Falhas comuns de PCB: Causas, sintomas e soluções

As falhas de PCB raramente são aleatórias.
Na maioria dos casos, as falhas são o resultado de decisões de conceção, escolhas de materiais ou limitações do processo de fabrico.

Compreender os modos comuns de falha de PCB ajuda os engenheiros:

• Identificar as causas principais mais rapidamente
• Melhorar a conceção para fabrico (DFM)
• Reduzir as falhas no terreno e os custos de garantia

Este artigo fornece uma visão geral prática das falhas mais comuns de PCB, dos seus sintomas e da forma como são evitadas no fabrico moderno de PCB.

O que é uma falha de PCB?

Uma falha de PCB ocorre quando uma placa deixa de cumprir as suas requisitos eléctricos, mecânicos ou de fiabilidade.

Podem surgir falhas:

• Durante os ensaios eléctricos
• Durante a montagem da placa de circuito impresso
• Após o ciclo térmico
• Em funcionamento no mundo real

Muitas falhas têm origem muito antes de a placa de circuito impresso ser ligada.

Circuitos abertos e curtos-circuitos

Sintomas típicos

• Falha no teste elétrico
• Sem continuidade de sinal
• Caminhos de corrente inesperados

Causas comuns

• Revestimento de cobre incompleto
• Sobrecondicionamento ou subcondicionamento
• Erro de registo da camada interior

Métodos de prevenção

• Processos de gravação controlados
• Ensaios eléctricos (E-test)
• Inspeção AOI durante o fabrico

Relacionadas: Explicação dos testes eléctricos de PCB

Delaminação

A delaminação refere-se à separação entre camadas de PCB ou entre o cobre e o material dielétrico.

Sintomas

• Formação de bolhas durante a soldadura
• Vazios internos visíveis por raios X
• Resistência mecânica reduzida

Causas de base

• Absorção excessiva de humidade
• Parâmetros de laminação incorrectos
• Seleção de material incompatível

Guia pormenorizado:
Causas e prevenção da delaminação de PCB

Delaminação

A delaminação refere-se à separação entre camadas de PCB ou entre o cobre e o material dielétrico.

Sintomas

• Formação de bolhas durante a soldadura
• Vazios internos visíveis por raios X
• Resistência mecânica reduzida

Causas de base

• Absorção excessiva de humidade
• Parâmetros de laminação incorrectos
• Seleção de material incompatível

Guia pormenorizado:
Causas e prevenção da delaminação de PCB

Falhas do filamento anódico condutor (CAF)

A CAF é um modo de falha latente que se desenvolve ao longo do tempo.

Caraterísticas

• Rutura progressiva do isolamento
• Aparece frequentemente após meses ou anos
• Desencadeada pela humidade e pela polarização da tensão

Factores contribuintes

• Exposição à fibra de vidro
• Zonas ricas em resina
• Ambientes com elevada humidade

Repartição técnica:
Explicação do fracasso da CAF no PCB

Falhas relacionadas com a máscara de solda e a superfície

Embora muitas vezes ignorados, os defeitos relacionados com a superfície podem causar problemas funcionais reais.

Exemplos

• Fissuras na máscara de soldadura
• Fraca aderência
• Exposição à corrosão

Prevenção

• Preparação correta da superfície
• Processos de cura controlados
• Controlo da compatibilidade dos materiais

Como é efectuada a análise de falhas de PCB

Quando ocorrem falhas, os fabricantes utilizam métodos de análise estruturados.

As ferramentas mais comuns incluem:

• Análise de secções transversais
• Inspeção por raios X
• Ensaios de stress térmico
• Ensaios eléctricos

Resumo dos métodos:
Explicação dos métodos de análise de falhas de PCB

Papel do controlo do processo de fabrico

A maioria das falhas de PCB são evitável.

As principais áreas de controlo incluem:

• Perfis de laminação
• Espessura do revestimento de cobre
• Armazenamento e manuseamento de materiais
• Cobertura das inspecções e dos ensaios

Fabricantes como a TOPFAST integram o feedback de falhas na melhoria contínua do processo, em vez de tratarem as falhas como acontecimentos isolados.

Decisões de conceção que aumentam o risco de falha

As escolhas de conceção influenciam fortemente a probabilidade de falha.

As práticas de conceção de alto risco incluem:

• Dieléctricos extremamente finos
• Anéis anulares mínimos
• Vias de elevado rácio de aspeto
• Espaçamento apertado em ambientes húmidos

Perspetiva de conceção:
Diretrizes de conceção da qualidade e fiabilidade dos PCB

Conclusão

As falhas de PCB raramente são causadas por um único fator.
São geralmente o resultado de interações entre conceção, materiais e processos de fabrico.

A compreensão dos modos de falha comuns permite aos engenheiros

• Conceber placas de circuito impresso mais robustas
• Selecionar materiais adequados
• Aplicar as estratégias corretas de inspeção e ensaio

Este artigo serve de base para o Análise de falhas de PCB agrupamento de conteúdos.

FAQ sobre falhas comuns de PCB