Diretrizes práticas para melhorar a confiabilidade das placas de circuito impresso.

O alto desempenho e a confiabilidade das placas de circuito impresso não são determinados apenas por testes após a produção.

Em nossa experiência, a confiabilidade a longo prazo é fortemente influenciada pela seleção de materiais, projeto de empilhamento, complexidade de fabricação e estabilidade do processo.

Com base em mais de 25 anos de experiência na fabricação de placas de circuito impresso (PCBs), recomendamos as seguintes considerações:

Placa de circuito impresso de alta confiabilidade

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1. Selecione o material de PCB correto — MTG costuma ser a melhor opção em termos de equilíbrio.

Para aplicações que exigem alta confiabilidade, a seleção de materiais é um dos fatores mais importantes.

Os materiais Tg padrão são economicamente viáveis, mas para atingir custos ainda menores, alguns materiais podem conter uma porcentagem maior de cargas inorgânicas.

O excesso de material de enchimento pode:

• Aumenta a fragilidade da placa de circuito impresso
• Reduzir o fluxo de resina durante a laminação
• Efeito do preenchimento com resina entre os tecidos de vidro
• Aumentar o risco de defeitos de interconexão (ICD)

Materiais com alta Tg proporcionam excelente desempenho térmico, mas geralmente têm custos mais elevados.

Em muitas aplicações de PCBs automotivos, os materiais de Tg intermediária (MTG) são amplamente escolhidos por oferecerem um bom equilíbrio entre confiabilidade e custo-benefício.

A melhor escolha de material depende de:

• Temperatura de operação
• Requisitos de ciclagem térmica
• Vida útil do produto
• Meta de custo

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2. Evite espessuras excessivas nas tábuas sempre que possível.

Uma placa de circuito impresso mais espessa nem sempre é mais confiável.

Quando os requisitos de impedância e as exigências mecânicas o permitem, placas mais finas são frequentemente preferidas.

Para diversas aplicações:

Uma espessura de 1.6 mm ou inferior é uma escolha prática e estável.

A espessura excessiva pode aumentar:

• Estresse térmico
• Dificuldade de laminação
• Complexidade de fabricação

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3. Mantenha a contagem de camadas o mais simples possível.

Mais camadas nem sempre significam maior confiabilidade.

Quando o projeto o permitir:

• PCB de um lado
• PCB de dupla face
• PCB de 4 camadas

geralmente são mais fáceis de fabricar e controlar.

À medida que o número de camadas aumenta:

• São necessários mais ciclos de laminação.
• As variáveis ​​de fabricação aumentam
• O controle de processos torna-se mais desafiador.

Em produções de grande volume, mesmo uma pequena variação no processo pode gerar riscos de confiabilidade.

Uma estrutura de PCB mais simples geralmente é uma estrutura de PCB mais estável.

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4. Escolha o acabamento da superfície de acordo com os requisitos da aplicação.

A seleção do acabamento superficial deve corresponder aos requisitos do componente.

HASL

Recomendado quando:

• Sem componentes de passo fino
• Sem almofadas pequenas
• Requisitos padrão de SMT

O HASL é um acabamento de superfície maduro e estável.

ENIG

Recomendado quando:

• São utilizados componentes de passo fino.
• São necessários encapsulamentos BGA/QFN.
• Existem requisitos de superfície plana

Para aplicações ENIG, recomendamos especificar:

espessura mínima de ouro de 2µ"

Tanto o HASL quanto o ENIG são acabamentos de superfície amplamente comprovados e confiáveis ​​quando controlados adequadamente.

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5. Mantenha um espaçamento adequado entre as pás para reduzir o risco do CDI

O projeto da placa de circuito impresso (PCB) afeta diretamente a confiabilidade da fabricação.

Quando possível:

Mantenha o espaçamento entre as almofadas de contato acima de 0.4 mm.

O espaçamento insuficiente pode aumentar:

• risco de escassez de resina
• Desafios de laminação
• Possibilidade de defeito de interconexão (ICD)

A confiabilidade de uma placa de circuito impresso (PCB) começa com um bom projeto de PCB.

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6. Evite o HDI, a menos que seja realmente necessário.

A tecnologia HDI oferece excelente capacidade de roteamento.

No entanto, as microvias a laser introduzem desafios de fabricação adicionais em comparação com os furos passantes tradicionais.

Quando uma estrutura convencional de furo passante pode atender aos requisitos elétricos:

Para maior confiabilidade a longo prazo, geralmente prefere-se um projeto com furos passantes mais simples.

O HDI deve ser selecionado quando exigido por:

• Densidade do componente
• Miniaturização
• Requisitos de integridade do sinal

Não apenas por ser uma tecnologia mais avançada.

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7. Garanta uma espessura suficiente de cobre metalizado nos furos passantes.

A confiabilidade da via depende fortemente da espessura da camada de cobre dentro da parede do furo.

Embora os requisitos da Classe 2 do IPC definam os critérios mínimos de aceitação, o aumento da espessura do cobre nos furos pode melhorar significativamente a margem de confiabilidade.

Para aplicações de alta confiabilidade, recomendamos:

Espessura do furo de cobre ≥25µm

Uma camada de cobre mais espessa reduz o risco de:

• rachaduras por ciclos térmicos
• Rachaduras no barril
• Por meio de falhas por fadiga

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Conclusão

A fabricação de PCBs de alta confiabilidade não é alcançada por um único processo.

Isso resulta da combinação de:

• Seleção de material adequada
• Design de empilhamento confiável
• Processos de fabricação controlados
• Acabamento de superfície adequado
• Complexidade razoável

Em muitos casos, uma estrutura de PCB mais simples e bem controlada pode proporcionar maior confiabilidade a longo prazo do que um projeto desnecessariamente complexo.