Archive: February 28, 2023

Software DFM para PCB en los procedimientos de diseño y fabricación

¿Busca un software DFM en el proceso de diseño y fabricación? En este artículo descubrirá cuál es el mejor software DFM para su proyecto.

El diseño para fabricación de PCB (DFM) es un proceso de ingeniería que permite a los ingenieros crear una PCB para satisfacer las demandas del producto. El software DFM de diseño proporciona un conjunto claro y conciso de directrices mediante las cuales los diseñadores pueden crear sus diseños de PCB. Un análisis DFM es esencial para verificar si el diseño cumple los requisitos.

Comprender el Diseño para Fabricación (DFM) y sus ventajas es crucial para los diseñadores de PCB. En primer lugar, aprenda por qué es importante el DFM, cómo conseguir un buen DFM y cómo se traduce en el diseño de la PCB. Esperamos que esta información le resulte útil a la hora de desarrollar su próximo proyecto. Lea también nuestro artículo sobre la importancia de las herramientas de diseño de PCB. Por último, aquí tiene algunas razones por las que debería utilizar DFM en su diseño de PCB.

Qué significa el diseño para fabricación y sus ventajas

Aunque el coste final de un producto viene determinado en última instancia por los costes de capital y los gastos generales, hasta el 80% del coste final depende de su diseño. Por tanto, reducir el coste de un producto antes de que salga de la fábrica es fundamental para garantizar un producto final competitivo. Tal es el objetivo de la DFM y el ensamblaje de PCB, un enfoque formal del análisis de costes.

Cuando diseñamos placas de circuito impreso, nuestro objetivo es que sean lo más pequeñas y ligeras posible. Esto se debe a que queremos reducir el tamaño para recortar los costes de material. Sin embargo, también tenemos que asegurarnos de que la PCB tenga un aspecto estético agradable y no pierda ninguna funcionalidad o, peor aún, tenga una funcionalidad reducida debido a las limitaciones de tamaño. El objetivo no es sólo ahorrar el creciente coste, sino garantizar que el producto final siga siendo estéticamente agradable.

Resumen rápido

DFM es un proceso que simplifica los procesos de fabricación y produce un producto mejor con menos costes. Idealmente, la DFM debería aplicarse al principio del ciclo de desarrollo e implicar a todo el equipo de desarrollo del producto, incluidos los diseñadores de hardware. Sin embargo, aplicar DFM al final del ciclo de desarrollo de un producto puede suponer mucho peso, coste y complicaciones añadidos. En cambio, podemos incorporarla fácilmente al proceso de diseño y fabricación de placas de circuito impreso.

Al tener en cuenta las necesidades del producto final, el diseño de una placa de circuito impreso puede beneficiarse del proceso de fabricación optimizado. Idealmente, los ingenieros diseñan las placas de circuito impreso para reducir los errores de montaje de los componentes. Por ejemplo, el proceso de montaje será lento si los componentes son de difícil acceso. Del mismo modo, si un componente es difícil de montar, puede ser necesario sustituirlo. Diseñar para la accesibilidad reduce los costes de producción y aumenta el rendimiento.

Aunque las ventajas de la DFM de PCB son obvias, los beneficios superan a los costes. El uso de equipos y procesos CM que puede modificar fácilmente en función de las necesidades de fabricación se reducirá significativamente, al tiempo que se reducen los costes de producción y los plazos de entrega. Además, las ventajas de utilizar el diseño del producto para la fabricación incluyen un menor coste, una mayor calidad, una puesta a punto más rápida y un plazo de entrega reducido. De este modo, un producto puede ser más fiable y menos costoso.

El flujo de diseño

El flujo de diseño consta de tres fases principales: fase de recopilación de requisitos, fase esquemática y fase de diseño. La fase de recopilación de requisitos reúne principalmente la información necesaria para diseñar la placa de circuito impreso. Debe reunir y verificar todos los componentes que utilizará en la placa de circuito impreso. La fase esquemática se completa primero antes de pasar al diseño, para que los ingenieros se hagan una idea de cuánto espacio se necesitará para cada parte del equipo, como resistencias, condensadores e incluso circuitos integrados si son complejos (debido al número de pines). Puedes comprobar y verificar las directrices DFM PCB durante la fase de esquematización.

La verificación en línea de las directrices DFM no debe limitarse a comprobar que todos los componentes encajan en una PCB, sino que lo más importante es asegurarse de que el diseño es un buen diseño, que será estable, fiable y sin problemas. Hay varias comprobaciones DFM que deben realizarse durante esta fase de diseño y que ayudarán a garantizar un buen diseño de PCB.

La creación de prototipos permite a los diseñadores probar múltiples prototipos de un diseño e identificar fallos en el mismo. La precisión de los prototipos les permite minimizar los costes de diseño y acortar el tiempo del proceso de producción. Además, una PCB con un DFM adecuado será más fácil de fabricar. Con las nuevas tecnologías, resulta más fácil diseñar y fabricar un prototipo que un diseño que no cumpla los criterios de DFM.

¿Por qué es importante la DFM en el diseño de PCB?

¿Qué es DFM? El término se refiere a una serie de procesos de diseño. A algunos les gusta dividirlo en dos áreas: diseño para fabricación y diseño para montaje. Pero engloba todas ellas. Seguir las directrices DFM para PCB puede ayudarle a evitar reprocesamientos y acelerar el proceso de fabricación.

En el pasado, las reglas de holgura de las placas de circuito impreso eran sencillas. Hoy en día, los diferentes componentes y áreas de la placa requieren diferentes reglas de holgura. Además, las distintas técnicas de fabricación también requieren reglas de DFM diferentes. Hacer un seguimiento de estas reglas es una tarea desalentadora para los diseñadores. Por no hablar de que la mayoría de las herramientas de diseño de PCB no tienen las funciones necesarias para realizar un seguimiento de estas reglas. Pero unas pocas cosas pueden hacer de DFM una parte crucial de su proceso de diseño de PCB.

La importancia de DFM

En primer lugar, la DFM permite eliminar errores en el diseño de PCB. Por ejemplo, un error común es no dejar suficiente espacio libre en el borde de la PCB. Si esto ocurre, el cobre de la placa puede corroerse sin una capa protectora. También es posible que tenga que revalidar la funcionalidad y realizar cambios sustanciales en el diseño. Por eso, los diseñadores de PCB deben conocer la lista de comprobación DFM antes de sumergirse en el proceso de diseño.

La DFM ayuda a los fabricantes a incorporar componentes que antes se destinaban a placas más grandes en placas más pequeñas. Puede ser una tarea compleja que puede acabar con problemas de holgura en los bordes y trampas de ácido. Con la ayuda de DFM, puede mantener las especificaciones de su diseño en una disposición funcional. El producto final será mucho más fiable y eficiente. El proceso DFM reducirá los costes de fabricación y mejorará su competitividad. Y es una parte integral de la fabricación de nuevos productos.

La DFM permite a los fabricantes eliminar las costosas paradas de producción y las tiradas desperdiciadas. También les ayuda a evitar la fabricación de productos defectuosos, que pueden dar lugar a múltiples demandas, quejas de los clientes y publicidad negativa. También identifica métodos alternativos para fabricar medidas únicas que son difíciles de conseguir con el arsenal industrial convencional. Como resultado, también obtendrá una mejor calidad del producto y menos residuos, ya que DFM se asegurará de que no acabe con un producto defectuoso que no funciona.

Cómo ayudan las herramientas de diseño de PCB a lograr una buena DFM

Cuando se trata de diseño de PCB, el uso de DFM y un buen enrutamiento es esencial para el éxito de la fabricación. DFM significa que la placa satisface todas las necesidades de su fabricante. Para conseguirlo, los diseñadores deben seguir las directrices DFM de su sector. Allegro PCB Designer de Cadence dispone de estas herramientas y es una excelente elección para DFM.

El esquema es una parte importante del diseño global. Es un plano de una placa que describe sus componentes. Los programas de diseño de PCB como Quadcept permiten crear esquemas y listas de materiales directamente desde la herramienta. Además, existe una versión comunitaria gratuita de esta herramienta. Para crear un esquema, es necesario conocer los componentes y sus valores.

Un buen diseño comienza con la configuración adecuada de las capas de la placa. Los ingenieros de diseño han pasado sus carreras equilibrando las necesidades de los circuitos con los requisitos de fabricación. Pero introducir los datos de apilamiento en el diseño es una tarea difícil. Para superar este reto, los diseñadores deben utilizar herramientas de diseño de PCB que les ayuden a incorporar estos datos a su diseño de PCB. Estas herramientas pueden ayudarle a conseguir un mejor diseño para la fabricación.

Las herramientas de diseño

Cuando se trata de herramientas de diseño de PCB, una de las mejores opciones es FreePCB, un editor gratuito de código abierto que permite a los usuarios crear y modificar PCB con facilidad. Es fácil de usar, tiene una rica biblioteca de componentes y es capaz de realizar trabajos de calidad profesional. Otra opción es Eagle, un potente paquete profesional que combina la introducción de esquemas y el diseño de PCB en un solo programa.
Otra opción es EasyEDA. Este software de diseño de PCB es fácil de usar y admite archivos Excel y Gerber. Además, este software es compatible con el sistema operativo Microsoft Windows.
A la hora de crear diseños de PCB, es importante recordar que todo empieza con las necesidades del cliente. A continuación, el ingeniero electrónico debe traducir las necesidades del cliente al lenguaje de la lógica electrónica. Sólo después pueden diseñar la placa de circuito impreso para satisfacer las necesidades del cliente. De ahí que sea esencial lograr un buen diseño para la fabricación.

Las normas DFM y la soldadura reflow

¿Cuáles son las reglas de la soldadura por reflujo? En primer lugar, veamos algunos de los puntos clave sobre DFM y la herramienta que necesita. En última instancia, la mejor forma de diseñar las placas de circuito impreso para la soldadura por reflujo es empezar por los componentes que se van a conectar y, a partir de ahí, trabajar hacia atrás. Independientemente de que fabrique las placas de circuito impreso con la técnica DFM o con una técnica diferente, hay consideraciones de diseño importantes que debe tener en cuenta antes de empezar a soldar por reflujo.

¿Qué es la herramienta DFM?

Antes, las reglas de holgura de las PCB eran fáciles de definir. Ahora, las reglas DFM difieren en función de la colocación de los componentes, el área de la placa y la técnica de fabricación. Estas múltiples reglas son difíciles de seguir y mantener en orden, especialmente cuando no se han configurado la mayoría de las herramientas de diseño de PCB para controlarlas. Por suerte, existe una solución: Allegro PCB Designer. Allegro puede supervisar la colocación de serigrafías y otras condiciones que pueden afectar al diseño de la placa. Por desgracia, también puede generar archivos Gerber.

El primer paso es elegir la configuración correcta de apilamiento de capas de la placa. Este proceso equilibra las necesidades de los circuitos con los requisitos de fabricación. Los diseñadores llevan décadas perfeccionando las configuraciones de apilado, pero no es fácil dar con la correcta. La buena noticia es que las normas actuales de DFM facilitan mucho el proceso. DFM es la última tendencia en la fabricación de PCB.

Comprobaciones DFM

La comprobación DFM es un paso importante antes de los procesos de fabricación de PCB porque las discrepancias en el diseño pueden causar problemas en el montaje. Por ejemplo, un conector mal diseñado podría levantar un componente de la placa durante el montaje. Las comprobaciones DFM detectarán estos problemas de diseño antes de que las placas lleguen a la línea de fabricación. Al identificar las discrepancias de diseño con antelación, las placas de circuito impreso pueden fabricarse y probarse con la máxima calidad. Considere la posibilidad de realizar comprobaciones DFM si desea acelerar el proceso de fabricación de PCB.

Cada vez hay más herramientas DFM disponibles en el mercado, por lo que es importante utilizarlas correctamente. Utilizar un software de análisis DFM le ayudará a determinar qué capas de su PCB tienen problemas de fabricación, y puede ahorrarle tiempo y dinero. Una lista de comprobación DFM también puede verificar que puede fabricar el diseño eléctrico en grandes volúmenes. El sistema de lista de comprobación DFM de RayMing ofrece cinco aspectos para la calidad de la PCB: capa única, capas múltiples, serigrafía, perforación y tierra/energía.

Puentes de soldadura y anillos anulares

Un puente de soldadura o un anillo anular se produce entre dos contactos adyacentes durante el proceso de soldadura por reflujo. Puede producirse un puente de soldadura si las patillas están muy juntas o si existe un gran agujero o una almohadilla superficial entre las patillas adyacentes. Ambos factores aumentan la probabilidad de que se produzca un puente. Para evitar los puentes, el proceso de soldadura debe seguir una dirección específica.

La propiedad humectante de una aleación significa que el metal debe estar dentro de un rango de temperatura eutéctica para formar una unión soldada. Nos referimos a estas condiciones como condiciones objetivo, mientras que las condiciones no conformes se denominan defectuosas.

Cómo se traducen los informes DFM en el diseño de PCB

Comprender cómo se aplica DFM al diseño de placas de circuito impreso puede ayudarle a mejorar sus procedimientos de fabricación. Este método tiene en cuenta factores que afectan al proceso de fabricación, como la colocación y soldadura de componentes. Este proceso incluye especificaciones generales del fabricante y requisitos específicos para un fabricante concreto. DFM es una parte importante del flujo de trabajo del diseño a la fabricación y se aplica a las etapas clave del proceso. DFM implica diferentes factores para garantizar una producción de PCB de alta calidad y a la primera.

Flujo de señales

La DFM también se ocupa del flujo de señales. Dado que todos los componentes eléctricos deben pasar por un conector, el diseño físico debe permitir un flujo de señales adecuado. Los bucles de señal pueden provocar EMI, y la conducción cruzada puede producir efectos no deseados. Para evitar este problema, aplique una adecuada referencia a tierra y un blindaje sencillo para reducir la generación de ruido. Los servicios de planos de PCB deben estar familiarizados con las normas IPC.

Gestión térmica

Cuando hay zonas sensibles al calor en una placa de circuito impreso (puntos calientes), la gestión térmica es importante para garantizar que los componentes no superen su temperatura máxima de funcionamiento permitida. Si los componentes de la placa de circuito impreso alcanzan su temperatura máxima de funcionamiento permitida, se dañarán o destruirán durante el funcionamiento normal del circuito, lo que puede afectar a su funcionamiento. Por lo tanto, la gestión térmica ayuda a prevenir daños y garantiza que no se superen las temperaturas máximas de funcionamiento.

Entorno de uso

Al diseñar para la fabricación, los ingenieros deben tener en cuenta el entorno que ocupará el producto. Éste influirá en el tipo de material utilizado y en la forma del dispositivo. Por ello, el diseño debe ser adecuado para diversos entornos, incluida una amplia gama de temperaturas y climas.

Además, debe ser adaptable para facilitar su montaje de diversas maneras. Por último, no basta con pensar en la colocación del producto, ya que puede afectar a la capacidad de funcionamiento del dispositivo.

El proceso DFM elimina errores comunes en el diseño de PCB, como no dejar suficiente espacio en los bordes. Sin la holgura adecuada en los bordes, la zona de las almohadillas de cobre puede corroerse. El corte final también puede eliminar esta capa protectora. Cuando esto ocurre, la placa puede acabar con errores DFM. Además, puede causar problemas durante el proceso de fabricación. Un buen procedimiento DFM garantizará que el diseño de su placa de circuito impreso esté listo para pasar a la fase de fabricación.

Tutorial de diseño BGA: ¿Cuáles son las directrices para el trazado BGA?Tutorial de diseño BGA

A día de hoy, el estándar a la hora de empaquetar diferentes dispositivos multifuncionales avanzados como microprocesadores y FPGAs son los BGAs (Ball Grid Arrays).

Los paquetes BGA se pueden dividir en micro BGA y BGA estándar. Con la tecnología electrónica de hoy en día, la demanda de disponibilidad de entrada/salida plantea algunos retos, incluso para los diseñadores de PCB con experiencia.

En este artículo, le daremos algunas directrices sobre la aplicación de enrutamiento BGA, los desafíos de enrutamiento BGA y estrategias para ayudar a superar los desafíos con el diseño de PCB BGA.

Directrices de enrutado BGA

Debido al continuo aumento de la demanda por parte de los consumidores de dispositivos electrónicos más pequeños con una gran funcionalidad, los diseñadores de PCB siguen inclinándose por los BGA (Ball Grid Arrays). Por este motivo, hemos decidido ofrecerle algunas directrices de enrutamiento BGA para ayudarle.

El uso de BGAs permitirá a los diseñadores de PCB el uso de placas de circuito impreso con mayor funcionalidad en productos más pequeños. Normalmente, los BGA deben utilizarse en placas de circuito impreso multicapa en las que las vías son útiles para el encaminamiento de señales entre las capas de cobre. Parece difícil que el encaminamiento de los BGA se produzca en diseños complejos de la disposición de las placas de circuito impreso.

Con las vías, es seguro que el proceso de diseño de la placa de circuito impreso tendrá cierta flexibilidad, y el proceso de montaje y fabricación de la placa de circuito impreso tendrá cierta complejidad. Del mismo modo que existen restricciones de colocación, consideraciones de tolerancia, así como las mejores prácticas para las trazas y el diseño, lo mismo ocurre con las conexiones BGA que utilizan vías.

Cuando se aplican las mejores prácticas para el enrutamiento BGA, puede estar seguro de que las placas de circuito impreso no serán demasiado susceptibles a los desafíos, lo que podría afectar a la funcionalidad y la fabricación.

¿Cuáles son los retos del fresado BGA?

El fresado BGA plantea algunos problemas que deben tenerse en cuenta al diseñar la placa de circuito impreso. De todos ellos, el más importante tiene que ver con garantizar la fiabilidad, la fabricabilidad y optimizar la integridad de la señal de la placa.

Fiabilidad

La fiabilidad de su placa tiene que ver con la calidad de la construcción de la placa y cómo su diseño se sincroniza con las capacidades del fabricante de PCB trabajando con buenas prácticas de diseño para la fabricación (DFM).

No sobrepasar los límites o sincronizarlos demasiado podría dar como resultado una placa de circuito impreso que no funcione de acuerdo con el diseño o que, en un momento dado, pueda fallar una vez desplegada para su uso.

El grosor de la máscara de soldadura, la estructura del grano de cobre, el grosor del recubrimiento y el peso del cobre son problemas relacionados con el material, que provocan el fallo de la placa sobre el terreno.

Además, el trazado de las pistas, que incluye la elección de las vías, también puede afectar al funcionamiento, con los consiguientes costes de sustitución y retirada. La aplicación de la comprobación DFM en Rayming PCB, que integra estas consideraciones en cualquier placa, que incluye Ball Grid Arrays, alineará el diseño de la disposición de la PCB con las capacidades del fabricante de la placa.

Fabricabilidad

Además de determinar las capas de señal disponibles (referencia y señal) para ayudar a optimizar la integridad de la señal, es necesario considerar la fabricabilidad del esquema BGA. Existen algunas directrices y restricciones específicas. Esto depende de las conexiones de enrutamiento de la BGA externamente, así como entre sí.

Los tamaños de las vías, los ángulos de paso, la separación entre pasos de BGA, el tipo de perforación de los orificios y las capas de señal disponibles están limitados por las capacidades del fabricante de PCB.

Integridad de la señal

Uno de los principales problemas de la integridad de la señal tiene que ver con el control de la impedancia. Esto afecta a las reflexiones y a la transmisión. El control de la impedancia es posible haciendo coincidir el ancho de traza entre las líneas de retorno y avance, utilizando el grosor dieléctrico adecuado e instalando también un plano de referencia entre las capas de señal.

Además, la instalación de planos de tierra o de referencia entre las trazas de señal adyacentes también es eficaz para reducir la diafonía. Si las señales de ruta permanecen en una sola capa superficial, entonces es importante mantener el espacio entre las trazas.

Consideremos ahora algunas opciones que pueden mejorar la fabricabilidad de la placa de circuito impreso y la integridad de la señal de la placa

Opciones de vías BGA

Cuando diseñe su esquema para el encaminamiento BGA, el primer paso es conocer las capas de señal necesarias basándose en las consideraciones de la integridad de la señal. Asegúrese de añadir los planos de referencia donde sea necesario. Con el proceso de diseño de la placa de circuito impreso de giro rápido, en pocos días dispondrá de capas de circuito impreso con un grosor de 30 capas.

Además, el siguiente paso disponible es determinar las formas de enrutar estas señales BGA. Hay algunas opciones disponibles. Sin embargo, antes de decantarte por una estrategia concreta, asegúrate de echar un vistazo a cómo repercutirá cada una de ellas en el diseño de la PCB.

Veamos rápidamente qué es una vía pasante y una vía ciega.

Vía pasante

El enrutado a través de agujeros es un método convencional para conectar las vías de paso. Se extiende por toda la placa. Con las vías pasantes se consigue una gran integridad de la señal y su implementación es sencilla. Sin embargo, uno de sus inconvenientes es que necesitan mucho espacio en comparación con los demás.

Vías ciegas

Cuando el encaminamiento se realiza directamente desde la matriz de rejilla de bolas, las vías ciegas ofrecen una alternativa a los taladros pasantes. Las vías ciegas ofrecen la ventaja de incorporar vías escalonadas, apiladas o combinadas.

En el caso de las vías apiladas, el diseño es más denso. Sin embargo, en el caso de las vías escalonadas, no es necesaria la alineación precisa que requieren las vías apiladas. Teniendo en cuenta la fabricación de la placa de circuito impreso, las tolerancias garantizan que las vías escalonadas se implementen de forma sencilla.

Al final, hay que determinar si conviene utilizar el encaminamiento dogbone o el encaminamiento via-in-pad. Estas son las ventajas y desventajas en cuanto a espacio y complejidad que debes tener en cuenta.

Enrutamiento Dogbone

Para este tipo de enrutamiento, la vía se neutraliza de su pad y se conecta a través de una traza corta. Esto crea una forma similar a la de un hueso de perro. Además, el enrutamiento de hueso de perro no tiene que ser tapado y rellenado como un proceso necesario para el enrutamiento de vía en pad, por lo tanto la fabricación de pcb es más rápida y menos compleja en contraste con la vía en pad.

Además, puede haber diseños complejos, y a veces puede no estar claro, qué estilo de vía es el apropiado. Esta es un área en la que el equipo de diseño de Rayming PCB puede ayudar. La elección del encaminamiento BGA afecta significativamente a la integridad de la señal, así como al tiempo de fabricación de la placa.

Al aplicar las directrices para el enrutamiento BGA, se asegurará de la fabricabilidad de la placa de circuito impreso, así como de reducir el tiempo de fabricación de la placa de circuito impreso.

Enrutado de vías en pads

Puede reducir los requisitos de espacio de las vías pasantes utilizando el enrutamiento vía en placa. La huella de las vías pasantes es pequeña. También presenta un enrutado sencillo; sin embargo, tiene un diseño de PCB complejo.

Las vías ciegas ayudan a mejorar la integridad de la señal, pero su trazado es difícil. Los pasos necesarios para implementar la vía estándar en el pad añaden mucho tiempo al proceso de montaje y fabricación de placas de circuito impreso. El tiempo de fabricación puede incluso duplicarse o triplicarse.

Con el enrutamiento via in pad, se utilizan los tamaños mínimos de pad y orificio via para ahorrar espacio. Como consecuencia de la precisión requerida, puede producirse una rotura. La rotura se produce cuando una vía se extiende fuera de la pastilla. Este problema puede ser importante si la ruptura se produce en el punto de origen de una traza. En estos casos, puede producirse una pérdida de integridad de la señal. Para evitar esto, una alternativa es el enrutamiento dogbone, del que hemos hablado anteriormente.

Estrategias para superar los retos relacionados con el diseño de PCB BGA

Asegúrese de comenzar el diseño de PCB utilizando un BGA. Los BGA suelen ser el procesador principal de un dispositivo. Por lo tanto, pueden tener que interactuar con diferentes componentes presentes en la placa. La práctica común es colocar primero el componente más grande del BGA y luego utilizarlo en la planificación de su diseño de PCB.

Aunque, colocar este componente antes que cualquier otra cosa no es una obligación, tampoco se debe bloquear la ubicación cuando se coloca. Sin embargo, el mayor BGA determina en parte la estrategia de fanout y el número de capas que serán útiles a la hora de enrutar el componente.

Definir rutas de salida adecuadas

Los BGA con un mayor número de capas harán que la planificación de una ruta de salida tenga que ver con el encaminamiento de las trazas a través de muchas filas de patillas. Además, algunas trazas pueden tener señales de alta velocidad, por lo que será necesario espaciarlas adecuadamente para evitar cualquier diafonía.

Asimismo, otras señales pueden ser de configuración más lenta, que pueden acercarse sin ruido excesivo ni riesgo reducido de diafonía.

Alimentación y tierra

Una forma muy fácil y sencilla de gestionar las conexiones de alimentación en la BGA es utilizar raíles de alimentación. Esto puede hacerse en dos o en una sola capa plana. Colocar la alimentación y la masa en las capas adyacentes con una fina separación dieléctrica también ayuda a mantener la integridad de la alimentación ofreciendo una alta capacitancia para el interplano.

Determine la pila de capas de la PCB

Puede utilizar el recuento de E/S BGA y el pinout en un BGA para determinar las capas necesarias para su apilamiento en PCB. Inmediatamente el diseñador determina el ancho de traza, entonces necesita encaminar las líneas de la impedancia controlada en la BGA. Con esto, podrá conocer el grosor de capa y el recuento de capas necesario para mantener la impedancia.

Conclusión

Cualquiera que sea el encaminamiento BGA que elija, tendrá un impacto significativo en la fabricabilidad del diseño PCB y en la integridad de la señal. Además, tenga en cuenta que es muy probable que su elección retrase el tiempo de entrega de la placa. Aplicando las directrices de enrutado BGA, así como el mejor esquema y prácticas de enrutado BGA, puede estar seguro de la fabricabilidad de la placa, así como de la reducción del tiempo de construcción de la PCB.

Material para PCB Arlon 33N: el material fundamental para PCB de alto rendimiento

Las placas de circuito impreso son una parte fundamental de los dispositivos electrónicos. Esta placa sirve de base a la mayoría de los componentes electrónicos. Además, determina la funcionalidad de los dispositivos. Por lo tanto, es crucial utilizar material de alta calidad para su fabricación.

La fabricación de PCB implica el uso de varios materiales. Sin embargo, los laminados de PCB son la materia prima básica utilizada en la fabricación de PCB. El Arlon 33N es uno de los materiales de poliimida más eficaces para la fabricación de PCB. Este artículo se centra en Arlon 33N y en cómo afecta a la fabricación de PCB.

¿Qué es el material Arlon 33N para PCB?

El material de PCB Arlon 33N es un material de poliimida que imita las características de alta fiabilidad y rendimiento del 31N. Este material para PCB es un sistema de poliimida y preimpregnado UL 94 V-0. Además, este material combina las características de alto rendimiento de la poliimida con la retardancia de llama. Además, este material presenta la resistencia de Arlon 31N y 76N. Con sus propiedades ignífugas, este material cumple los requisitos de UL94 V-0.

El sistema de resina es poliimida que presenta una baja expansión en el eje Z a lo largo de excursiones térmicas severas. Por lo tanto, ofrece la integridad de los orificios pasantes chapados. Arlon 33N es mucho más resistente que la poliimida convencional. Además, este material es menos vulnerable a la fractura durante el perfilado y la perforación de orificios. Arlon 33N es otro material seguro para PCB. Este material no contiene materiales cancerígenos. Por lo tanto, no tiene MDA.

Este laminado de PCB de alta Tg reduce el riesgo de defectos latentes de HTP. Arlon es un conocido fabricante de laminados PCB. Por lo tanto, este material se diseñó específicamente para su uso en aplicaciones de PCB de alto rendimiento. Además, debido a las características y ventajas de este material, se utiliza ampliamente en diversas aplicaciones.

Propiedades del material para PCB Arlon 33N

Arlon 33N presenta propiedades que contribuyen a su alto rendimiento y fiabilidad. Por lo tanto, es importante conocer estas propiedades.

Propiedad térmica

La temperatura de descomposición de este material es de 353 °C. Sin embargo, el valor Td con una pérdida de peso del 5% es de 389 °C. Este alto valor de Td contribuye a la fiabilidad térmica y al rendimiento de este material.
Arlon 33N presenta una temperatura de transición vítrea (Tg) excepcional. El valor Tg es superior a 250 °C en TMA.
El CET del eje Z de este material es de 53 ppm/°C por debajo de Tg. Cuando está por encima de Tg, el CTE del eje Z es de 164 ppm/°C. Además, el CTE del eje Z es muy bajo. Por lo tanto, ofrece más ventajas cuando se utiliza en la fabricación de placas de circuito impreso.
La conductividad térmica de Arlon 33N es de 0,200 W/m-K.

Propiedades eléctricas

La constante dieléctrica de este material es de 4,25 a 1 MHz. Se trata de una constante dieléctrica muy alta.
Este material presenta un factor de disipación (Df) muy bajo. El Df es de 0,01 a 1MHz. Esto significa que no absorbe ni descarga calor con facilidad. Arlon 33N es un buen aislante. Por lo tanto, es ideal para aplicaciones de alta temperatura.
La resistividad de volumen de Arlon 33N a (C96/35/90) es de 7,2 x 107 MΩ-cm. Asimismo, la resistividad de volumen a (E24/125) es de 4,5 x 108 MΩ-cm.
La resistividad superficial de este material a (C96/35/90) es de 4,1 x 108 MΩ-cm. Asimismo, la resistividad superficial a (E24/125) es de 1,6 x 109 MΩ-cm.

Propiedades mecánicas

La tasa de absorción de agua es del 0,21%. Este índice es muy bajo. Por lo tanto, el material de PCB Arlon 33N restringe la cantidad de agua que absorberá una placa de circuito. Por lo tanto, este material es adecuado para la fabricación de PCB.
La resistencia al pelado del cobre a temperaturas elevadas es de 7,2 (1,2) Ib/in (N/mm). Asimismo, la resistencia al pelado del cobre después de soluciones de proceso es de 7,5 (1,3) Ib/pulg (N/mm).

Normas de procesamiento para el material de PCB Arlon 33N

Es importante conocer algunas reglas de procesamiento al diseñar Arlon 33N. Estas reglas de procesamiento incluyen:

• Utilizar las prácticas de la industria para procesar las capas internas mediante grabado y decapado.
• Utilizar óxido marrón en las capas internas.
• Asegúrese de ajustar el tiempo de permanencia durante el baño de óxido. Esto ayudará a proporcionar un recubrimiento uniforme.
• Hornee las capas internas entre 107 y 121 grados Celsius antes de la colocación. Además, hornear en una rejilla durante 60 minutos.
• Utilizar permanganato alcalino para desmear con ajustes ideales para poliimida. Sin embargo, el desmear con plasma es mejor para el grabado positivo.
• Arlon 33N es compatible con los procesos de metalizado convencionales.
• Se pueden utilizar parámetros de perfilado estándar. Sin embargo, no es aconsejable utilizar el estilo rompevirutas.
• Hornear a 121 grados Celsius antes del reflujo de soldadura de HASL.

Ventajas del material de PCB Arlon 33N

Este material de PCB proporciona muchas ventajas cuando se utiliza en la fabricación de PCB.

Baja expansión en dirección Z

El material para PCB Arlon 33N presenta una baja expansión en Z. Esto ayuda a mejorar la fiabilidad de los taladros pasantes chapados en placas de circuito impreso multicapa con un mayor número de capas. Además, mejora la fiabilidad de los taladros pasantes en aplicaciones que requieren placas de circuito impreso gruesas con fines mecánicos. Esta característica reduce el riesgo de defectos PTH causados durante la fijación del dispositivo y el reflujo de la soldadura. Además, la baja expansión del eje Z mejora la fiabilidad de la vía en condiciones de ciclos térmicos.

Excelente retención de la resistencia al pelado del cobre

La retención de la resistencia al pelado del cobre de este material es muy alta. Además, permite múltiples ciclos de retrabajo y soldadura. Por lo tanto, es adecuado para aplicaciones que requieren reparaciones sobre el terreno.

Aprobación industrial

El material para PCB Arlon 33N cumple estrictamente las normas del sector. Las propiedades mecánicas y eléctricas de este material cumplen los requisitos de IPC-4101/41 y /40. Además, cumple los requisitos de inflamabilidad UL94 V-0 y RoHS.

Respetuoso con el medio ambiente

Cuando la seguridad medioambiental es un factor crucial, Arlon 33N es el material adecuado. Este material no contiene MDA. La química sin MDA ayuda a resistir el agrietamiento de la perforación. Además, no contiene materiales cancerígenos. No contiene bromo ni plomo. Por lo tanto, es seguro para los seres humanos y su entorno.

Alta resistencia térmica

Arlon 33N proporciona una alta resistencia térmica para aplicaciones de quemado a muy alta temperatura. Esto se debe al uso de poliimida pura en este material. Además, Arlon 33N es un material de alta resistencia térmica fiable para entornos de alta temperatura.

Aplicaciones del material para PCB Arlon 33N

El material de PCB Arlon 33N es una gran opción para diversas aplicaciones.

Automoción y transporte

Las industrias de automoción y transporte requieren el uso de material de PCB de alto rendimiento. El material de PCB Arlon 33N se utiliza ampliamente en trenes de potencia y UTH. También encontrará este material útil en el diseño de piezas exteriores e interiores de automóviles. Desempeña un papel fundamental en el diseño de controles de automoción bajo el capó.

Eléctrica y electrónica

Encontrará estos materiales de PCB en piezas y componentes de dispositivos eléctricos. También los encontrará en dispositivos electrónicos de consumo.

Industrial

El material de PCB Arlon 33N es útil en el diseño de algunos dispositivos electrónicos industriales. Los sistemas industriales están expuestos a altas temperaturas. Por lo tanto, es aconsejable utilizar PCB de alta temperatura.

Conclusión

Este artículo ha explicado todo lo que necesita saber sobre Arlon 33N. Este material para PCB ofrece muchas ventajas y características.

Vías ciegas PCB vs Vías enterradas PCB

La mayoría de las veces, las deliberaciones sobre la fabricación de placas de circuito impreso ocupan el centro de la conversación. Esto se debe a la continua innovación tecnológica y al crecimiento que experimenta la industria. La placa de circuito impreso ayuda a transportar elementos electrónicos dentro de las aplicaciones, posibilitando así el crecimiento.

Han nacido muchos avances y mejoras de los componentes de PCB. Uno de estos componentes de gran importancia son las vías ciegas y enterradas. Las vías desempeñan un papel indiscutible en el proceso de fabricación y diseño de las placas de circuito impreso.

La inclusión de los componentes PCB necesarios en los aparatos electrónicos de hoy en día es difícil. Por ello, los inventores congestionan más elementos a la vez que maximizan el espacio disponible en la placa.

El concepto de las vías de PCB es como el de un contorsionista cuyo objetivo es maximizar un espacio fraccionario.

Sin embargo, utiliza su prerrogativa para decidir cuál es la mejor salida de entre las disponibles para alcanzar el objetivo. Esto no es visible en el diseño de las vías de las placas de circuito impreso. Existen varios principios rectores para producir un diseño de PCB muy satisfactorio.

Por eso, unir todos los componentes y vías de corriente en una PCB de una sola capa puede resultar difícil. La solución a este problema son las vías. Las vías son esenciales en las placas de circuito impreso multicapa, aunque su producción sea exigente.

En las placas de circuito impreso de dos caras, las vías conectan la superficie con la base. Diseñan vías para el movimiento adecuado de la corriente eléctrica entre la placa y las distintas capas. Merece la pena destacar el taladrado de la vía de la PCB mediante mecanización para producir conexiones eléctricas.

Tipos de vías

Existen diferentes tipos de vías, las vías ciegas y enterradas son comunes. Permiten compactar y reducir la dificultad de expansión. Para maximizar la capacidad de las vías, es importante conocer en profundidad sus variaciones. El diseño de PCB con vías y sus ventajas ayudan a tomar decisiones correctas.

La VIA consta de dos almohadillas dispuestas una al lado de la otra en capas separadas del diseño de la placa de circuito impreso. El canal eléctrico se hace posible gracias a los orificios. Este tipo de orificio en particular está chapado en cobre, lo que afirma su conductividad. También puede tratarse de orificios revestidos que permiten la unión eléctrica dentro de la capa.

Una vía estándar contiene una almohadilla, un contenedor en forma de cilindro (barril) y una anti almohadilla. Cada componente de la vía tiene funciones diferentes. El anti pad es el orificio espacial disponible que conecta el barril y la capa de lámina. La almohadilla une los dos extremos del contenedor cilíndrico con un elemento electrónico. Además, el barril es el paso conductor para llenar el agujero.

La vía es un gran tesoro en la producción de los modernos diseños de PCB rígidos multijugador. Así, los tamaños de los PCBs son muy pequeños pero están bien cargados por cátodo. Las vías son de cuatro tipos: vía ciega, vía pasante, vía enterrada y vía troncal.

Este artículo se centrará en las vías ciegas y las vías enterradas.

Vías ciegas PCB vs Vías enterradas PCB

Las vías ciegas y enterradas son un par de opciones disponibles para unir superficies y capas en la PCB. Generalmente, la distinción entre los dos tipos de PCB es que la vía PCB ciega asegura la conexión desde la capa superficial a una o más capas internas, y no pasa por todo el PCB.

En cambio, las vías enterradas conectan dos o más capas internas sin perforar la capa exterior. Puede parecer fácil, pero varias normativas y restricciones controlan su uso.

Además, hay que tener en cuenta varias restricciones antes de utilizarlas. Las vías necesitan obligatoriamente la perforación de un número plano de capas revestidas. No empiezan por el lado de la base del cubo ni pueden detenerse en la capa superior de éste. Tanto las vías ciegas como las enterradas, no pueden detenerse en el interior o en el enlace de otra vía.

La ventaja más significativa que tanto la vía ciega como la enterrada aportan a la PCB es la compactación de todos los elementos del diseño sin añadir una capa extra a la placa. Esta opción es ideal para gestionar el espacio y cumplir con el diseño compacto.

El uso de las vías ciegas y enterradas es un medio productivo para aumentar la solidez de una placa de circuito impreso multicapa. Reduce el tamaño de la placa y la cantidad de orificios pasantes revestidos. La estructura de vías ciegas y enterradas se encuentra en todas las placas de los gestores de arranque.

Las vías ciegas y enterradas tienen características comunes, entre las que se incluyen:

• Incremento de la integridad de la PCB multicapa, y la ejecución de sus subproductos.
• Las vías ciegas y enterradas eliminan grandes cantidades de orificios pasantes en la placa de circuito impreso.
• Transforman y mezclan la formación de enlaces internos incluyendo la forma del diseño del PCB.

Vía ciega PCB

El proceso convencional de diseño de placas de circuito impreso muestra una escasa disposición de las vías. Sólo permite vías con orificios pasantes. Por lo tanto, la adopción de una técnica de perforación que gestione la profundidad dejará espacio para más tipos de vías.

Las PCB con vías ciegas siguen el proceso habitual de diseño de PCB hasta la fase de taladrado. Si la PCB tiene cuatro capas, es necesario añadir más orificios para la conexión entre dos capas.

Antes de iniciar el diseño de la placa de circuito impreso, es fundamental decidir qué tipo de estructura se va a adoptar. También es importante consultar al fabricante de PCB. Si se piensa en añadir vías, pueden surgir repercusiones. El diseño de la placa de circuito impreso se agotará y, al final, puede que la placa de circuito impreso no sea apta para su uso y se solicite un nuevo diseño.

Además, esto supondrá una pérdida de tiempo, esfuerzo y dinero. Para evitarlo, hay algunas normas fundamentales que deben cumplirse.

Reglamentos fundamentales Blind Via PCB

Las normas fundamentales que debe cumplir la PCB ciega son las siguientes:

• Las vías deben comenzar en la base o en la superficie superior de la placa de circuito impreso.
• Deben ocupar un número par de capas.
• Su punto inicial y final no deben estar en el centro del revestimiento de la PCB.
• La vía no debe pasar por todo el PCB

Recuerde que las conexiones en la superficie y en las capas interiores de una PCB multicapa forman parte de las funciones de la vía ciega. Como resultado, surgen algunas restricciones y complicaciones al taladrar una vía ciega a una profundidad modelo.

Para conseguir una cobertura y una calidad metálica perfectas, el tamaño de la vía debe ser correcto. Por ello, la profundidad del orificio con respecto a su diámetro no debe ser superior a 1 y 0,8 es el valor perfecto. Por tanto, las vías de paso necesitan una dimensión mayor. Las vías de gran tamaño también indican que la distancia entre el aislante y las capas de la placa de circuito impreso es grande.

Para preparar las vías ciegas, es necesario perforar una vía en el centro del panel. A continuación, la vía atraviesa la capa por delante de otros materiales compuestos que ayudan a ensamblar las capas de la placa de circuito impreso.
Hay que tener en cuenta que entre los requisitos de la vía y la capacidad de procesamiento de la placa de circuito impreso debe existir un vínculo. Por lo tanto, conocer las reglas de diseño de las vías ciegas establecidas por el fabricante será rentable.

Vías enterradas PCB

Idéntica a la vía ciega, la vía enterrada también proporciona conexión entre capas. El número de capas es par, como en la vía ciega.

La diferencia entre la vía ciega y la enterrada es que esta última se conecta dentro de la capa interior. Por lo tanto, no hay interjección entre la capa interna y la externa.

Las vías enterradas no son visibles desde la superficie de la placa de circuito impreso. Se encuentran en la capa más interna de la placa de circuito impreso. Además, necesitan un orificio diferente con revestimiento.

El proceso de diseño de la placa de circuito impreso enterrada es muy parecido al de la vía ciega. La única desviación es que la vía enterrada está fuera de la vista de la capa superficial. En el desarrollo de una PCB con vía enterrada, se debe realizar el marcado y apilado necesarios en la capa interna. Después, hay que desarrollar y probar las vías.

Las vías enterradas tienen las siguientes ventajas

• Evita la intrusión de señales
• Reduce la relación de aspecto de la placa de circuito impreso.
• Libera espacio en la placa de circuito impreso
• Permite cumplir las restricciones de los componentes sin aumentar el tamaño de la placa de circuito impreso.

Vías ciegas

Las vías ciegas son frecuentes en las placas de circuito impreso HDI. Su adición permite a los fabricantes mejorar la probidad de la señal y reducir el tamaño de la placa de circuito impreso. La elección de las vías ciegas aporta una nueva opción de enrutamiento, ya que no se necesita un gran espacio para las vías.

Las vías ciegas forman un enlace desde la superficie de la PCB a una o más capas internas sin atravesar toda la PCB. Es una opción viable para las placas de circuito impreso de señales de alta velocidad. Las vías ciegas tienen varios procedimientos de fabricación, entre los que se incluyen:

Vías ciegas fotodefinidas

Este tipo de proceso consiste en superponer una capa de adhesivo sensible a la luz. La parte reactiva a la luz está abierta, lo que permite reforzar los materiales superfluos. Las sustancias de la zanja se extraen mediante soluciones de grabado. El cobre cubre la superficie externa de la zanja para crear la capa superficial de la placa de circuito impreso.

Vías ciegas perforadas por láser

Este método consiste en crear vías mediante perforación por rayo del cobre y el material no conductor en una sola fase. Esto se hace después de superponer una capa en cada una de las placas de circuito impreso, excluyendo la capa exterior. Es muy barato y consume menos tiempo.

Vías ciegas de laminación secuencial

En este procedimiento, una pequeña pieza de recubrimiento pasa por los pasos de fabricación que se utilizan en una placa de circuito impreso de doble cara. Esto incluye taladrado, grabado y chapado, tras lo cual la superficie queda cubierta. El método es caro debido a los diversos pasos de fabricación que necesitan financiación.

Vías ciegas de profundidad controlada

Este método adopta un proceso de perforación similar al de los orificios pasantes. El metalizado del orificio sólo se produce cuando alcanza una profundidad determinada en la placa de circuito impreso. La perforación es costosa, pero este procedimiento es un medio menos costoso de producir vías.

Vías ciegas y enterradas en PCB

Es de conocimiento general que una traza de cobre en una PCB es un camino de transmisión por el cual los extremos se unen en la placa. Una vía enterrada une al menos dos superficies sin interferir con los bordes exteriores de la placa de circuito impreso. La vía ciega es una zanja recubierta de cobre cuya conexión se encuentra en una única capa exterior de la placa de circuito impreso.

Las zanjas de la vía ciega no cortan toda la placa, mientras que en el caso de la vía enterrada, la conexión se realiza en el circuito.

Es importante tener en cuenta que estas vías son más para paneles de circuitos de alta viscosidad. Las placas normales no necesitan un patrón de diagrama adicional porque son de una sola capa.

La Vía Ciega en PCB

• Cada agujero posee una única capa interna
• El tamaño del agujero da la distancia entre la superficie y otras capas internas similares.
• El archivo de perforación para las zanjas debe establecerse para las vías ciegas. La medida en profundidad para la zanja debe ser menor o aproximadamente uno.

La Vía Enterrada en PCB

• Para evitar el riesgo de golpear otros componentes de la PCB, el diámetro del taladro de la zanja debe ser inferior a 12.
• Cada orificio debe estar en un archivo de taladro distinto aunque la vía enterrada conecte varias piezas en la capa.

Relación de aspecto de la vía ciega

La relación de aspecto de la vía ciega es una cuestión oscura que muchos fabricantes pasan por alto. La relación de aspecto de la vía ciega es vital para diferentes aplicaciones de PCB. Es uno de los factores que hay que tener en cuenta durante el proceso de fabricación.

La relación de aspecto de la vía ciega de una PCB desempeña un papel clave durante el proceso de revestimiento. Explica la capacidad del proceso sintético para proteger las zanjas recubiertas de cobre. Cuanto mayor sea la relación de aspecto, más difícil será conseguir un chapado fiable.

Para entender los PCB y su demanda de material, la densidad de la placa no debe ser la única preocupación. Sin embargo, los fabricantes entienden que la norma aceptable para la relación de aspecto de las vías es de 8:1.

La relación de aspecto de las vías de las placas de circuito impreso sirve de guía a los fabricantes para garantizar que se ajustan a la potencia del dispositivo. La relación de aspecto de la vía ciega se mide en longitud y altura. Se establece mediante la anchura y el diámetro de la zanja de la PCB El diámetro de la vía sirve como parámetro utilizado durante el taladrado mecánico para colocar la vía. Esto se debe a que una profundidad pequeña necesita un taladro ajustado. Mientras que un fallo significativo durante el taladrado de la zanja puede hacer que la PCB no sea apta para su uso.
El taladrado por láser agiliza la realización de pequeñas zanjas sin ejercer presión sobre el panel. Este procedimiento supone una notable mejora del proceso de fabricación de PCB.

Conclusión

A estas alturas, ya conoce en profundidad las diferencias y similitudes entre las placas de circuito impreso con vías ciegas y las placas de circuito impreso con vías enterradas. Si tiene más preguntas, no dude en ponerse en contacto con nosotros.