7 Consejos Esenciales para el Éxito en la Fabricación de PCB

Por si no lo sabía, aproximadamente la mitad de todos los PCBs diseñados (globalmente) son defectuosos. Nunca superan la fase de fabricación. Y el 30% de los que llegan al mercado fallan tras su lanzamiento.

¿Por qué fallan tantos PCBs en su producción?

Hay detalles simples y minuciosos que ignoramos durante el proceso de fabricación de circuitos. Esta ignorancia de más información resulta demasiado costosa.

Errores de Miles de Millones de Dólares

Hace unos cinco años, General Motors cometió un error de 4.100 millones de dólares. Uno de sus modelos de coche tenía un fallo de diseño en el PCB de la llave de encendido que fue pasado por alto por sus ingenieros.

Gracias al error del PCB, General Motors tuvo que retirar todos sus modelos y compensar a sus compradores con miles de millones de dólares. También tuvo que contratar abogados de alto nivel para manejar numerosas demandas.

Piénselo: aquí había un coche funcional de un millón de dólares, decepcionado por su llave de encendido. ¡Solo una llave! Qué desperdicio.

¿Fue el caso de GM un caso aislado? No. Unos años después, Samsung cometió su histórico error de diseño de PCB valorado en 5.300 millones. Le siguió McDonald's con su dispositivo fitness con fallo de diseño de PCB que les costó 33 millones.

En esta edición, analizaremos las siete áreas comunes a tener en cuenta durante la fabricación de PCB.

Preste Atención a los Térmicos Aislados

Los térmicos son pequeñas pistas alrededor de los pads que interconectan los pads con el plano. Como su nombre sugiere, su función central gira en torno a la circulación de calor. Su propósito principal de diseño es permitir que el disipador de calor disipe eficientemente el calor del disipador al disipador. Los térmicos también son críticos durante la soldadura debido a la gran cantidad de calor usada.

De nuevo, poca gente presta atención a los pads durante WellPCB. Le proporcionaremos servicio integral y productos de alta calidad. Puede enviarnos los documentos que necesita y obtener una cotización inmediata. ¿Qué esperamos? Tenemos diez años de fabricación de PCB. Como resultado, a veces se ignora la importancia de las interconexiones térmicas. Al hacerlo, creará un vacío entre los pads y el plano. El vacío crea entonces una interconexión térmica incompleta.

Nos referimos a tales fallos como interconexiones "térmicamente aisladas" (starved thermals).

El aislamiento térmico es la causa raíz de complicaciones relacionadas con el calor en la mayoría de PCBs. Reduce la tasa de transferencia de calor cuando su circuito está bajo estrés térmico o durante la soldadura.

Como resultado de la circulación reducida de calor, un pad térmico podría soldar de forma extraña o tardar más en refluir. Este retraso innecesario eventualmente reducirá el proceso de ensamblaje o producirá dispositivos en peligro de sobrecalentamiento durante la operación.

El aislamiento térmico puede surgir tanto durante el diseño del PCB como en la fase de WellPCB. Le proporcionaremos servicio integral y productos de alta calidad. Puede enviarnos los documentos que necesita y obtener una cotización inmediata. ¿Qué esperamos? Tenemos diez años de fabricación de PCB.

Las herramientas habituales de diseño de PCB no identificarán térmicos aislados. Sin embargo, un proveedor de servicios de PCB correcto y experimentado puede ayudarle a identificar y rectificar tales fallos.

Las Trampas de Ácido Son Evitables

Una "trampa de ácido" es un término que usamos para referirnos a los ángulos agudos en un diseño de circuito. Usamos este término porque estos ángulos atrapan ácido excesivo innecesariamente durante el proceso de grabado. El ácido atrapado se acumula y permanece en el borde del doblez por un período prolongado del requerido.

Este ácido estancado puede corroer el material del circuito más de lo requerido. Como resultado de la corrosión ácida, partes de sus conexiones de PCB terminarían siendo débiles o defectuosas. Tal fallo podría ser fatal en dispositivos de soporte vital.

La mayoría de trampas de ácido ocurren durante la fabricación. Como diseñador de PCB, las trampas de ácido a menudo no son su culpa. No las crea, excepto que las diseña. Y eso debería preocuparle porque, aunque no sea directamente responsable, tiene un mayor poder para minimizar su ocurrencia.

Su PCB es su negocio. Así, la mayoría de diseñadores están entrenados para evitar trampas de ácido. Sin embargo, a veces puede cometer un error. Especialmente al usar aplicaciones simples de diseño con capacidades de "auto-generar".

Si siempre revisa dos veces su diseño de PCB, posiblemente eliminará trampas de ácido. Pero en caso de que no las arregle, podemos ayudarle con la ayuda de nuestras herramientas DFM antes de fabricarlos para usted.

Filamentos (Slivers)

Los filamentos son cuñas delgadas de cobre o máscara de soldadura producidas durante el proceso de grabado de fabricación de PCB. Generalmente, ocurren cuando tiras largas y delgadas de cobre o máscara son grabadas y despachadas antes de disolverse completamente.

Estos filamentos despachados podrían disolverse en un baño químico y luego añadirse involuntariamente a una placa diferente. Este acto podría resultar en la creación de conexiones no intencionadas.

A veces, los filamentos surgen al cortar una sección de PCB demasiado estrecha o intensamente. Aunque se pretende que permanezcan en la placa, tales filamentos son propensos a desprenderse parcial o totalmente. Estos incidentes crean roturas de circuito no intencionadas que podrían inutilizar un circuito entero. Los filamentos también son difíciles de identificar y rectificar.

Puede evitar filamentos durante el diseño de PCB diseñando PCBs con anchos mínimos.

Diseñando con Suficiente Separación Placa-Borde

El cobre es el metal conductor progresivo más usado en PCB. Se prefiere sobre otros metales debido a su alta conductividad y su capacidad para permanecer inerte cuando se expone a la mayoría de reactantes. Por otro lado, el cobre es razonablemente blando y corrosivo. Recubrimos el cobre con otros materiales aislantes durante la fabricación para minimizar el riesgo de corrosión.

Incluso así, al recortar PCBs, a veces las capas de cobre salientes y conexiones cerca de la superficie pueden exponerse. Esta exposición puede causar riesgo considerable a la estabilidad de su PCB.

Primero, la conexión de cobre expuesta puede conectar accidentalmente con un componente diferente en la misma placa, cortocircuitando los componentes. Alternativamente, la sección de cobre expuesta está en riesgo de corrosión. Si ambas fallan, el extremo de cobre expuesto pone en peligro a los manipuladores de recibir una descarga eléctrica.

Es necesario diseñar su PCB manteniendo la distancia adecuada entre la placa de cobre y el borde de la placa para evitar tales errores. Esta distancia a veces se conoce como "cobre-a-borde" o "placa-a-borde". Una inspección DFM para los estándares antes de la fabricación puede establecer tales fallos de diseño.

Tener Vacíos al Platear

Durante el proceso de creación de vias, es necesario crear espacio para vias pasantes; estos agujeros ayudan a interconectar un lado del PCB con el otro.

Al crear vias pasantes, el fabricante taladra los agujeros cortando a través de todas las secciones de un PCB; para el plateado de cobre, se separan las películas de los agujeros. Este acto deposita una fina capa de material de cobre no conductor en un proceso conocido como deposición. Unas cuantas capas más de cobre se añaden para completar la circulación.

A veces, el proceso de deposición es defectuoso. Es así posible platear vacíos o burbujas de aire. Esto resulta en roturas de circuito inesperadas que son internas y difíciles de detectar o reparar.

Tales problemas surgen durante la fabricación. Luego cascadan a la etapa de fabricación. Por tanto, es necesario elegir un fabricante de PCB establecido con herramientas y personal adecuados para detectar tales defectos.

Complicaciones Electromagnéticas

La Compatibilidad Electromagnética (EMC) y la Interferencia Electromagnética (EMI) son dos desafíos principales para la producción fiable de PCB. EMC se preocupa por la generación, propagación y recepción de energía electromagnética, mientras que EMI se preocupa por los efectos secundarios de EMC.

EMI no controlada puede llevar a PCBs defectuosos. Para diseñadores novatos, distinguir entre los dos puede ser una tarea desalentadora. Pero hay algunas consideraciones de diseño comunes que puede emplear, como minimizar la colocación de componentes en ángulos de 90 grados y aumentar el área de tierra. Si no está seguro, es aconsejable usar cables blindados para reducir EMI.

Evitar DFM

DFM o "Diseño para Fabricabilidad" es un término que usamos para denotar un proceso de inspección de circuitos para cumplimiento de estándares. Durante el proceso DFM, analizamos el diseño de PCB para posibles complicaciones durante el diseño o ensamblaje. Principalmente prueba si el PCB alcanzará sus objetivos establecidos.

Además de probar funcionalidad, DFM también prueba cómo se romperá un PCB. DFM evalúa un PCB desde la peor ocurrencia posible. Puede evaluar la topología del PCB e identificar la mayoría de fallos de diseño que suelen ser ignorados por aplicaciones CAD típicas. Verifica y compara defectos de diseño con otras comprobaciones de base de datos existentes extraídas de un vasto pool de consideraciones de PCB. Las comprobaciones DFM son las comprobaciones finales antes de la producción masiva de PCB.

Tome Nota

Cuando sigue cambiando de fabricante de PCB, su prototipo podría no funcionar como su producción final.

Los fabricantes juegan un papel significativo en determinar la calidad del PCB producido. El fabricante puede alterar su diseño original para conformarse a un estándar antes de fabricarlo. Estos cambios permanecerán con su fabricante.

Así, cuando cambia de fabricante, estos cambios desaparecen. Por tanto, es recomendable pedir sus PCBs a una sola empresa de fabricación de confianza.

Resumen

Si está al borde de la producción de PCB, podemos ayudarle a sacarlo impecablemente. Nuestro equipo de profesionales está siempre dispuesto a responder a sus consultas cuando esté atascado. Como fabricantes reputados, hemos invertido en tecnología de vanguardia al realizar comprobaciones DFM para asegurar producción de calidad de nuestros PCBs.

Siéntase libre de contactarnos hoy, y podríamos ayudarle a lograrlo.