Processo de fabricação de PCB de 10 camadas: do DFM à inspeção
Figura 1. Processo de fabricação de PCB de 10 camadas, desde o DFM até a inspeção.
Conteúdo
- Liberação de Engenharia: O que precisa ser resolvido antes da produção
- Imagem da camada interna, gravação e AOI
- Tratamento de ligação, laminação e formação de camadas
- Perfuração mecânica, perfuração a laser e recursos de controle de profundidade
- Desgaseificação, Cobre Químico e Galvanoplastia
- Impressão da camada externa, revestimento padronizado e gravação.
- Máscara de solda, legenda, acabamento de superfície e perfilamento.
- Teste Elétrico, TDR e Verificação Estrutural
- Como os materiais HDI, rígido-flexíveis e híbridos alteram o fluxo
- Registros de Qualidade, Rastreabilidade e Liberação de Envio
Uma placa de circuito impresso de dez camadas é fabricada por meio de uma sequência controlada, na qual cada operação afeta a seguinte. A compensação da arte da camada interna influencia o registro após a laminação; a laminação determina a espessura do dielétrico e o alinhamento da perfuração; a perfuração e a remoção de resíduos afetam a adesão do cobre; a galvanoplastia altera a geometria final do condutor; e os testes elétricos e estruturais finais verificam se o processo acumulado permaneceu dentro da janela de projeto liberada. Tratar essas operações como uma lista de verificação independente oculta o fato mais importante da fabricação: o rendimento multicamadas é obtido gerenciando as interfaces entre as etapas.
Este artigo descreve inicialmente um processo convencional de impressão rígida de dez camadas e, em seguida, explica as diferenças entre as construções HDI, rígidas-flexíveis, de materiais mistos e com características especiais. Não apresenta uma temperatura de prensa fixa, uma velocidade de perfuração universal ou um plano de amostragem obrigatório, pois esses parâmetros dependem do sistema de materiais selecionado, da geometria da placa, da especificação do produto e do processo de fabricação qualificado. O roteiro de produção específico do projeto é criado após a análise de DFM (Design for Manufacturing) e torna-se a instrução de controle de fabricação.
A Highleap Electronics oferece fabricação de PCBs multicamadas , mas o cliente e o fabricante devem definir em conjunto a estrutura de camadas liberada, as tolerâncias, as estruturas de vias, a classe de aceitação e a documentação. A visão geral da engenharia de PCBs de 10 camadas explica as opções de estrutura de camadas e aquisição; esta página acompanha a placa durante a produção.
Liberação de Engenharia: O que precisa ser resolvido antes da produção
A fabricação não começa quando os arquivos Gerber chegam. Ela começa quando os dados recebidos são convertidos em um pacote de fabricação aprovado e internamente consistente. A maioria dos erros mais caros em estruturas de dez camadas ocorre antes da geração da imagem: uma camada inicial de vias indefinida, uma largura de trilha que entra em conflito com o cobre finalizado, uma estrutura de camadas que não atinge a espessura necessária ou uma substituição de material que altera a impedância após o layout ter sido finalizado.
Conjunto de dados normalmente necessário
- Dados de camada Gerber X2, ODB++ ou IPC-2581 com ordem de camadas inequívoca;
- Arquivos de perfuração e roteamento NC separados por tipo de furo e camada de início/parada;
- Desenho de fabricação com espessura final, cobre acabado, contorno da placa, tolerâncias, acabamento e requisitos de aceitação;
- configurações de empilhamento ou restrições de empilhamento, incluindo camadas de referência de impedância;
- Tabela de impedância controlada com camada, geometria, alvo e tolerância;
- Notas sobre preenchimento de vias, furação traseira, escareamento, revestimento de borda, furos castelados ou fresamento de profundidade, quando aplicável;
- Especificação de materiais e política de substituição;
- Requisitos do painel ou da matriz de distribuição;
- Requisitos de marcação, serialização, rastreabilidade e relatórios;
- perfil de montagem ou requisitos especiais de confiabilidade, quando influenciam a qualificação da placa nua.
Verificações CAM e DFM
A equipe CAM verifica a consistência da netlist, as folgas entre a perfuração e o cobre, as áreas anulares, o registro da máscara de solda, o espaçamento entre o cobre e a borda, a roteabilidade, o posicionamento do cupom, o balanceamento do cobre e a interação entre o contorno da placa e o painel de produção proposto. As estruturas de impedância controlada são recalculadas usando as construções de materiais propostas e o cobre acabado. Quando o fornecedor altera a largura ou o espaçamento de uma linha para atender à impedância, a alteração deve ser solicitada para aprovação, em vez de ser incorporada silenciosamente aos dados de produção.
Para uma placa de dez camadas, a saída do DFM deve responder a pelo menos cinco perguntas:
- A estrutura proposta pode ser construída com a espessura e tolerância finais especificadas?
- Será que todas as estruturas perfuradas atendem aos requisitos de registro, anel anular e relação de aspecto?
- A geometria do condutor necessária ainda pode ser gravada após o revestimento necessário?
- Os valores de impedância são alcançáveis com as construções de materiais disponíveis?
- Os testes e relatórios especificados correspondem à classe do produto e aos documentos de compra?
Projeto de painel de produção
A placa individual é encaixada em um painel de fabricação com furos para ferramentas, alvos de registro, proteção contra sobreposição de revestimento, cupons, estruturas de teste e margens de processo. A orientação do painel pode afetar a movimentação dimensional, a direção da trama de fibra de vidro, o rendimento de roteamento e a curvatura/torção. O painel não é apenas uma maneira de encaixar mais peças em uma chapa; ele é o veículo de processo usado pelos equipamentos de imagem, perfuração, revestimento e teste.
Imagem da camada interna, gravação e AOI
Cada padrão interno de cobre começa em um núcleo revestido de cobre. O núcleo é limpo, revestido com fotorresina, imagiado, revelado, gravado e decapado. A largura final do condutor é o resultado da compensação da arte, da espessura do cobre, da composição química da fotorresina, da exposição, das condições do revelador, da composição química do agente de gravação e da dinâmica da pulverização. Portanto, afirmar categoricamente que cada trilha é mantida dentro de uma única tolerância é enganoso; a capacidade depende da geometria e da construção do cobre.
Preparação e identificação do material
Os núcleos são emitidos por tipo de material, espessura, peso do cobre, tipo de vidro e lote. Projetos com materiais controlados podem exigir identificação precisa e rastreabilidade do lote antes que os painéis entrem em processo de impressão. Contaminação superficial, oxidação ou danos durante o armazenamento podem reduzir a adesão do fotorresiste e, posteriormente, a resistência da ligação interlaminar; portanto, os requisitos de manuseio e cura devem seguir as orientações de processamento do fornecedor do laminado e o procedimento qualificado da fábrica.
Imagem direta a laser
A tecnologia de imagem direta a laser expõe o fotorresiste a partir da arte digital, evitando erros dimensionais associados aos masters em filme. O sistema alinha o padrão aos alvos do painel e aplica compensação de escala derivada do histórico do material e do processo. A capacidade de registro depende do tamanho do painel, da espessura do núcleo, da estabilidade do material, da qualidade do alvo e do equipamento utilizado; não deve ser reduzida a um valor universal em micrômetros.
Gravação e compensação de condutores
A camada interna de cobre é removida quimicamente das áreas desprotegidas. Como a corrosão também ataca as paredes laterais do condutor, o desenho técnico (CAM) é alargado em uma quantidade apropriada à espessura do cobre e ao processo de corrosão. Linhas finas em cobre mais espesso exigem mais compensação e podem desenvolver perfis trapezoidais que afetam a impedância. Este é um dos motivos pelos quais a largura nominal da linha no arquivo de projeto não é necessariamente a largura final do desenho técnico de produção.
Inspeção óptica automatizada
A inspeção óptica automatizada (AOI) compara o painel gravado com dados digitais aprovados e identifica circuitos abertos, curtos-circuitos, cortes, saliências, cobre residual e outras anomalias no padrão. A AOI é comumente aplicada a todos os painéis de camada interna, mas a aprovação na AOI não comprova a qualidade dielétrica, a integridade da galvanoplastia ou a confiabilidade da placa completa. Os defeitos detectados são revisados sob procedimentos controlados. As políticas de reparo devem ser definidas pelo sistema de qualidade da fábrica e pelos requisitos do cliente; o reparo de um condutor oculto nunca deve ser considerado aceitável para um produto de alta confiabilidade.
| Modo de falha da camada interna | Causa provável | Ponto de controlo |
|---|---|---|
| Condutor estreito ou aberto | Subcompensação, defeito de resistência, sobre-gravação ou danos por manuseio. | Compensação de arte, controle químico e AOI (Área de Interesse). |
| Cobre residual ou curto-circuito | Revelação incompleta, carregamento de agente de corrosão ou defeito na obra de arte | Controle do processo de resist, manutenção da área de gravação e revisão de AOI. |
| Descompasso de escala de camada | Compensação de material ou orientação do painel incorretas. | Histórico de movimentação mensurado e metas de registro |
| Má adesão posterior à laminação | Contaminação, danos na superfície ou tratamento de ligação inadequado. | Verificação de limpeza, manuseio e preparação para a ligação |
Tratamento de ligação, laminação e formação de camadas
Após a aceitação da camada interna, as superfícies de cobre são preparadas para aderir ao sistema de resina. O tratamento deve proporcionar adesão sem criar um perfil excessivo que degrade a perda do condutor em altas velocidades. Processos convencionais de óxido, óxido reduzido e alternativas ao óxido podem ser adequados quando qualificados para o material escolhido.
Arquitetura de camadas
Uma pilha de dez camadas pode ser construída a partir de vários núcleos e interfaces de pré-impregnado, ou a partir de uma combinação de núcleos e folha de cobre externa. Não existe um requisito universal de "cinco núcleos". O número depende da arquitetura da pilha. Por exemplo, alguns projetos usam quatro núcleos de dupla face para as camadas L2 a L9, além da folha externa, enquanto outros usam diferentes pares de núcleos para controlar a disponibilidade do dielétrico ou a construção de vias enterradas. A folha de empilhamento deve corresponder exatamente à ordem de camadas aprovada e identificar o material, o tipo de vidro, o teor de resina, o cobre e a orientação de cada interface.
Por que uma receita de prensa fixa está errada
A temperatura, pressão, vácuo, rampa, tempo de permanência e resfriamento da prensa são selecionados com base nos requisitos de cura do fornecedor do laminado e na receita qualificada do fabricante. Uma declaração genérica como "200 °C, 350 psi por 90 minutos" não é apropriada para laminados de alta Tg, sistemas PPE de baixa perda, poliimida, híbridos à base de PTFE ou construções mistas. O ciclo de cura deve garantir o fluxo da resina, a remoção de vazios e a cura completa sem exsudação excessiva, falta de resina ou movimentação dimensional descontrolada.
Controles de laminação
- Verificação de materiais e lotes antes da laminação;
- Manuseio em sala limpa ou ambiente controlado, adequado ao processo;
- Orientação do livro e revisão do equilíbrio de cobre;
- Monitoramento de vácuo e perfil de pressão;
- Previsão do fluxo e da espessura da resina;
- Inspeção de alvo de registro após a impressão;
- Espessura final do painel e verificações de curvatura/torção;
- Separação de cupons ou do primeiro artigo, quando necessário.
Defeitos comuns de laminação
A presença de vazios pode resultar de ar aprisionado, contaminação ou fluxo inadequado de resina. A falta de resina ocorre quando o cobre denso, grandes áreas de preenchimento ou pressão excessiva deixam um dielétrico insuficiente. A delaminação pode ter origem em preparação inadequada da superfície, umidade, materiais incompatíveis ou cura incorreta. O fluxo excessivo de resina pode alterar a espessura e a impedância do dielétrico. O desalinhamento entre as camadas internas pode ser causado por dimensionamento incorreto da arte, ferramentas, movimentação do painel ou construção assimétrica. Cada defeito tem uma causa raiz diferente; nenhum é resolvido apenas com a indicação de uma Tg nominal mais alta.
Perfuração mecânica, perfuração a laser e recursos de controle de profundidade
A furação define a geometria da conexão entre as camadas. Os dados de fabricação devem separar furos metalizados, furos não metalizados, furos embutidos, furos mecânicos cegos, microvias a laser, furações reversas, escareadores e rotas de profundidade controlada. Combinar todos esses elementos em uma única tabela de furação indiferenciada é uma fonte comum de dúvidas na fabricação e de ferramentas incorretas.
Perfuração mecânica
As ferramentas de metal duro são selecionadas com base no tamanho final do furo, material, empilhamento de painéis, qualidade da parede exigida e tolerância posicional. A velocidade de rotação, o avanço, a carga de cavacos, os materiais de apoio e de entrada são variáveis do processo, e não valores fixos. Brocas mecânicas muito pequenas podem exigir empilhamento de painéis reduzido e menor vida útil da ferramenta. Materiais com carga cerâmica ou de alta frequência podem aumentar o desgaste e exigir geometria de ferramenta diferente. O fornecedor também deve levar em consideração a sobremedida para revestimento: o diâmetro perfurado é maior que o diâmetro final do furo revestido.
Registro de perfuração e esfregaço
O furo perfurado deve permanecer dentro da área de captura da camada interna após todas as tolerâncias de imagem, laminação e perfuração serem consideradas. Placas espessas, furos pequenos e um grande número de camadas reduzem a margem disponível do anel de captura. O calor e a ação mecânica durante a perfuração podem espalhar a resina sobre o cobre exposto da camada interna, portanto, a preparação da parede do furo é essencial antes da metalização.
Perfuração a laser
As microvias HDI são normalmente formadas com processos a laser de CO2, UV ou combinados, selecionados de acordo com a estrutura dielétrica e de cobre. Os sistemas de CO2 são amplamente utilizados para dielétricos de base resina, frequentemente com preparação prévia da abertura do cobre; o UV permite o processamento de cobre e dielétrico com controle preciso. A melhor rota depende do tamanho do furo, da profundidade desejada, do reforço, do método de abertura do cobre, da produtividade e da qualificação do equipamento. Deve-se evitar afirmações generalizadas de que um único comprimento de onda é sempre necessário para um determinado diâmetro nominal.
Perfuração
A perfuração reversa remove a porção não utilizada de um furo metalizado após as conexões entre as camadas da placa serem conhecidas. O diâmetro da ferramenta, o lado de entrada, a profundidade de parada e o stub residual permitido devem ser documentados. O stub residual alcançável depende da localização da camada, da espessura da placa, do método de controle de profundidade, do registro e da verificação. Uma regra universal de "quatro milésimos de polegada da camada de sinal" não é apropriada; o projeto precisa de uma folga de segurança em relação à camada conectada, atendendo ao stub alvo do canal.
Outras características de profundidade controlada
Escareamentos, rebaixos, cavidades, rebaixos para moedas e canais fresados em profundidade exigem dados mecânicos e definições de tolerância separadas. Sua sequência pode afetar a galvanização, a máscara de solda e o perfil final. Uma especificação de profundidade deve identificar a superfície de referência, a profundidade alvo ou a espessura restante, a tolerância e se o elemento é galvanizado.
Figura 2. Fluxograma de fabricação de PCB de 10 camadas e controle de processo.
Desgaseificação, Cobre Químico e Galvanoplastia
Após a perfuração, a parede do furo não é condutora e pode conter resíduos de resina, protuberâncias de vidro e detritos mecânicos. A preparação da parede do furo e a metalização criam o caminho condutor que posteriormente será depositado por eletrodeposição até atingir a espessura necessária.
Desembaraço e condicionamento
Processos com permanganato, plasma ou uma combinação de ambos removem impurezas e condicionam o dielétrico. A composição química deve ser compatível com o sistema de resina; o processamento excessivo pode atacar as interfaces do dielétrico ou do vidro, enquanto o processamento insuficiente pode deixar contaminação no cobre da camada interna e enfraquecer a interconexão. Construções de baixa perda e com materiais mistos podem exigir condicionamento especial, pois a composição química de suas resinas difere da FR-4 convencional.
Camada condutora inicial
O cobre depositado por processo químico ou por metalização direta qualificada deposita uma fina película condutora na parede do orifício preparado. O objetivo é criar condutividade contínua para a galvanoplastia. Uma única espessura nominal não é universal entre os processos; cobertura, adesão e continuidade são mais importantes do que citar um valor genérico sem a especificação que rege o processo.
Revestimento eletrolítico de cobre
A galvanoplastia deposita cobre no interior do cilindro e na superfície exposta. A capacidade de penetração do metal torna-se mais difícil à medida que a relação de aspecto do furo aumenta. A densidade de corrente, a agitação, a composição química e a distribuição da corrente no painel são controladas para que o centro do furo receba cobre suficiente, sem acúmulo excessivo na superfície. A aceitação do produto é avaliada em relação às especificações de desempenho e à documentação de compra, e não com base em um valor de marketing isolado.
Preenchimento Microvia
As microvias preenchidas utilizam uma química de revestimento projetada para preencher preferencialmente a partir da base, minimizando vazios, juntas e excesso de cobre na superfície. Quando outra microvia for empilhada acima, a superfície preenchida deve ser suficientemente plana para o próximo dielétrico e o pad de destino. A profundidade de reentrância ou saliência permitida e o método de inspeção devem ser definidos. O processo de microvia preenchida é diferente do processo de tamponamento de um furo passante com resina e revestimento com uma camada de cobertura.
| Defeito de interconexão | Por que isso importa | Verificação típica |
|---|---|---|
| Manchas ou contaminação na interface da camada interna | Pode causar conexões fracas ou intermitentes. | Controles de processo e microseção representativa |
| Cobre fino em forma de barril | Reduz a margem de fadiga térmica e mecânica. | Registros de microsecção e plaqueamento de cupons |
| Microvia preenche espaços vazios ou costuras | Pode criar fragilidade interfacial ou uma superfície de empilhamento inadequada. | Seção transversal, monitoramento de processos e cupom de qualificação |
| Excesso de cobre na superfície | Dificulta a gravação de condutores finos e altera a geometria da impedância. | Controle da espessura do cobre e compensação da obra de arte |
Impressão da camada externa, revestimento padronizado e gravação.
O processamento da camada externa difere da gravação subtrativa da camada interna porque os orifícios metalizados e os condutores de superfície são geralmente construídos durante a metalização do padrão. Um processo típico cria a imagem do padrão externo, deposita cobre nas áreas expostas, aplica uma resina de gravação, como estanho, remove a resina, grava o cobre da base indesejado e, em seguida, remove a resina de gravação. Processos alternativos qualificados podem ser usados, mas a sequência deve preservar os requisitos de parede do orifício e condutor.
O acabamento em cobre deve ser conhecido antes da divulgação da obra de arte.
A espessura do condutor externo não é igual à espessura da folha inicial. A metalização de furos e a metalização de padrões adicionam cobre, e os processos de preenchimento de vias ou metalização de envoltório podem adicionar ainda mais. Portanto, a capacidade de linhas finas deve ser avaliada em relação à espessura final da superfície de cobre, e não a um valor de catálogo da folha. Isso é particularmente importante em placas HDI, onde a metalização repetida pode reduzir a janela de corrosão.
AOI da camada externa
Após a corrosão, as camadas externas são inspecionadas opticamente para detectar circuitos abertos, curtos-circuitos, danos nos condutores, cobre residual e anomalias nas ilhas de solda. Os dados da inspeção óptica automatizada (AOI) não substituem os testes elétricos, pois alguns defeitos podem estar ocultos, serem intermitentes ou estarem relacionados às interconexões dos furos. Trata-se de uma etapa em uma estratégia de verificação em camadas.
Revestimento de borda e ameias
Bordas revestidas e furos com rebaixos exigem que o perfil e a sequência de revestimento sejam coordenados. As áreas de revestimento das bordas podem ser fresadas antes do revestimento e finalizadas posteriormente. Os rebaixos exigem o posicionamento dos furos e a fresagem final que deixem a geometria especificada do meio furo revestido. Esses detalhes devem ser mostrados no desenho e não podem ser inferidos com segurança apenas a partir da arte em cobre.
Figura 3. Inspeção de fabricação de PCB de 10 camadas e revisão de produção.
Máscara de solda, legenda, acabamento de superfície e perfilamento.
Preparação e imagem da máscara de solda
A superfície de cobre é limpa, aplica-se uma máscara líquida fotoimprimível, seca parcialmente, a imagem é capturada, revelada e curada completamente. O registro da máscara é avaliado em relação ao tamanho da área de contato, à estratégia de preenchimento definida ou não pela máscara, aos requisitos de inclinação e ao espaçamento entre os componentes. Uma faixa fixa de espessura da máscara não é adequada para todas as tintas, características e localizações; a especificação do produto e o material aprovado controlam esse requisito.
Legenda e marcação
A legenda deve permanecer afastada de pads expostos, pontos de teste e áreas críticas. A serialização, o código de data, o código do lote, a marca UL e os identificadores do cliente são posicionados de acordo com o desenho de fabricação e o plano de rastreabilidade. O conteúdo da marcação deve ser aprovado antes da produção, pois adicionar ou mover códigos após a fabricação pode violar a arte final controlada pelo cliente.
Seleção do acabamento da superfície
O acabamento protege o cobre exposto e fornece a interface para soldagem, ligação por fio ou contatos de desgaste. A seleção é baseada no método de montagem, espaçamento entre componentes, armazenamento, perda de RF, desgaste do contato e requisitos regulamentares.
- ENIG: Planar e amplamente utilizado para montagem de passo fino. Os requisitos devem fazer referência à revisão aplicável da norma IPC-4552, em vez de se basearem em uma espessura comercial simplificada.
- ENEPIG: Suporta soldagem e determinadas aplicações de ligação por fio quando especificado e controlado pela norma IPC-4556.
- OPS: Proteção orgânica fina, adequada para condições de montagem e manuseio compatíveis.
- Prata de imersão ou estanho de imersão: Selecionados para requisitos específicos de montagem, encaixe por pressão ou elétricos, com controles de armazenamento e manuseio.
- HASL: Robusto para muitas aplicações de furos passantes e componentes maiores, mas menos plano do que os acabamentos por imersão.
- Ouro duro eletrodepositado: Utilizado seletivamente em contatos sujeitos a desgaste, como os dedos de borda; a espessura do níquel e do ouro é especificada para a aplicação do contato.
A verificação da espessura do acabamento segue a especificação de acabamento aplicável e o plano de amostragem acordado. Não deve ser anunciada como medição por fluorescência de raios X (XRF) de cada pad ou placa, a menos que isso seja realmente necessário e realizado.
Perfil final
O corte, a perfuração, o corte a laser ou o vinco em V separam a placa ou criam o conjunto de entrega. O desenho deve definir as dimensões finais, as tolerâncias de borda, as abas, os trilhos destacáveis, a espessura restante do vinco em V e as restrições de componente em relação à borda. A curvatura e a torção são avaliadas na placa ou conjunto acabado, de acordo com os requisitos de aceitação vigentes.
Teste Elétrico, TDR e Verificação Estrutural
Continuidade e isolamento elétrico
Os testes elétricos em placas não populadas verificam se as redes pretendidas estão conectadas e se as redes indesejadas permanecem isoladas. Equipamentos de teste com sonda móvel são comuns para protótipos e baixos volumes de produção, pois dispensam a necessidade de um dispositivo de fixação dedicado. Os testes com dispositivo de fixação podem melhorar a produtividade para volumes de produção estáveis. Os parâmetros de teste, os dados e a cobertura devem estar em conformidade com a especificação de compra e os requisitos aplicáveis da norma IPC-9252. A produtividade e o custo do dispositivo de fixação dependem do projeto e não devem ser apresentados como valores universais.
Verificação de impedância TDR
As placas de impedância controlada são verificadas em amostras projetadas usando reflectometria no domínio do tempo (TDR). A amostra deve reproduzir a camada relevante, o cobre, o dielétrico e a configuração de referência com precisão suficiente para representar a estrutura do produto. A norma IPC-TM-650 2.5.5.7A descreve os métodos de medição por TDR, enquanto a geometria da amostra, a frequência de teste, a tolerância de aceitação e a emissão de relatórios são controladas pela documentação do pedido. Não existe uma regra geral que determine que +/-5% exija “uma amostra por metade do painel” ou que +/-3% exija “uma por um quarto do painel”.
Avaliação microestrutural e de microsecções
Cupons representativos são preparados, polidos e examinados quanto ao registro de camadas, cobre da parede do furo, conexões internas, condição do dielétrico, preenchimento de microvias, revestimento e outros atributos estruturais. O plano de amostragem deriva da especificação do produto e da documentação de compra. A norma IPC-A-600 é a interpretação ilustrada das condições de aceitação observáveis; os requisitos de desempenho reais provêm de especificações como IPC-6012, IPC-6013 ou IPC-6018.
Pré-condicionamento térmico e testes de confiabilidade
Alguns produtos exigem simulação de refluxo de montagem, estresse térmico, choque térmico ou ciclagem monitorada eletricamente antes da avaliação estrutural. O método deve ser nomeado e o perfil, o número de exposições, o cupom e o critério de falha devem ser definidos. “Microseção de três ciclos”, “IST de 1,000 ciclos” e frases semelhantes não são substitutos universais para um plano de confiabilidade por escrito.
Como os materiais HDI, rígido-flexíveis e híbridos alteram o fluxo
Acúmulo sequencial HDI
A tecnologia HDI repete laminação, perfuração a laser, limpeza, metalização e, frequentemente, preenchimento com cobre para cada camada de deposição. O subconjunto central também pode conter vias enterradas. À medida que a profundidade de deposição aumenta, a compensação de registro, o cobre superficial e a movimentação dimensional tornam-se mais difíceis de controlar. O guia de engenharia HDI de 10 camadas explica as diferenças entre as estruturas 1+8+1, 2+6+2 e 3+4+3.
Construção rígida-flexível
O processamento rígido-flexível introduz núcleos de poliimida, revestimento, materiais flexíveis com ou sem adesivo, áreas rígidas seletivas, materiais de colagem de baixa fluidez e transições controladas de flexível para rígido. As condições de prensagem são selecionadas para o sistema de material aprovado; uma temperatura máxima padrão não é válida para todas as construções. A sequência de fabricação deve proteger as zonas flexíveis expostas, controlar o fluxo de resina e preservar a geometria do cobre na área de dobra. Testes de dobra ou qualificação de flexão dinâmica são exigidos apenas quando especificados pelos requisitos de projeto e produto, e não automaticamente para cada remessa rígido-flexível.
Materiais mistos de alta velocidade e radiofrequência
As estruturas híbridas combinam materiais com diferentes sistemas de resina, opções de cobre, movimentação dimensional e tratamentos de superfície. A compatibilidade de adesão e a expansão no eixo z devem ser avaliadas. A perfuração e a remoção de resíduos podem exigir configurações específicas para cada material, e o modelo de impedância deve utilizar o Dk de projeto real para cada dielétrico. Um material que se processa "como o FR-4" ainda requer sua própria compensação qualificada e dados de prensagem.
Cobre pesado, moedas de cobre e características embutidas.
O cobre pesado altera a compensação de corrosão, o preenchimento com resina e o balanceamento de planos. Moedas ou incrustações embutidas introduzem usinagem de cavidades, colagem e controles de planaridade. Componentes passivos ou ativos embutidos requerem uma arquitetura de processo e especificações específicas. Estes devem ser tratados como variantes de engenharia, e não incluídos indiscriminadamente em uma afirmação de que um fluxo padrão suporta todas as funcionalidades especiais.
Registros de Qualidade, Rastreabilidade e Liberação de Envio
Os registros entregues com uma remessa devem estar definidos no pedido de compra ou no acordo de qualidade. Um pedido comercial padrão pode exigir um certificado de conformidade e a confirmação de testes elétricos. Um programa controlado nas áreas médica, automotiva, aeroespacial ou de defesa pode exigir certificados de materiais, rastreabilidade de lotes, microseções, dados de acabamento, resultados de impedância, registros de primeira peça ou formulários específicos do cliente. É impreciso afirmar que cada remessa de dez camadas inclui automaticamente todos os relatórios possíveis.
Categorias comuns de registros
- certificado de conformidade;
- certificado ou resumo de teste elétrico;
- Relatório TDR para classes de impedância específicas;
- Identificação do material e rastreabilidade do lote, quando necessário;
- Relatório de microsecção de acordo com o plano de amostragem acordado;
- Dados de medição do acabamento superficial quando exigidos contratualmente;
- Verificação por retroperfuração ou profundidade controlada para características críticas;
- Declarações RoHS, REACH ou outras aplicáveis ao produto fornecido;
- registros de primeiro artigo ou qualificação;
- Dados de serialização e rastreabilidade de lotes de produção.
Nível de rastreabilidade e retenção
A norma IPC-1782 fornece uma estrutura para os níveis de rastreabilidade, mas não cria uma regra universal de retenção de dez anos para todas as placas de circuito impresso (PCBs). O período de retenção, a granularidade dos dados e o acesso são determinados pelo contrato com o cliente, pelo sistema regulatório e pelos procedimentos de qualidade do fornecedor. A cotação deve identificar quaisquer requisitos incomuns de retenção ou de registro digital, pois eles afetam o escopo da administração e da auditoria.
Último lançamento
A liberação do envio confirma que as operações e inspeções necessárias foram concluídas, as não conformidades foram resolvidas, as quantidades correspondem, a embalagem protege o acabamento e as condições sensíveis à umidade, quando aplicável, e a documentação necessária está anexada ou disponível. O método de embalagem, a selagem a vácuo, o dessecante, o indicador de umidade e a marcação de prazo de validade dependem do acabamento, do período de armazenamento e da especificação do cliente.
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