{"id":10060,"date":"2025-11-24T23:46:18","date_gmt":"2025-11-24T23:46:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.besterpcba.com\/?p=10060"},"modified":"2025-11-24T23:46:18","modified_gmt":"2025-11-24T23:46:18","slug":"via-in-pad-type-vii-caps","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/via-na-type-de-capa-vii-em-pad\/","title":{"rendered":"A Anatomia de um Vulc\u00e3o de Outgassing: Por que o Via-in-Pad Requer Caps do Tipo VII"},"content":{"rendered":"

A f\u00edsica \u00e9 indiferente aos seus prazos de projeto. Ela n\u00e3o se importa com sua meta de Bill of Materials, e certamente n\u00e3o se importa que voc\u00ea economizou vinte centavos por placa pulando o ciclo de nivelamento secund\u00e1rio. Quando voc\u00ea coloca uma via dentro de uma pad de componente \u2014o que a densidade moderna frequentemente exige\u2014 voc\u00ea cria um recipiente de press\u00e3o. Tratar esse recipiente casualmente, como um furo passante padr\u00e3o, e voc\u00ea est\u00e1 construindo uma bomba microsc\u00f3pica logo abaixo do seu sil\u00edcio mais caro.<\/p>\n\n\n

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\"Uma
G\u00e1s preso que se expande durante o refluxo cria um \u201cv\u00edrus\u201d, destruindo a integridade da junta de solda.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Durante o processo de refluxo, a temperatura ultrapassa o ponto liquidus do solda SAC305 (cerca de 217\u00b0C) e atinge near 245\u00b0C. Nesse intervalo de sessenta segundos, qualquer umidade, ve\u00edculo de fluxo ou ar preso dentro dessa via ir\u00e1 se expandir. Os gases se expandem agressivamente. Se a via estiver apenas \u201ctendida\u201d com m\u00e1scara de solda, essa fina pel\u00edcula de pol\u00edmero se estica como um bal\u00e3o at\u00e9 falhar. Quando explode, ela desloca o solda derretida que est\u00e1 encima dela. O resultado \u00e9 um cr\u00e1ter na junta, um componente levantado ou um \u201cv\u00e1cuo\u201d grande o suficiente para falhar na inspe\u00e7\u00e3o IPC Classe 3. Este \u00e9 o efeito do vulc\u00e3o. O g\u00e1s n\u00e3o tem para onde ir al\u00e9m de subir, levando sua confiabilidade junto.<\/p>\n\n\n

A Morte do Osso do C\u00e3o<\/h2>\n\n\n

Houve um tempo em que voc\u00ea podia evitar esse problema completamente usando \u201cdog-bone\u201d fanouts. Voc\u00ea roteava uma trilha curta da pad do BGA para uma via no espa\u00e7o aberto, mantendo a pad s\u00f3lida e o orif\u00edcio separado. Essa era eficazmente eliminada para projetos digitais de alto desempenho.<\/p>\n\n\n\n

Quando voc\u00ea est\u00e1 olhando para um Xilinx UltraScale+ ou um sensor de alta densidade com passo de 0,4 mm, a geometria para roteamento de uma trilha entre pads simplesmente n\u00e3o existe. Uma trilha padr\u00e3o de 3 mil com espa\u00e7amento de 3 mil requer mais espa\u00e7o do que os fabricantes de sil\u00edcio proporcionaram. Voc\u00ea \u00e9 for\u00e7ado a perfurar diretamente na pad. Alguns engenheiros, talvez mantendo h\u00e1bitos da era de passo de 1,27 mm, tentam encolher os an\u00e9is de anel para n\u00edveis perigosos para manter o dog-bone vivo, mas est\u00e3o lutando contra uma perda de rendimento. A toler\u00e2ncia de desvio de perfura\u00e7\u00e3o de uma f\u00e1brica de n\u00edvel m\u00e9dio eventualmente ir\u00e1 prejudic\u00e1-lo. A f\u00edsica e a geometria ditam que a via deve estar dentro da pad. A quest\u00e3o n\u00e3o \u00e9 mais \u201cse\u201d, mas \u201ccomo\u201d voc\u00ea preenche esse orif\u00edcio.<\/p>\n\n\n

A Ilus\u00e3o de Tenting e Plugging<\/h2>\n\n\n

O erro mais comum \u2014 e aquele que causa as falhas mais catastr\u00f3ficas no campo \u2014 \u00e9 presumir que m\u00e1scara de solda padr\u00e3o pode selar uma via-in-pad. Isto muitas vezes \u00e9 especificado como IPC-4761 Tipo VI, ou \u201ctendido e coberto\u201d. \u00c9 uma op\u00e7\u00e3o sedutora porque n\u00e3o custa nada a mais; o engenheiro de CAM simplesmente deixa a abertura da m\u00e1scara sobre a via fechada.<\/p>\n\n\n\n

Mas a M\u00e1scara de Solda Fotopolim\u00e9rica L\u00edquida (LPI) n\u00e3o \u00e9 um material estrutural. \u00c9 uma fina camada de tinta. Quando voc\u00ea tende uma via em uma pad, voc\u00ea prende o ar dentro do barril. Durante essa subida at\u00e9 245\u00b0C, o ar se expande. A m\u00e1scara amolece. A press\u00e3o aumenta at\u00e9 romper a capa de solda fundida, criando a vulc\u00e3o mencionado anteriormente. Mesmo que ela n\u00e3o exploda, a bolha de g\u00e1s pode permanecer presa na solda que esfria, criando um vazio massivo que atua como um isolante t\u00e9rmico. Voc\u00ea colocou efetivamente seu processador de alta pot\u00eancia sobre uma almofada de ar, ao inv\u00e9s de um caminho de calor de cobre. Tenting \u00e9 uma armadilha.<\/p>\n\n\n\n

Alguns designers tentam ser espertos pedindo vias \u201cplugadas\u201d. Eles assumem que \u201c plugged \u201d significa que o orif\u00edcio est\u00e1 preenchido de forma s\u00f3lida. No entanto, na terminologia da f\u00e1brica, \u201cplugging\u201d muitas vezes significa simplesmente injetar um pouco de m\u00e1scara de solda extra no orif\u00edcio para bloquear a luz. Raramente preenche completamente o barril. Pior, cria uma superf\u00edcie n\u00e3o planar. A cura do LPI encolhe, deixando uma protuber\u00e2ncia ou depress\u00e3o no centro da pad.<\/p>\n\n\n\n

Quando a casa de montagem aplica pasta de solda nesse pad com relevo, o c\u00e1lculo do volume est\u00e1 incorreto. A pasta infiltra-se na depress\u00e3o. A bola de BGA, esperando uma superf\u00edcie lisa, agora precisa atravessar uma lacuna. Isso leva a defeitos de \u201ccabe\u00e7a na almofada\u201d. Onde a bola repousa na pad, mas nunca realmente umedece, criando uma conex\u00e3o intermitente que passar\u00e1 no teste de f\u00e1brica, mas falhar\u00e1 na primeira vez que o cliente deixar cair o dispositivo. Um plugue n\u00e3o \u00e9 uma tampa, e uma depress\u00e3o \u00e9 um defeito que espera para acontecer.<\/p>\n\n\n

A \u00danica Sa\u00edda: Tipo VII (VIPPO)<\/h2>\n\n\n

A \u00fanica solu\u00e7\u00e3o de engenharia que respeita a f\u00edsica do refluxo \u00e9 o IPC-4761 Tipo VII. Na ind\u00fastria, isso \u00e9 conhecido coloquialmente como VIPPO (Via-in-Pad Plated Over). N\u00e3o \u00e9 um \u00fanico passo \u2014 \u00e9 uma sequ\u00eancia de opera\u00e7\u00f5es de fabrica\u00e7\u00e3o projetadas para transformar um orif\u00edcio de volta em uma pad de cobre plana e s\u00f3lida.<\/p>\n\n\n\n

O processo come\u00e7a ap\u00f3s a perfura\u00e7\u00e3o e o banhamento iniciais. O fabricante for\u00e7a uma resina ep\u00f3xi especializada no barril do via. N\u00e3o \u00e9 uma m\u00e1scara de solda; \u00e9 um composto dedicado ao preenchimento de buracos. Ap\u00f3s a cura, a placa passa por uma etapa de planariza\u00e7\u00e3o\u2014essencialmente uma lixagem mec\u00e2nica que nivela o excesso de ep\u00f3xi com a superf\u00edcie de cobre. Finalmente, a placa volta para o tanque de banhamento. Uma camada de cobre \u00e9 banhada sobre o buraco preenchido e lixado.<\/p>\n\n\n\n

O resultado \u00e9 uma pad que parece e age como cobre s\u00f3lido. N\u00e3o h\u00e1 buraco para escapar g\u00e1s. N\u00e3o h\u00e1 reentr\u00e2ncia para que a solda se infiltre. A bola BGA repousa sobre uma superf\u00edcie condutora perfeitamente plana. O calor do componente atravessa a cobertura de cobre, indo para as paredes do plating do via, e at\u00e9 os planos internos. Isso cria uma pad de cobre monol\u00edtica, imune a libera\u00e7\u00e3o de gases.<\/p>\n\n\n

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\"Um
Um via-in-pad de Tipo VII fornece uma superf\u00edcie perfeitamente plana e sold\u00e1vel, eliminando riscos de libera\u00e7\u00e3o de gases.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

A planariza\u00e7\u00e3o \u00e9 a parte n\u00e3o negoci\u00e1vel desta sequ\u00eancia. Se voc\u00ea especificar \"via preenchido\" sem indicar \"coberto e banhado\", obter\u00e1 um barril cheio de ep\u00f3xi com resina exposta na parte superior. A solda n\u00e3o adere ao ep\u00f3xi. Voc\u00ea acaba com um donut de cobre com um centro n\u00e3o molh\u00e1vel, o que pode ser pior do que uma reentr\u00e2ncia. Voc\u00ea precisa da camada superior.<\/p>\n\n\n

O Mito da Condutividade<\/h2>\n\n\n

Ao especificar o material de preenchimento, voc\u00ea enfrentar\u00e1 um debate persistente: Preenchimento Condutivo vs. N\u00e3o Condutivo. Muitos engenheiros acreditam intuitivamente que \"condutivo \u00e9 melhor\" e especificam ep\u00f3xi carregado com prata ou cobre, pensando que melhora o desempenho t\u00e9rmico. Para classes de confiabilidade padr\u00e3o, isso quase sempre \u00e9 um erro.<\/p>\n\n\n\n

Pastas condutivas t\u00eam um Coeficiente de Dilata\u00e7\u00e3o T\u00e9rmica (CTE) que difere significativamente do laminado FR4 ao redor. \u00c0 medida que a placa aquece e esfria durante a opera\u00e7\u00e3o, ela se expande a uma taxa (expans\u00e3o no eixo Z) e o preenchimento condutivo se expande a outra. Essa incompatibilidade estressa o banhado do barril de cobre. Ap\u00f3s ciclos t\u00e9rmicos suficientes, o preenchimento age como uma cunha, rachando o joelho de cobre ou separando o banhado da parede do buraco.<\/p>\n\n\n\n

Ep\u00f3xi n\u00e3o condutivo \u00e9 formulado especificamente para combinar com o CTE de laminados FR4 padr\u00e3o Tg170. Ele acompanha a placa. E, quanto ao argumento t\u00e9rmico: a transfer\u00eancia de calor em um via acontece principalmente atrav\u00e9s do cilindro de banhado de cobre, n\u00e3o do n\u00facleo. A diferen\u00e7a na resist\u00eancia t\u00e9rmica entre um via carregado de prata e um via com ep\u00f3xi padr\u00e3o \u00e9 desprez\u00edvel para 95% de aplica\u00e7\u00f5es. A menos que voc\u00ea esteja conduzindo 50 amps de corrente cont\u00ednua, onde a resist\u00eancia el\u00e9trica do barril \u00e9 o \u00fanico crit\u00e9rio, o risco de confiabilidade do preenchimento condutivo supera o ganho te\u00f3rico. Prefira o preenchimento n\u00e3o condutivo.<\/p>\n\n\n

Escrevendo a Nota Fab<\/h2>\n\n
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\"Uma
Quando um via-in-pad fica aberto, atua como um \"ladr\u00e3o de solda\", sugando a solda do componente.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Voc\u00ea n\u00e3o pode confiar no engenheiro de CAM para adivinhar sua inten\u00e7\u00e3o. Se voc\u00ea simplesmente deixar os vias nos pads e enviar os Gerbers, uma loja conscienciosa vai suspender o trabalho. Uma loja de or\u00e7amento baixo simplesmente processar\u00e1 como buracos abertos, e a solda wicking\u00e1 pelo barril durante a montagem, deixando o pino do componente seco\u2014o cl\u00e1ssico \"ladr\u00e3o de solda\".<\/p>\n\n\n\n

Voc\u00ea deve acrescentar uma camada espec\u00edfica ou um bloco de texto claro no seu desenho de fabrica\u00e7\u00e3o. Precisa ser expl\u00edcito. N\u00e3o use termos vagos como \"plugado\". Use a defini\u00e7\u00e3o padr\u00e3o da ind\u00fastria:<\/p>\n\n\n\n

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\"Todos os vias nos pads de BGA (ou camadas espec\u00edficas) devem seguir o padr\u00e3o IPC-4761 Tipo VII. Preenchidos com ep\u00f3xi n\u00e3o condutivo, planarizados e banhados com uma camada de cobre de no m\u00ednimo 12\u03bcm. A superf\u00edcie final deve ser plana e sold\u00e1vel.\"<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Esse processo aumenta o custo. Dependendo do volume e da loja, pode acrescentar de 15% a 30% ao pre\u00e7o da placa nua, pois requer ciclos extras de banhamento e etapas manuais de planariza\u00e7\u00e3o. Mas voc\u00ea n\u00e3o est\u00e1 pagando por um buraco; est\u00e1 pagando pela aus\u00eancia de um vulc\u00e3o. Compare esse aumento de custo de 20% na placa com o custo de descartar uma produ\u00e7\u00e3o de 5.000 unidades porque os QFNs est\u00e3o flutuando em bolhas de ar. A matem\u00e1tica \u00e9 simples. A f\u00edsica n\u00e3o negocia.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Colocar um via dentro de uma pad de componente cria um vaso de press\u00e3o que pode 'vulcanizar' durante o reflow, causando defeitos catastr\u00f3ficos na montagem. Este guia explica por que os m\u00e9todos tradicionais de tenting falham e como a especifica\u00e7\u00e3o do IPC-4761 do Tipo VII (Via-in-Pad Revestido com Chapeamento) \u00e9 a \u00fanica solu\u00e7\u00e3o de engenharia confi\u00e1vel para prevenir outgassing e garantir uma junta de solda confi\u00e1vel.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":10059,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"article_term":"","article_term_alternate":"","article_term_def":"","article_hook":"","auto_links":"","article_topic":"","article_fact_check":"","mt_social_share":"","mt_content_meta":"","mt_glossary_display":"","glossary_heading":"","glossary":"","glossary_alter":"","glossary_def":"","article_task":"Via-in-pad plating caps that prevent outgassing volcanoes"},"categories":[12],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10060"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10060"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10060\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10171,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10060\/revisions\/10171"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10059"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10060"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10060"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10060"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}