Fallos comunes de los PCB: Causas, síntomas y soluciones

Los fallos de las placas de circuito impreso rara vez son aleatorios.
En la mayoría de los casos, los fallos son el resultado de decisiones de diseño, elección de materiales o limitaciones del proceso de fabricación.

Comprender los modos habituales de fallo de las placas de circuito impreso ayuda a los ingenieros:

• Identificar más rápidamente las causas profundas
• Mejorar el diseño para la fabricación (DFM)
• Reduzca los fallos sobre el terreno y los costes de garantía

Este artículo ofrece una visión práctica de los fallos más comunes de las placas de circuito impreso, sus síntomas y cómo se previenen en la fabricación moderna de placas de circuito impreso.

¿Qué es un fallo de PCB?

Un fallo de PCB se produce cuando una placa deja de cumplir sus requisitos eléctricos, mecánicos o de fiabilidad.

Pueden aparecer fallos:

• Durante las pruebas eléctricas
• Durante el montaje de la placa de circuito impreso
• Después del ciclo térmico
• En el mundo real

Muchos fallos se originan mucho antes de que se encienda la placa de circuito impreso.

Circuitos abiertos y cortocircuitos

Síntomas típicos

• Fallo de la prueba eléctrica
• No hay continuidad de la señal
• Trayectorias de corriente inesperadas

Causas comunes

• Cobreado incompleto
• Grabado excesivo o insuficiente
• Registro erróneo de la capa interna

Métodos de prevención

• Procesos de grabado controlados
• Pruebas eléctricas (prueba E)
• Inspección AOI durante la fabricación

Relacionado: Explicación de los ensayos eléctricos de PCB

Delaminación

Por delaminación se entiende la separación entre capas de PCB o entre el cobre y el material dieléctrico.

Síntomas

• Formación de ampollas durante la soldadura
• Huecos internos visibles por rayos X
• Resistencia mecánica reducida

Causas profundas

• Absorción excesiva de humedad
• Parámetros de laminación inadecuados
• Selección de materiales incompatibles

Guía en profundidad:
Causas y prevención de la delaminación de PCB

Delaminación

Por delaminación se entiende la separación entre capas de PCB o entre el cobre y el material dieléctrico.

Síntomas

• Formación de ampollas durante la soldadura
• Huecos internos visibles por rayos X
• Resistencia mecánica reducida

Causas profundas

• Absorción excesiva de humedad
• Parámetros de laminación inadecuados
• Selección de materiales incompatibles

Guía en profundidad:
Causas y prevención de la delaminación de PCB

Fallos del filamento anódico conductor (CAF)

El CAF es un modo de fallo latente que se desarrolla con el tiempo.

Características

• Rotura progresiva del aislamiento
• A menudo aparece después de meses o años
• Activado por la humedad y la tensión de polarización

Factores contribuyentes

• Exposición a la fibra de vidrio
• Zonas ricas en resina
• Entornos de alta humedad

Desglose técnico:
Explicación del fallo del CAF en el PCB

Máscara de soldadura y fallos relacionados con la superficie

Aunque a menudo se pasan por alto, los defectos superficiales pueden causar verdaderos problemas funcionales.

Ejemplos

• Agrietamiento de la máscara de soldadura
• Mala adherencia
• Exposición a la corrosión

Prevención

• Preparación adecuada de la superficie
• Procesos de curado controlados
• Comprobación de la compatibilidad de los materiales

Cómo se realiza el análisis de fallos de PCB

Cuando se producen fallos, los fabricantes utilizan métodos de análisis estructurados.

Las herramientas más comunes son:

• Análisis transversal
• Inspección por rayos X
• Pruebas de estrés térmico
• Pruebas eléctricas

Resumen de métodos:
Explicación de los métodos de análisis de fallos de PCB

Papel del control del proceso de fabricación

La mayoría de los fallos de PCB son evitable.

Las principales áreas de control son:

• Perfiles de laminación
• Espesor del cobreado
• Almacenamiento y manipulación de materiales
• Cobertura de inspecciones y pruebas

Fabricantes como TOPFAST integran la información sobre fallos en la mejora continua de los procesos, en lugar de tratar los fallos como hechos aislados.

Decisiones de diseño que aumentan el riesgo de fallo

Las opciones de diseño influyen mucho en la probabilidad de fallo.

Entre las prácticas de diseño de alto riesgo se incluyen:

• Dieléctricos extremadamente finos
• Anillos anulares mínimos
• Vías de alta relación de aspecto
• Espacios reducidos en entornos húmedos

Perspectiva de diseño:
Directrices de diseño de calidad y fiabilidad de las placas de circuito impreso

Conclusión

Los fallos de las placas de circuito impreso rara vez se deben a un único factor.
Suelen ser el resultado de interacciones entre diseño, materiales y procesos de fabricación.

Comprender los modos de fallo habituales permite a los ingenieros

• Diseñar placas de circuito impreso más robustas
• Seleccionar los materiales adecuados
• Aplicar las estrategias de inspección y ensayo adecuadas

Este artículo sirve de base a la Análisis de fallos de PCB grupo de contenidos.

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