Prevención de Deformación (Warpage) en PCB: Causas, Síntomas y Mejores Prácticas

28 de febrero de 2022 A medida que ha aumentado la demanda de dispositivos electrónicos miniaturizados, la necesidad de placas de circuito impreso (PCB) delgadas con componentes pequeños también ha crecido. Hoy, los PCBs se han vuelto excepcionalmente compactos y pueden fabricarse a medida en configuraciones variadas basadas en el requisito de las aplicaciones. Sin embargo, tableros compactos con varios componentes y circuitos pueden llevar a cambios estructurales o basados en curvatura, sobrecalentamiento, etc. Estos cambios en curvatura, giros y dobleces resultan de la deformación (warpage) del PCB que puede ocurrir debido a estrés térmico, proceso de fabricación inadecuado, factores químicos y otros. Si no se maneja adecuadamente, puede afectar la calidad de impresión de pasta, la formación de uniones de soldadura y mucho más. Por lo tanto, esta deformación debe prevenirse para que los PCBs funcionen normalmente y tengan una buena vida operativa. ¿Le gustaría conocer algunas medidas preventivas para la deformación de la placa de circuito? Si suena sí, lea esta publicación para entender la deformación en ensamblaje PCB y su prevención en detalle.

Entendiendo la Deformación en Ensamblaje PCB

La deformación en el ensamblaje PCB se define como el cambio no intencional en la geometría de la placa de circuito. Básicamente, el PCB debe ser precisamente plano para la colocación precisa de componentes SMT. Esto aplica para placas flexibles también. La máquina pick-and-place debe liberar todos los componentes a la altura requerida sobre la placa de circuito. Si la placa tiene una forma alterada o deformación, la máquina experimenta dificultades para mantener la altura exacta al liberar y colocar los componentes en la placa. Esto puede resultar en bajo rendimiento y retrabajo adicional durante el ensamblaje. Por lo tanto, controlar la planicidad de la placa de circuito es esencial para prevenir la deformación en el ensamblaje PCB.

Deformación en Ensamblaje PCB: Causas e Impactos Discutidos

La deformación puede ser causada por varias razones, y el estrés es una de ellas. Los sustratos de PCB experimentan contracción y expansión frecuentes durante el proceso de producción. Esto se debe en parte a los procesos de calentamiento y enfriamiento involucrados. Sin embargo, la diferencia entre la expansión de los sustratos y la de la película de cobre es significativa. Esto puede causar contracción y expansión desigual entre los dos, llevando a las placas a deformarse. Esto puede suceder incluso a temperatura ambiente sin un proceso térmico. Los siguientes son algunos factores comunes que influyen la deformación en las placas de circuito impreso:

• Fluctuaciones de temperatura de operación
• Equilibrio entre el patrón de conductor y el área del circuito
• Simetría en el apilado de la placa
• Almacenamiento y transporte inadecuado de PCBs ensamblados

Antes de entrar en las posibles soluciones, también es importante entender los impactos de la deformación en el ensamblaje de la placa de circuito. La siguiente sección describe esto en detalle.

Algunos componentes de la placa de circuito se acercan más al esténcil, mientras que otros están más lejos en el caso de PCBs deformados. Por lo tanto, la pasta de soldadura puede depositarse más en las partes cercanas que en las lejanas. Debido a este depósito desigual de pasta de soldadura, surgen muchos problemas. Esto puede incluir puentes de soldadura, uniones abiertas, uniones head-in-pillow y uniones estiradas.

Posibles Soluciones a la Deformación en Ensamblaje PCB

Hay muchas soluciones que pueden prevenir la deformación en el ensamblaje PCB. Aquí hay algunas de ellas.

• Una de las mejores formas de evitar la deformación en el ensamblaje PCB es equilibrar las cantidades de cobre en todas las capas de la placa de circuito. Esto reduce el desajuste de la expansión térmica a temperatura ambiente y cuando sube.
• Luego, se debe tener cuidado extra al usar sustratos a través de capas de PCB. Siempre es una buena práctica usar un sustrato del mismo material y espesor en las capas inferior y superior.
• La diferencia de temperatura entre el pallet y la placa de circuito debe ser mínima.
• Equilibrar la densidad de cobre durante la panelización también ayuda a minimizar la deformación en el ensamblaje PCB.

Todos los puntos mencionados arriba aseguran que la deformación del PCB sea mínima o aceptable. Si busca ensamblar placas de circuito impreso (PCBs) para su aplicación industrial, asegúrese de acercarse a un fabricante de PCB confiable y altamente experimentado que entienda y supere problemas que pueden causar deformación en PCB. Con vasta presencia en el mercado, Creative Hi-Tech se especializa en diseñar y fabricar ensamblajes PCB personalizados para sus clientes. Cumplen con materiales y componentes de calidad superior para PCBs y cumplen con estándares industriales.