7 essentiële tips voor succesvolle PCB-productie

Wist u dat ongeveer de helft van alle ontworpen PCB's (wereldwijd) defect is? Ze halen de productiefase niet. En 30% van de wel op de markt komende faalt na uitgifte.

Waarom falen zoveel PCB's in productie?

Er zijn eenvoudige, kleine details die we negeren tijdens het productieproces. Deze verwaarlozing blijkt te duur.

Een fout van miljarden dollars

Ongeveer vijf jaar geleden maakte General Motors een fout van 4,1 miljard dollar. Een van hun automodellen had een ontwerpfout in de contactslot-PCB die door ingenieurs was over het hoofd gezien.

Door de PCB-fout moest GM alle modellen terugroepen en kopers compenseren met miljarden dollars. Ze moesten ook top-advocaten inhuren voor talloze rechtzaken.

Denk eraan: een perfect functionerende miljoen-dollar auto, teleurgesteld door een contactslot! Alleen een contactslot! Wat een verspilling?

Was GM een geïsoleerd geval? Nee. Enkele jaren later maakte Samsung een historische fout van 5,3 miljard dollar. Vervolgde McDonald's met een fout in een fitness-apparaat van 33 miljoen dollar.

In deze editie bekijken we zeven veelvoorkomende aandachtspunten bij PCB-productie.

Let op uitgehongerde thermals

Thermals zijn kleine sporen rond pads die pads met het vlak verbinden. Hun naam zegt het: hun rol draait om warmtecirculatie. Hun primaire ontwerpdoel is het efficiënt afvoeren van warmte van de warmtebron naar de warmteput. Thermals zijn ook cruciaal bij solderen door de hoge hitte.

Toch negeren sommigen de pads tijdens WellPCB. Wij bieden one-stop service en hoogwaardige producten. Stuur documenten voor direct offerte! Wat wachten we? Tien jaar PCB-productie. Hierdoor ontstaat een leegte tussen pads en vlak. Deze leegte creëert een onvolledige thermische verbinding.

We noemen zulke fouten "thermisch uitgehongerde" verbindingen.

Thermische uithongering is de hoofdoorzaak van warmtegerelateerde problemen in de meeste PCB's. Het verlaagt de warmteoverdracht wanneer uw circuit onder warmtestress staat of tijdens solderen.

Als gevolg van verminderde warmtecirculatie kan een thermisch pad oneven solderen of langer duren om te reflowen. Deze onnodige vertraging vertraagt de assemblage of produceert apparaten die in gevaar zijn van oververhitting tijdens werking.

Thermische uithongering kan ontstaan tijdens het PCB-ontwerp of de WellPCB-fase. Wij bieden one-stop service en hoogwaardige producten. Stuur documenten voor direct offerte! Wat wachten we? Tien jaar PCB-productie.

Gewone PCB-ontwerptools identificeren geen uitgehongerde thermals. Een ervaren, juiste PCB-dienstverlener kan helpen dergelijke fouten te identificeren en te rectificeren.

Zuurvallen zijn te vermijden

Een "zuurval" is de term voor scherpe hoeken in een circuitontwerp. We gebruiken deze term omdat deze hoeken onnodig veel zuur vastlopen tijdens het etsproces. Het vastgelopen zuur blijft langer op de rand van de buiting dan nodig.

Dit stagnante zuur kan het printmaterieel meer opeten dan bedoeld. Als gevolg van zuurcorrosie worden delen van uw PCB-verbindingen zwak of defect. Zo'n fout kan fataal zijn bij levensondersteunende apparaten.

Meeste zuurvallen ontstaan tijdens productie. Als PCB-ontwerper zijn zuurvallen vaak niet uw fout. U creëert ze niet, behalve dat u ze ontwerpt. Dat moet u bezorgen, want u heeft de macht om hun voorkomen te minimaliseren.

Uw PCB is uw zaak. Dus de meeste ontwerpers zijn getraind om zuurvallen te vermijden. Soms maakt u een fout. Vooral bij simpele ontwerp-apps met "auto-genereren" mogelijkheden.

Als u uw PCB-ontwerp altijd dubbelcheckt, elimineert u waarschijnlijk zuurvallen. Als u ze mist, helpen we u met onze DFM-tools voordat we ze voor u produceren.

Silvers

Silvers zijn dunne wiggen van koper of soldeermasker geproduceerd tijdens het etsproces. Meestal ontstaan ze wanneer lange, dunne strippen koper of soldeermasker geëtst worden en weggespoeld worden voordat ze volledig opgelost zijn.

Deze weggedreven silvers kunnen in een chemisch bad oplossen en later onbedoeld op een ander printje terechtkomen. Dit kan ongewilde verbindingen creëren.

Soms ontstaan silvers door een PCB-sectie te nauw of te intens te snijden. Hoewel bedoeld om op de print te blijven, lossen dergelijke silvers los – deels of volledig. Dit creëert onbedoelde circuitonderbrekingen die een heel circuit onbruikbaar maken. Silvers zijn ook moeilijk te identificeren en rectificeren.

U kunt silvers vermijden door PCB's te ontwerpen met minimale breedtes.

Ontwerpen met voldoende plaat-tot-rand clearance

Koper is het meest gebruikte geleidende metaal in PCB's. Bevoorkeurd om hoge geleiding en inertie bij meeste reactanten. Aan de andere kant is koper redelijk zacht en corroderend. Tijdens productie platen we koper met isolerende materialen om corrosierisico te minimaliseren.

Toch kunnen bij het trimmen van PCB's uitstekende koperlagen en verbindingen dicht bij het oppervlak blootkomen. Dit brengt risico's voor de stabiliteit.

Eerst kan de blootliggende koperverbinding per ongeluk met een ander component op dezelfde print verbinden, wat uw print kortsluit. Alternatief loopt het blootliggende koperdeel corrosierisico. Als beide falen, loopt de handler van uw PCB gevaar op een elektrische schok.

Het is noodzakelijk om uw PCB te ontwerpen met behoorlijke afstand tussen koperplaat en printrand. Deze afstand heet "koper-tot-rand" of "plaat-tot-rand". Een DFM-inspectie voor standaarden vóór productie kan dergelijke ontwerpfouten vaststellen.

Gaten (voids) bij platering

Bij het aanmaken van vias is ruimte nodig voor doorboorgaten – deze verbinden de ene kant van een PCB met de andere.

Bij doorboorgaten boort de fabrikant gaten door alle lagen van een PCB – voor koperplatering worden gaten gescheiden. Dit legt een dunne laag niet-geleidend kopermateriaal neer in een proces genaamd depositie. Nog een paar koperlagen worden toegevoegd om de circulatie te voltooien.

Soms is het depositieproces foutief. Het is dan mogelijk om gaten (voids) of luchtbellen te plateren. Dit resulteert in onverwachte interne circuitonderbrekingen die moeilijk te detecteren of repareren zijn.

Dergelijke problemen ontstaan tijdens productie en cascaderen naar de productiefase. Het is noodzakelijk een gevestigde PCB-fabrikant te kiezen met adequate tools en personeel om dergelijke defecten te detecteren.

Elektromagnetische complicaties

Elektromagnetische Compatibiliteit (EMC) en Elektromagnetische Storing (EMI) zijn twee grote uitdagingen voor betrouwbare PCB-productie. EMC gaat over generatie, voortplanting en ontvangst van elektromagnetische energie, EMI over de neveneffecten van EMC.

Ongecontroleerde EMI kan tot defecte PCB's leiden. Voor beginnende ontwerpers is het onderscheid lastig. Maar er zijn algemene ontwerpoverwegingen: minimaliseren van 90-graden hoekplaatsing voor componenten, vergroten van de massa-opppervlakte. Bij twijfel: gebruik afgeschermde kabels om EMI te reduceren.

DFM vermijden

DFM of "Design for Manufacturability" is een proces om printplaten te inspecteren op standaardnaleving. Tijdens DFM analyseren we het PCB-ontwerp op mogelijke complicaties tijdens ontwerp of assemblage. Het test of de PCB haar doel bereikt.

Naast functionaliteit test DFM ook hoe een PCB zal breken. DFM beoordeelt vanuit het ergste scenario. Het evalueert de topologie en identificeert ontwerpfouten die typische CAD-software negeert. Het checkt en vergelijkt ontwerpfouten met een bestaande database uit een grote pool van PCB-overwegingen. DFM-checks zijn de finale checks vóór massaproductie.

Let op

Als u uw PCB-fabrikant blijft wisselen, werkt uw prototype mogelijk niet als de eindproductie.

PCB-fabrikanten spelen een grote rol in de kwaliteit van de geproduceerde PCB. De fabrikant kan uw originele ontwerp aanpassen aan een standaard vóór productie. Deze wijzigingen blijven bij uw fabrikant.

Als u van fabrikant verandert, verdwijnen deze wijzigingen. Het is aan te bevelen om uw PCB's bij één enkele, vertrouwde fabrikant te bestellen.

Samenvatting

Als u op het punt staat van PCB-productie, helpen wij u om het foutloos te krijgen. Ons team professionals staat altijd klaar voor uw vragen. Als gerenommeerde fabrikant hebben we geïnvesteerd in cutting-edge technologie voor DFM-checks om kwaliteitsproductie te garanderen.

Neem vandaag contact op – we helpen u graag.