogy forrasztásgátló lakk nem alkalmazható közöttük. Ez jó lehet a jelintegritás vagy a szűkös kontúrkialakítás miatt. Amennyiben azonban ezt nem gondoljuk át kellőképpen, az átvezető furat nyitása nem egyenletes pad felületet hoz létre, és az alkatrészek forrasztásához használt forraszpasztát felszívhatja, rossz forrasztási kötéseket okozva. A tervezőknek ezért olyan furatkitöltés javasolt, ahol az átvezető furatok kitöltésre kerülnek, és a pad csak ezután kerül kialakításra. A kitöltött átvezető furatokat rézzel lezárhatóak, és forrasztásgátló lakkal fedhetőek.

Gyantával feltöltött furatok

Az átvezető furatok kitöltése a szokásos PCB gyártási folyamathoz képest további lépéseket igényel: a kitöltendő átvezetők fúrása; tisztítás (csiszolás és plazma); Black Hole; száraz reziszt fólia felvitele; átvezető furatok rajzolatfelvitele; átvezető furatok galvanizálása; száraz reziszt eltávolítása; csiszolás amennyiben szükséges; egy órás beégetés; furatkitöltés gyantával; másfél órás beégetés; csiszolás. Ezek után kezdődik a normál PCB gyártási folyamat a többi furat fúrásával, illetve a külső rétegeket érintő technológiai lépésekkel folytatva.

Mi a helyzet a zsák- és eltemetett furatokkal? Az eltemetett átvezetők- azok, amelyek nem érintkeznek a külső rétegekkel – a rétegfelépítés kialakításakor “töltődnek fel”, amikor a prepreg kilágyulnak és a furatokba áramlanak. Ez a zsákfuratok belső oldalán is megtörténik, de a “töltés” mértéke a külső felület felé meghatározhatatlan, így kellő megfontoltság szükséges ebben az esetben is.

Végül, a nagyfrekvenciás jeleket továbbító távvezetékeknél a “nem használt” furatfémezés impedancia-eltéréseket okozhat, amelyek reflexiókat kiváltva torzítják a hullámformát. A visszafúrás, vagy irányított mélységű fúrás (CDD) egy olyan eljárás, amely során az átvezető furatok furatfémezése visszafúrásra kerül mindaddig, ameddig arra nincs szükség a jel továbbításához.

Átvezetők az Eurocircuits-nél

Az Eurocircuits átmenő-, zsák- és eltemetett átvezető furatokat kínál. Folyékony forrasztásgátló lakkot használunk, amely tapadása és forraszthatósága szempontjából kiváló, továbbá jobb eredményeket tesz lehetővé az optikai ellenőrzés és az alkatrészek illesztését tekintve a beültetés során. A forrasztásgátló lakk permetezéssel kerül felvitelre a nyomtatott áramköri lapra (így nem alkalmas tentingeléshez), és kompatibilis a direkt megvilágító berendezésünkkel, amely kiváló regisztrációs pontosságot tesz lehetővé. Mindezen okok miatt, valamint a fentebb részletezett átvezető tentigelés és tömítés megbízhatatlansága miatt nem kínálunk ilyen típusú védelmet.

Helyette az átvezető furatok sokkal robusztusabb gyantával való kitöltését ajánljuk, amelyet mindig rézzel zárunk le (csak az átvezető furatokat tudjuk kitölteni). Az átvezető furat feletti területre pad helyezhető, forrasztásgátló lakkal fedhető vagy akár fedetlenül hagyható. Tekintse meg a PCB tervezési útmutatónkat, amelyből többek között megtudhatja a furatkitöltéshez szükséges adatok beküldésének módját.

A zsák- vagy eltemetett furatokra vonatkozó igényét, valamint a hozzájuk tartozó rétegtartományt Rétegfelépítés szerkesztőnkben tudja megadni, melynek használati útmutatója itt található.

Hasznos link:
Furatkitöltés (PCB tervezési útmutató)

Értesüljön elsőként minden velünk kapcsolatos hírről és információról. Kövessen minket!