Entendendo Defeitos de Interconexão (ICDs) em PCBs: Causas, Prevenção e Soluções

O que você precisa saber sobre Defeitos de Interconexão (ICDs)

Separação de camada interna, ou defeitos de interconexão (ICDs), pode levar a falha de circuito em PCBs. Para criar um PCB totalmente funcional, um fabricante deve ficar atento a ICDs e suas causas. Aqui está uma visão sobre ICDs e como fabricantes os previnem e corrigem.

O que são Defeitos de Interconexão (ICDs)?

Durante a produção de PCB, o fabricante perfura através do circuito de camada interna e chapeia o furo com cobre eletroless para conectar os circuitos de camada interna juntos. Este furo chapeado com cobre, geralmente chamado de via, traz os circuitos para a camada superior da placa. A via permite que as diferentes camadas do PCB se conectem, dando-lhe funcionalidade.

No entanto, às vezes um defeito ocorre em ou perto deste furo perfurado. Esta falha é chamada de defeito de interconexão (ICD) ou separação de camada interna. Como o termo implica, ICDs envolvem uma separação entre o preenchimento de cobre e os circuitos. Estes componentes devem se conectar corretamente para o PCB funcionar corretamente. A confiabilidade do cobre de camada interna é chave para criar um PCB funcional que não danifique seu sistema.

Um ICD mais frequentemente acontece em resposta a choques térmicos como soldagem. Você geralmente encontra um ICD na primeira camada interna em ambos os lados da placa e muito menos frequentemente em camadas mais profundas.

O Que Causa Separação de Camada?

ICDs têm duas causas comuns: falha de ligação de cobre e excesso de detritos. Embora alguns especialistas categorizem ICDs baseados em sua causa, para os propósitos deste artigo, usaremos os tipos baseados na localização do defeito. Para saber mais sobre essas categorias, pule para a próxima seção. Por ora, focaremos nas duas causas principais de ICDs:

• ICDs baseados em detritos: Durante o processo de perfuração, detritos podem entrar no furo de interconexão. Mancha de perfuração e partículas de vidro e preenchimentos inorgânicos também podem se acumular nestes furos. Limpar estas substâncias é uma parte padrão do processo de fabricação, mas às vezes esta etapa não é feita corretamente ou é negligenciada. Detritos mais frequentemente causam ICDs em materiais de baixa perda com preenchimentos inorgânicos.
• ICDs de falha de ligação de cobre: Em outros casos, o ICD não vem de um bloqueio de detritos. Em vez disso, a camada interna de cobre falha em conectar ou quebra. Isso pode acontecer quando a ligação passa por alto estresse ou não tem uma ligação forte o suficiente. PCBs mais grossos e furos maiores aumentam o risco de ICDs de falha de ligação de cobre ocorrerem. Fabricantes viram este tipo de ICD mais frequentemente nos últimos anos devido a mudanças na tecnologia como espessura da placa. À medida que o design de PCB avança, esperamos ver este tipo de falha menos frequentemente.

Fatores como altos níveis de resina, menores quantidades de cobre e uso de materiais com menor resistência à temperatura aumentam o risco de ICDs. Placas subcurtidas também são incrivelmente vulneráveis à separação de camada.

Tipos de Separação

Quando categorizados por localização no PCB, ICDs podem cair em uma de três categorias:

• Tipo I: Ocorre na interface de cobre de camada interna e cobre eletroless
• Tipo II: Encontrado na interface de cobre eletroless e cobre eletrolítico
• Tipo III: Localizado dentro da camada de cobre eletroless

Tipos I e III de ICDs geralmente acontecem por causa de controles ruins durante o processo de cobre eletroless (falha de ligação de cobre), enquanto ICDs Tipo II ocorrem devido a contaminação (baseados em detritos). Para determinar a localização do ICD, fabricantes usam técnicas de microseção e gravação de superfície para obter uma seção transversal fácil de ver da placa. ICDs Tipo III requerem testes precisos para detectar, então é importante prestar atenção aos testes de ICD.

Como Prevenir Separação

Prevenir separação de camada interna no seu PCB parece óbvio — simplesmente teste para isso antes de passar para a próxima etapa de produção. No entanto, ICDs não aparecem sempre durante testes porque acontecem em resposta a estresse. Em vez disso, eles tendem a ocorrer durante montagem ou uso, quando a falta de defeitos é mais importante do que nunca. É necessária uma abordagem proativa para realmente prevenir ICDs de se formarem em seus PCBs.

Para reduzir o risco de ICDs, um fabricante deve prestar atenção cuidadosa a cada parte do processo de produção. Mais especificamente, eles podem tomar as seguintes etapas para atacar as causas raiz de ICDs:

• Desmear completamente as paredes dos furos de perfuração, especialmente quando usando métodos que resultam em brocas mais quentes
• Usar materiais com alta resistência à temperatura
• Garantir que o cobre eletroless tenha a estrutura de grão e espessura adequadas para suportar alto estresse

Melhorar a confiabilidade do cobre de camada interna depende da qualidade do processo de fabricação. O menor risco de ICDs vem do uso dos materiais certos, parâmetros de perfuração e controles químicos.

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