Preguntas frecuentes

A los miembros de NCAB Group nos hacen muchas preguntas, tanto nuestros clientes como nuestro propio equipo. A continuación hemos listado algunas de las preguntas más comunes que recibimos, y aquellos aspectos que son temas de discusión habitual. Esperamos que esta lista le ayude, sea una fuente de referencia o quizás inicie una conversación más en profundidad.

Si no puede encontrar las respuestas que busca o le gustaría tener más detalles, por favor contacte con NCAB Group y estaremos encantados de poder ayudarle.

AREA OF QUESTION

HDI | Via hole | Terminology | Design rules | Material | RoHS

 

CATEGORY: HDI

1. ¿Qué es una microvía?

 
Según la nueva definición del IPC-T-50M, una microvía es una estructura ciega con una relación de aspecto máxima de 1:1, que termina en un punto con una profundidad total de no más de 0,25 mm medidos desde la capa de cobre de partida hasta la capa de destino.

A microvia hole

 

2. ¿Qué quiere decir que una vía es ciega?

Se trata de una vía que transcurre de una capa exterior a una interior, y que por lo tanto no atraviesa todo el PCB. Estas vías pueden realizarse de forma mecánica o empleando tecnología láser.

La imagen del punto 1 muestra una vía ciega taladrada con láser.
 

3. ¿Qué quiere decir que una vía es enterrada?

Es una vía que atraviesa una o más de las capas internas. Normalmente se hacen con un taladro mecánico.

 

4. ¿Qué es un PCB HDI?

IPC-2226 define HDI como una placa de circuito impreso con una densidad de pistas por unidad de superficie mayor a las de las placas de circuito impreso (PCB) convencionales. Poseen líneas y espacios entre ellas ≤ 100 µm / 0.10 mm, vías más pequeñas (<150 µm), pads de captura 20 pads/cm2) que las empleadas en la tecnología convencional de PCB.

A HDI PCB
 

5. ¿Hay diferentes tipos de HDI?

El gráfico siguiente muestra las estructuras principales: tipo I, tipo II y tipo III conforme a la definición recogida en IPC-2226.

Tipo I. Define una capa de microvía única en uno o a ambos lados del núcleo.
Emplea tanto microvías metalizadas como taladros metalizados para la interconexión, usando vías ciegas pero no enterradas.
Type 1 HDI structure according to IPC-2226
 
Tipo II. Define una capa de microvía única en uno o a ambos lados del núcleo. Emplea tanto microvías metalizadas como taladros metalizados para la interconexión. Se usan vías ciegas y enterradas.
Type 2 HDI structure according to IPC-2226
 
Tipo III.Define al menos dos capas de microvía en uno o a ambos lados del núcleo. Emplea tanto microvías metalizadas como taladros metalizados para la interconexión, usa vías ciegas y enterradas
Type 3 HDI structure according to IPC-2226

Terminología de construcción para definir el grado de construcción HDI:

  • 1+n+1 = una única capa de microvía (como en los ejemplos anteriores del tipo I y II)
  • 2+n+2 = 2 capas de microvía (como en el ejemplo anterior del tipo III)
  • 3+n+3 = 3 capas de microvía

 

CATEGORY: DESIGN RULES

6. ¿Cuál es el tamaño de taladro mínimo de pad en las capas internas y externas?

Varía entre fábricas, pero en general se puede decir que la mayoría de los fabricantes las pueden fabricar de la siguiente manera:
A = 0.15 mm
B = 0.20 mm
C = 0.30 mm
¿Cuál es el tamaño de taladro mínimo de pad en las capas internas y externas?
Para construcciones de paso más fino, por favor consulte con un técnico de NCAB.
 

7. Cuando necesito pistas más anchas de lo normal, ¿qué anchura de pistas debo usar?

En general, cuanto mayor sea el espesor de la base de cobre, más ancha debería ser la pista. Una regla básica es que con un espesor de cobre de 18 µm la pista no debería ser más estrecha que 0.1 mm (4 mil) y que con un espesor de cobre de 105 µm la pista no debería ser más estrecha que 0.25 mm (10 mil).

Track widths of pcb

 

8. ¿Cuál será el espesor final del cobre?

 
En algunas ocasiones existe la percepción errónea de que los distintos espesores de cobre ofrecen unos resultados exactos y que estos no varían durante la producción de PCB. Por ejemplo, 1 onza = 35 um o ½ onza = 18 um.
Sin embargo, IPC-6012 ha detallado el espesor mínimo aceptable del cobre tanto en las capas internas, debido a las tolerancias permitidas para el espesor de la lámina de cobre base, como en las externas debido además a la cantidad de cobre depositada durante los procesos de metalizado.
A continuación se muestran algunos de los pesos de cobre más estándar y cuál es el espesor final permisible.

Es fundamental entender qué espesor se necesita y especificarlo correctamente; si no, se puede especificar por exceso o por defecto, lo que puede acarrear costes innecesarios o problemas en el diseño. Para obtener más información, consulte a nuestros técnicos.

Espesor final de cobre en las capas internas
Peso base de cobre Espesor final mínimo
1/2 oz. 11.4 um
1 oz. 24.9um
2 oz. 55.7um

Espesor final de cobre en las capas externas
Peso base de cobre Espesor final mínimo en Clase 2 Espesor final mínimo en Clase 3
1/2 oz. 33.4um 38.4um
1 oz. 47.9um 52.9um
2 oz. 78.7um 83.7um

 

CATEGORY: TERMINOLOGY

9. ¿Qué es la “relación de aspecto”?

Es la relación entre el diámetro del taladro y su profundidad. Cuando un fabricante afirma que su producción tiene una “relación de aspecto” de 8:1 significa, por ejemplo, que el diámetro de un taladro es 0.20 mm para un PCB de espesor 1.6 mm.
En estructuras HDI, la relación de aspecto máxima admitida para la microvía es normalmente 0.8:1, pero es preferible 1:1 para facilitar el metalizado.

Illustration de la “relación de aspecto”

 

10. ¿Qué es la envoltura de cobre?

La envoltura de cobre es la aplicación continua de cobre enchapado que se pone dentro del metalizado del taladro y se extiende a la superficie del PCB (o la superficie del núcleo de la capa interior si forma parte de una estructura HDI) con un mínimo de 25 µm.
 
 
PCB with copper wrap
 
Para las exigencias de la clase 2, el espesor de la aplicación superficial de la envoltura de cobre es de 5 µm, como mínimo, pero para las de la clase 3 cambiarán en función de la ubicación de esta característica dentro de la construcción. Le rogamos que solicite más información sobre las exigencias de la clase 3 a nuestros técnicos.

 

CATEGORY: VIA HOLE

11. ¿Qué tipo de maclado de taladros de vía se recomienda?

 
El tipo de maclado recomendado para productos estándar (sin incluir taladro de vías cubiertas) es IPC 4761 tipo VI rellenado y cubierto, con el objetivo completamente lleno, aunque en la especificación general de NCAB Group se recoge ≥ 70 % como aceptable. La imagen que aparece a continuación muestra el tipo VI con cobertura de máscara de soldadura líquida.

PCB type VI with liquid soldermask coverage

El rellenado por una sola cara no se recomienda (incluyendo el tipo II con cobertura y cubierta superficial tipo "carpa") debido a la posibilidad de que se produzca el atrapamiento de productos químicos o bolas de soldaduras en el caso de acabados HASL (con o sin plomo).

 

12. ¿Qué son las vías cubiertas?

Una vía está cubierta si se añade enchapado encima del taladro de la vía de modo que la superficie esté completamente metalizada con un espesor de enchapado de tapa / cobre de 5 µm para las exigencias de la clase 2 o 12 µm para las de la clase 3.

Esto depende del material empleado para el relleno de la vía, siendo resina epoxi en contraposición a máscara de soldadura, ya que el epoxi reducirá al mínimo el riesgo de que aparezcan burbujas de aire o la dilatación del relleno durante la soldadura. Esto se puede clasificar dentro de IPC-4761 como tipo VII – taladros de vía rellenos y cubiertos. Esto se emplea principalmente para diseños con vía en pad o aplicaciones BGA que requieren densidades elevadas.

 

CATEGORY: MATERIAL

13. ¿Tengo que emplear un material FR4 con Tg (Tg = temperatura de transición vítrea) alta para soldaduras sin plomo?

No, no es necesario. Hay muchos factores a tener en cuenta, p. ej. el número de capas, el espesor del PCB y la correcta comprensión del proceso de ensamblaje (número de ciclos de soldadura, tiempo por encima de 260°, etc.). Algunas investigaciones han mostrado que un material con un valor Tg estándar ha presentado un comportamiento mejor que el de algunos materiales con un valor Tg mayor. Tenga en cuenta que el valor Tg se supera incluso con la soldadura "con plomo".
Lo verdaderamente importante es el comportamiento del material con temperaturas por encima del coeficiente Tg (post Tg), de este modo conocer los perfiles de temperatura a los que estará sujeta la placa le ayudará a evaluar las características de rendimiento necesarias.

 

14. ¿Qué características del material deben observarse durante la selección del mismo?

 
Las principales que consideraríamos en primer lugar incluyen:

CTE
Una medida que indica el coeficiente de dilatación del material cuando se calienta. Crítico en el eje Z, generalmente por encima de la Tg y la dilatación es mayor. Si CTE es insuficiente, podrían producirse fallos durante el ensamblaje, ya que el material se dilata rápidamente por encima de la Tg.


Left image: Barrel crack/broken hole      Right image: Lifted land
 

Los materiales pueden tener la misma Tg pero CTE diferentes, un CTE inferior es mejor. Igualmente, algunos materiales pueden poseer coeficientes Tg mayores, pero tener un CTE post Tg mayor (peor).

Tg / TEMPERATURA DE TRANSICIÓN VÍTREA
El coeficiente Tg es la temperatura en la que el material pasa de material relativamente rígido similar al vidrio a convertirse en un material más elástico y flexible similar al plástico. Es importante tener en cuenta que las propiedades de los materiales cambiarán al igual que en la Tg de arriba.

Td / TEMPERATURA DE DESCOMPOSICIÓN
Es una medida de degradación del material. El método de análisis mide cuando se pierde un 5% del peso del material, el punto en el que se compromete la fiabilidad y puede producirse la delaminación.
Para una mayor fiabilidad del PCB se requiere Td ≥ 340℃


Degradation of epoxy resin within FR4.
 

T260 / T288 / RESISTENCIA A LA DELAMINACIÓN
Se trata de un método para determinar el tiempo que el espesor del PCB necesita para modificarse irreversiblemente a una temperatura predefinida (260 o 288 en este caso), o lo que es lo mismo, cuando el material se dilata hasta un punto en el que se produce la delaminación.

 

15. ¿Tengo que usar un material FR4 con alto Td (temperadura de descomposición) para soldadura sin plomo?

Se prefiere un valor Td mayor, especialmente si la placa posee una técnica compleja y está sometida a varias refusiones, pero esto puede conllevar costes mayores. Conocer su proceso de ensamblaje puede ayudarle a adoptar las decisiones adecuadas.

 

16. ¿Cual es la diferencia entre los métodos de endurecido “Dicy” y “noDicy” para las fibras FR4?

“Dicy” (Dicyandiamina) es con diferencia el método de endurecido más común para este tipo de fibras; normalmente se obtienen valores de Td entre 300 y 310°C. En cambio, los sistemas “noDicy”, como los que realizan la curación de la fibra con fenoles, tienen un Td entre 330 y 350°C y por lo tanto pueden resistir mejor las altas temperaturas.

 

17. ¿Qué significa “CAF”?

CAF (Conductive Anodic Filament) quiere decir que habrá una reacción electroquímica entre al ánodo y el cátodo de cobre, lo que puede generar un cortocircuito interno en el material.

 

18. ¿Cuál es el mejor acabado superficial para la soldadura sin plomo?

No hay una “superficie mejor”; todas las superficies tienen sus ventajas y sus inconvenientes. La que se elija depende de muchos factores. Le recomendamos que consulte con nuestros técnicos o que revise la información sobre acabados superficiales en esta misma sección de la web.

 

19. ¿Cuáles son las normas respecto a retardantes de llama? ¿Hay alguna norma nacional contra el TBBP-A que se usa principalmente en electrónica?

No, los resultados de los estudios efectuados demuestran que no es posible prohibirlo por razones prácticas.

 

20. ¿Cuál es la diferencia entre un retardante de llama reactivo y uno añadido?

El retardante de llama reactivo está químicamente ligado a la resina epoxi y no se disolverá ni migrará del producto como consecuencia del proceso de limpieza de la placa.

 

21. ¿Cuántos ciclos de refusión puede soportar un material FR4?

Es difícil dar la respuesta adecuada, pero hemos hecho ensayos con materiales con hasta 22 ciclos de refusión, cuatro de ellos con una temperatura máxima de 270º C. La exigencia después de 22 ciclos de refusión es considerable y el material se puede degradar, pero todas las conexiones continuaron funcionando.
Nuestra recomendación es elegir un material con un coeficiente alto donde haya más de 6 capas y el espesor supere los 1.6 mm.

FR4 test board following multiple reflows

CATEGORY: RoHS

22. ¿Es requerido marcar los PCB que cumplan con las directivas RoHS o WEEE?

No, pero, por razones prácticas, los PCB que contienen HASL libre de plomo deberían estar claramente identificados como compatibles con RoHS para evitar el riesgo de confusión con los que contienen HASL con plomo.

 

23. ¿Están los PCB compatibles con RoHS también libres de halógenos?

No necesariamente. La directiva RoHS prohíbe dos retardantes de llama basados en el bromo, PBB (bifenil polibromado) y PBDE (éter de difenil polibromado). El que se usa habitualmente en los circuitos impresos está también basado en el bromo, el TBBP-A (tetrabromobifenol A).

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