Comprender los Defectos de Interconexión (ICD) en PCB: Causas, Prevención y Soluciones

Lo que necesita saber sobre los Defectos de Interconexión (ICD)

La separación de capas internas, o defectos de interconexión (ICD), puede provocar fallos en los circuitos de los PCB. Para crear un PCB totalmente funcional, un fabricante debe estar atento a los ICD y sus causas. Aquí presentamos una visión general de los ICD y cómo los fabricantes los previenen y corrigen.

¿Qué son los Defectos de Interconexión (ICD)?

Durante la producción de PCB, el fabricante taladra a través del circuito de la capa interna y platea el orificio con cobre químico para conectar los circuitos de las capas internas. Este orificio plateado con cobre, generalmente llamado via, lleva los circuitos a la capa superior de la placa. La via permite que las diferentes capas del PCB se conecten, dándole funcionalidad.

Sin embargo, a veces ocurre un defecto en o cerca de este orificio taladrado. Esta falla se llama defecto de interconexión (ICD) o separación de capa interna. Como implica el término, los ICD implican una separación entre el relleno de cobre y los circuitos. Estos componentes deben conectarse correctamente para que el PCB funcione adecuadamente. La fiabilidad del cobre de la capa interna es clave para crear un PCB funcional que no dañe su sistema.

Un ICD ocurre con mayor frecuencia en respuesta a choques térmicos como el soldado. Generalmente se encuentra un ICD en la primera capa interna en ambos lados de la placa y con mucha menos frecuencia en capas más profundas.

¿Qué Causa la Separación de Capas?

Los ICD tienen dos causas comunes: fallo de la unión del cobre y exceso de residuos. Aunque algunos expertos categorizan los ICD según su causa, para este artículo usaremos los tipos basados en la ubicación del defecto. Para más información sobre esas categorías, vaya a la siguiente sección. Por ahora, nos centraremos en las dos causas principales de los ICD:

• ICD basados en residuos: Durante el proceso de taladrado, los residuos pueden entrar en el orificio de interconexión. La mancha de taladrado y partículas de vidrio y rellenos inorgánicos también pueden acumularse en estos orificios. Limpiar estas sustancias es una parte estándar del proceso de fabricación, pero a veces este paso no se realiza correctamente o se omite. Los residuos causan con mayor frecuencia ICD en materiales de baja pérdida que contienen rellenos inorgánicos.
• ICD por fallo de unión del cobre: En otros casos, el ICD no proviene de una obstrucción por residuos. En su lugar, la capa interna de cobre falla al conectarse o se rompe. Esto puede ocurrir cuando la unión sufre alto estrés o no tiene una unión lo suficientemente fuerte. Los PCB más gruesos y orificios más grandes aumentan el riesgo de ICD por fallo de unión del cobre. Los fabricantes han visto este tipo de ICD con más frecuencia en años recientes debido a cambios tecnológicos como el grosor de la placa. A medida que avanza el diseño de PCB, esperamos ver este tipo de fallo con menos frecuencia.

Factores como altos niveles de resina, menores cantidades de cobre y uso de materiales con menor resistencia a la temperatura aumentan el riesgo de ICD. Las placas subcocidas también son increíblemente vulnerables a la separación de capas.

Tipos de Separación

Cuando se categorizan por ubicación en el PCB, los ICD pueden caer en una de tres categorías:

• Tipo I: Ocurre en la interfaz entre el cobre de la capa interna y el cobre químico
• Tipo II: Se encuentra en la interfaz entre el cobre químico y el cobre electrolítico
• Tipo III: Localizado dentro de la capa de cobre químico

Los ICD de Tipo I y Tipo III generalmente ocurren debido a controles deficientes durante el proceso de cobre químico (fallo de unión del cobre), mientras que los ICD de Tipo II ocurren debido a contaminación (basados en residuos). Para determinar la ubicación del ICD, los fabricantes usan técnicas de microseccionado y grabado superficial para obtener una sección transversal fácil de ver de la placa. Los ICD de Tipo III requieren pruebas precisas para detectarlos, por lo que es importante prestar mucha atención a las pruebas de ICD.

Cómo Prevenir la Separación

Prevenir la separación de capas internas en su PCB parece obvio: simplemente pruebe antes de pasar a la siguiente etapa de producción. Sin embargo, los ICD no siempre aparecen durante las pruebas porque ocurren en respuesta al estrés. En su lugar, tienden a ocurrir durante el ensamblaje o el uso, cuando la ausencia de defectos es más importante que nunca. Se necesita un enfoque proactivo para prevenir verdaderamente la formación de ICD en sus PCB.

Para reducir el riesgo de ICD, un fabricante debe prestar atención cuidadosa a cada parte del proceso de producción. Más específicamente, pueden tomar los siguientes pasos para abordar las causas raíz de los ICD:

• Desmanchar completamente las paredes de los orificios taladrados, especialmente cuando se usan métodos que resultan en brocas más calientes
• Usar materiales con alta resistencia a la temperatura
• Asegurar que el cobre químico tenga la estructura de grano y el espesor adecuados para soportar alto estrés

Mejorar la fiabilidad del cobre de la capa interna depende de la calidad del proceso de fabricación. El menor riesgo de ICD proviene de usar los materiales, parámetros de taladrado y controles químicos adecuados.

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