Integrar o pensamento cooperativo na seleção de materiais para a conceção de novas placas de circuito impresso

A incorporação do pensamento cooperativo na seleção dos materiais de conceção da sua nova placa de circuito impresso pode proporcionar benefícios mais significativos do que pensa!

Porque a colaboração é uma coisa boa.

Aumenta exponencialmente o conhecimento, reduz o tempo de colocação no mercado e garante que as organizações acedem às ideias mais recentes, criando resiliência e maximizando o lucro.

Tal como era conhecido no início dos anos 70, o design colaborativo ou participativo teve origem na Escandinávia?

As suas raízes remontam ao trabalho do Sindicato Norueguês dos Trabalhadores do Ferro e dos Metais. Que criou um projeto destinado a melhorar a cooperação entre a administração e o sindicato como forma de melhorar as condições dos trabalhadores e simplificar a tomada de decisões!

Ao verdadeiro estilo escandinavo, no PCB Connect Group, a colaboração está no centro de tudo o que fazemos. Trabalhar com os nossos clientes durante a fase de seleção de materiais de um design de PCB é um exemplo de como a cooperação pode reduzir os custos desde a fase inicial.

A especificação correta do material, quando se considera alta frequência, HDI e produtos que requerem múltiplos ciclos de laminação, é essencial. Uma decisão incorrecta na fase de conceção pode conduzir a um ciclo de vida de fraco rendimento, aumento de custos e potencialmente ficar preso numa cadeia de fornecimento inferior à ideal.

Como é que a colaboração pode ajudar?

Jogar o jogo a longo prazo.

Ao considerar o seu novo protótipo, o seu fabricante nacional pode preferir utilizar um conjunto de materiais de primeira qualidade, ideal para a criação de protótipos de baixo volume, mas que pode não ser rentável na produção em volume devido à disponibilidade.

A colaboração com potenciais produtores de volume desde o início garante que estes podem verificar o ciclo de vida do material proposto, a disponibilidade a curto e médio prazo, e assegurar que as possíveis fábricas estão certificadas para fabricar e libertar corretamente o seu PCB.

Se especificar uma marca de material que não está prontamente disponível no seu local de fabrico principal, fica imediatamente preso a prazos de entrega mais longos, custos mais elevados através de MOV e potenciais problemas de certificação.

Que passos devo dar antes de determinar o material mais adequado para a minha aplicação?

A temperatura é importante!

Ao considerar sistemas de materiais adequados, a TG do material é essencial. A TG ou temperatura de transição vítrea indica quando o material se torna instável, passando efetivamente de um estado sólido para um estado semi-sólido. Nesta fase, é necessário ter em conta não só a temperatura de funcionamento da placa de circuito impresso no seu estado nativo final, mas também o tipo de componentes a colocar na placa de circuito impresso e as temperaturas necessárias a que a placa estará sujeita durante o processo de montagem.

Os valores de TG para os materiais padrão de PCB variam entre TG130, TG150 e TG170 graus Celsius, sendo que cada tipo de TG tem um atributo de custo mais elevado, dependendo do valor do material especificado.

Comparative Tracking Index (CTI) O que é?

O CTI, ou índice de rastreio comparativo, mede as propriedades de rutura eléctrica de um isolador (substrato de PCB), determinando a proximidade a que um par de condutores ou pistas pode ser posicionado sem o risco de fuga de energia de um condutor para outro quando a energia é aplicada ao substrato.

Quanto mais elevada for a classificação CTI do material, mais energia a placa de circuito impresso suportará antes de começarem a ocorrer fugas de energia, o que acabará por provocar curtos-circuitos entre as pistas dos pares.

Tendo considerado o regime térmico a que a placa de circuito impresso poderá estar sujeita durante a sua vida útil, voltamos a nossa atenção para as propriedades eléctricas do laminado e, especificamente, para o que é conhecido como o valor Dk ou constante dieléctrica.

O valor Dk dos laminados PCB é essencial quando se consideram projectos de alta velocidade e, especialmente, produtos com requisitos de impedância. A constante dieléctrica mede a energia entre um par de pistas dentro do laminado em comparação com esse par de pistas se estivessem contidas no vácuo.

O valor Dk para o vácuo é 1,0, sendo que todos os outros materiais têm um valor Dk superior. Um laminado com um valor Dk mais elevado armazena mais energia do que um laminado com um valor Dk mais baixo. Com valores de Dk mais elevados, a energia flui mais lentamente através das pistas, tornando os laminados de Dk mais elevados menos adequados para aplicações de velocidade mais elevada.

Tenho um novo projeto de PCB; quais devem ser as minhas considerações importantes?

Certifique-se de que selecionou um sistema laminado adequado que cumpre os requisitos de temperatura de funcionamento do seu produto na sua forma final nativa e compreenda as temperaturas a que a sua instalação de montagem funciona para montar corretamente o produto.

Verifique se modelou corretamente quaisquer caraterísticas de impedância da placa de circuito impresso em relação ao valor Dk do material que está a considerar.

Do ponto de vista da produção, a principal consideração é garantir que o fabricante que pretende utilizar tem a aprovação correta dos laboratórios de subscrição para certificar e utilizar o laminado PCB que tem em consideração. Fabricar um lote de produção e descobrir que a sua fábrica não pode suportar a aprovação UL pode ser um exercício muito dispendioso.

Verifique o ciclo de vida do material com o seu provável fabricante ou diretamente com o produtor do material. Suponha que a sua aplicação tem a necessidade de fornecer produtos contínuos durante um período de tempo alargado; assegurar a continuidade do fornecimento diretamente do produtor do material pode poupar-lhe tempo e dinheiro se o sistema laminado se tornar obsoleto a meio de um projeto.

Verifique se o seu fabricante tem as aprovações UL corretas para certificar e lançar o produto em cada território que espera vender e distribuir.

Compreender os aspectos críticos das propriedades térmicas e mecânicas de um material e colaborar com o fabricante da sua placa de circuito impresso assegurará o custo total mais baixo para o seu novo projeto e garantirá que a sua placa de circuito impresso tenha várias opções de fornecimento em qualquer ponto do seu ciclo de vida.

Para mais informações sobre a seleção de materiais e sobre a forma como o PCB Connect Group pode apoiar o seu processo de tomada de decisões sobre materiais, contacte-nos para obter mais informações.