O que determina a qualidade dos PCB? Explicação dos factores de fabrico e conceção

A qualidade dos PCB não é definida por um único passo de inspeção ou resultado de teste.
É o resultado cumulativo das decisões de conceção, seleção de materiais, controlo do processo de fabrico e gestão da qualidade.

Um PCB que passe nos testes eléctricos pode ainda assim falhar prematuramente se os riscos de qualidade forem introduzidos mais cedo no processo de fabrico.

Este artigo explica o que determina verdadeiramente a qualidade dos PCBnuma perspetiva de engenharia e fabrico.

Para o contexto da indústria transformadora, ver:
Explicação do processo de fabrico de PCB

O que significa realmente "Qualidade PCB"?

A qualidade da placa de circuito impresso refere-se normalmente à capacidade da placa para:

• Cumprir as especificações eléctricas
• Manter a integridade mecânica
• Resiste a tensões térmicas e ambientais
• Ter um desempenho fiável ao longo da sua vida útil prevista

A qualidade está intimamente ligada a fiabilidadee não apenas a funcionalidade inicial.

Factores de conceção que afectam a qualidade dos PCB

A conceção define a margem de fabrico.

Os principais factores de qualidade relacionados com a conceção incluem

• Largura e espaçamento do traço
• Estrutura da via e rácio de aspeto
• Equilíbrio e simetria das camadas
• Precisão de impedância controlada
• Distribuição do cobre

As concepções que ultrapassam os limites do processo reduzem o rendimento do fabrico e a fiabilidade a longo prazo.

Relação conceção-custo-qualidade:
Factores de custo de conceção de PCB

Seleção de materiais e impacto na qualidade

A escolha do material afecta diretamente:

• Estabilidade térmica
• Resistência à humidade
• Consistência dieléctrica
• Resistência mecânica

Materiais de baixa qualidade ou incompatíveis aumentam o risco de:

• Delaminação
• CAF (Filamento Anódico Condutor)
• Avaria dieléctrica

Relação material-custo-fiabilidade:
Material da placa de circuito impresso e custo das camadas

Controlo do processo de fabrico

A qualidade dos PCB depende da consistência com que os processos de fabrico são controlados.

As etapas críticas do processo incluem:

• Precisão da imagem da camada interior
• Precisão de perfuração
• Uniformidade do revestimento de cobre
• Consistência da gravura
• Pressão e temperatura de laminação

A variação do processo é uma das principais causas de defeitos ocultos de fiabilidade.

Detalhe do processo:
Discriminação dos custos de fabrico de PCB

O rendimento e a qualidade estão intimamente ligados

O rendimento é um indicador mensurável da estabilidade da qualidade.

O baixo rendimento é frequentemente um sinal:

• Instabilidade do processo
• Incompatibilidade entre a conceção e o fabrico
• Limites de controlo insuficientes

Os processos de alto rendimento tendem a produzir PCB mais fiáveis ao longo do tempo.

Inspeção e ensaio como portas de qualidade

A inspeção e os testes ajudam a detetar defeitos, mas não criam qualidade.

Os controlos de qualidade mais comuns incluem:

• Inspeção ótica automatizada (AOI)
• Ensaios eléctricos
• Inspeção por raios X (para HDI)
• Análise de secções transversais

A inspeção é mais eficaz quando associada a processos estáveis a montante.

Qualidade da placa de circuito impresso vs. custo de fabrico da placa de circuito impresso

Maior qualidade nem sempre significa maior custo.

De facto:

• Processos estáveis reduzem o retrabalho
• Maior rendimento reduz o custo efetivo
• Menos falhas no terreno reduzem o custo total de propriedade

Equilíbrio custo-qualidade:
Explicação do custo de fabrico de PCB

O papel do fabricante na garantia de qualidade

Os fabricantes de PCB desempenham um papel fundamental nos resultados de qualidade:

• Aplicação das regras DFM
• Monitorização da capacidade do processo
• Controlo do aprovisionamento de materiais
• Análise de dados de rendimento e de falhas

Na TOPFAST, a gestão da qualidade centra-se em prevenção de defeitos ao nível do processoem vez de se basear apenas na inspeção de fim de linha.

Conclusão

A qualidade dos PCB é o resultado de disciplina de conceção, integridade dos materiais, controlo do fabrico e gestão sistemática da qualidade.

Compreender o que determina a qualidade dos PCB ajuda os engenheiros e os compradores a tomar decisões informadas que melhoram a fiabilidade sem aumentos de custos desnecessários.

Este artigo constitui a base do Qualidade e fiabilidade de PCB agrupamento de conteúdos.

FAQ: Determinantes da qualidade dos PCB