Métodos que contribuem para a otimização do projeto de PCB de LED e controle de qualidade

O display LED (Light Emitting Diode) foi adotado pelas indústrias eletrônicas devido aos seus méritos que variam de alta leveza, baixo consumo de energia, longa vida útil à estabilidade. Devido ao constante progresso em índices técnicos como pitch, estabilidade, leveza ou profundidade de cor (grayscale), as placas de circuito impresso (PCBs) precisam atender a requisitos cada vez mais altos em termos de qualidade e confiabilidade dos produtos finais.

Retrocessos na fabricação de PCB LED

• Gráficos de circuito


Como as linhas de circuito e as almofadas são dispostas em alta densidade no lado do LED, a redução de riscos é a principal consideração durante a fabricação. Sugere-se projetar uma camada de circuito denso de acordo com a imagem de referência à medida que a exposição está sendo implementada. Esforços devem ser feitos para diminuir o risco de polimento e defeitos de imagem no processo de polimento da placa via processo de preenchimento (VFP) e polimento da placa antes da aplicação da máscara de solda.


• Tolerância de contorno


A tolerância de contorno atual das placas de LED é geralmente de ±0,1 mm. No entanto, tolerâncias mais rigorosas como ±0,08mm ou ±0,05mm tendem a ser exigidas com base na necessidade durante a montagem do display de LED. Portanto, a fabricação mecânica de placas de circuito de LED deve ser confrontada com grandes desafios.


Além disso, a busca pela alta utilização de painéis leva a margens técnicas limitadas no processo de fabricação de PCB. Além disso, apenas alguns pequenos orifícios são permitidos na placa com um número de 3 a 4 e diâmetro de aproximadamente 0,8 mm. Como resultado, os parafusos deixam de desempenhar um papel de fixação que deveria fazer no procedimento de fresamento, para que seja possível que ocorram problemas, incluindo assimetria de figura, protuberância do ângulo da placa e descamação do óleo da máscara de solda. Quando um quadro apresenta um tamanho de figura normal, muitas vezes são causados ​​problemas como inconformidade entre via e margens, pad e margens.


• Cor da Máscara de Solda


A cor da máscara de solda é um parâmetro significativo para determinar antes da fabricação do PCB e há muitas seleções de cores tradicionais, incluindo verde, vermelho e preto, a cores incomuns, como preto fosco ou roxo, representando personalidades. Hoje em dia, o preto fosco é aplicado principalmente por placas de circuito de LED e as diferenciações de cores de máscara de solda entre placas de circuito em diferentes lotes estão intimamente associadas à resolução do display de LED. Quando os LEDs apresentam uma distância grande o suficiente entre si, as diferenciações de cores da máscara de solda podem ser compensadas pelo abajur. No entanto, a redução do tom do LED leva à falha constante do abajur, de modo que o lado do LED fica diretamente exposto ao exterior. Além disso, as diferenciações de cor da máscara de solda podem ser despertadas pelo processamento da camada de cobre antes da máscara de solda, espessura da máscara de solda, diferenciação de exposição e tempo de espera para a solidificação da máscara de solda.


• Teste Elétrico


O design sem margem do LED PCB também desafia muito a marcação em testes elétricos. O tamanho e a inclinação do LED de uma placa de circuito de LED determinam diretamente o número de LEDs e pads. Até agora, geralmente ocorre que o número de LEDs no lado do LED de uma placa de circuito ultrapassa décadas de mil e o de pads excede 60 mil. Essa alta densidade de arranjo de LED traz dificuldades extremamente pesadas para a execução e término do teste elétrico. Portanto, vários testes elétricos ou teste de sonda voadora devem ser confiáveis. No entanto, o teste de sonda voadora apresenta a desvantagem de consumir muito tempo.

Técnicas de projeto de PCB LED

Apesar dos contratempos de fabricação de PCB listados, juntamente com atributos de PCBs de LED como pequenas almofadas, grande número de pads de circuito com alta densidade, alguns métodos estão disponíveis para superar esses contratempos através do design de PCB.


• Tom


PCBs aplicados para display de LED, também chamados de PCBs de LED, são altamente simétricos em design externo. Quando se trata da camada de cobre das placas de circuito de LED, um lado é totalmente coberto com almofadas que são dispostas em matriz, chamadas de lado do LED. De um modo geral, 4 pads são considerados como uma unidade na qual um LED é montado. Os componentes são montados do outro lado da camada de cobre, que é chamada de lado do motorista.


Quanto menor o pitch do LED, melhor será o efeito de exibição e a resolução também. Até agora, a faixa de afinação em harmonia com a atual SMT (Surface Mount Technology) é de 0,45 mm a 1,6 mm, enquanto a afinação do LED é de 1,0 mm a 4,0 mm. O design do LED PCB depende principalmente das especificações das almofadas de LED. A figura abaixo indica a comparação entre o tom do SMT e o tom do LED.

• Perfuração a Laser de Vias Cegas


Quanto às placas de empilhamento contendo pelo menos 2 camadas, é necessária uma cortina de solda elétrica via técnica de enchimento quando a via de empilhamento é projetada como perfuração a laser. Eventualmente, a complexidade do procedimento e o custo de fabricação aumentarão. Assim, quando se trata de empilhar placas com mais de 2 camadas, sugere-se que as vias cegas de perfuração a laser sejam projetadas como vias escalonadas em vez de vias empilhadas. As vias de pilha de perfuração a laser devem ser evitadas.

• Furos de Instalação de LED


Os orifícios de instalação do LED são orifícios não penetrantes com tolerância de diâmetros recomendados de ±0,05 mm; a profundidade (H) não deve ser superior ao valor da espessura da placa (T) menos 0,5 mm com a fórmula:H ≤ T - 0,5 mm. A tolerância de profundidade deve ser superior a ±0,2 mm enquanto o ângulo de perfuração convencional (θ) é de 130°. A Figura 3 mostra os parâmetros de um orifício de instalação de LED.

Se a área sem cobre ao redor dos orifícios não penetrantes (NP) apresentar distância insuficiente, os orifícios NP possivelmente serão revestidos através de orifícios ou o cobre ficará exposto na margem das vias. Quando se trata de orifícios NP que exigem que a almofada de abertura da máscara de solda seja deixada na superfície das vias, uma área de separação sem cobre maior que 0,15 mm deve ser projetada entre as vias e as almofadas NP. Quando as vias NP não precisam de pads, o pad inteiro pode ser cancelado.


• Distância entre Pad e Margens Externas


Espaço suficiente deve ser mantido entre as almofadas de margem e as margens externas. Se o espaço for insuficiente, ocorrerão problemas como detecção de fresagem e exposição ao cobre.


• Almofada de abertura da máscara de solda


A definição de cobre é sugerida nas almofadas, o que é capaz de interromper efetivamente o descascamento da máscara de solda. Quando o passo de margem SMT é adequado para fabricação, a definição SM pode ser considerada. Como resultado, as pastilhas compartilharão alto nível de conformidade.

8 Métodos para superar defeitos de PCB de LED

• Risco de Circuito


Almofadas em alta densidade na lateral dos LEDs levam um leve arranhão a ser um defeito mortal. Sugere-se que um volume relativamente alto de folha de cobre deve ser aplicado para que a sucata aberta e de curto-circuito seja definitivamente reduzida devido ao risco.


Juntamente com as características das técnicas de janelas maiores, as almofadas em alta densidade levam a defeitos recessivos de exposição de cobre ao lado do circuito. Esse tipo de defeito raramente é observado até que o procedimento SMT seja concluído. Este problema pode ser parcialmente resolvido diminuindo o passo da linha relativamente para melhorar o passo entre a linha e o bloco.


• Peeling de óleo de máscara de solda


A máscara de solda preta exige alta exigência de energia de exposição e o óleo da máscara de solda um pouco mais espesso pode facilmente levar à exposição incompleta do óleo da máscara de solda na camada inferior, causando finalmente a descamação do óleo da máscara de solda. A exposição secundária pode ser aplicada para resolver efetivamente esse problema. Obviamente, a capacidade de remessa de máscaras de solda também será desafiada.


• Inconformidade da cor do óleo da máscara de solda


Diferente da maioria das placas de circuito impresso, o lado do LED de uma placa de circuito de LED apresenta alta exigência de inconformidade de cor. Até agora, não existem padrões de julgamento aceitos pelo público e é extremamente difícil julgá-lo em quantificações. A conformidade da cor do óleo resulta de um grande número de elementos. Além disso, depende de condições de fabricação mais rígidas do que as placas de circuito comuns. Portanto, a conformidade da cor do óleo pode ser alcançada explorando os parâmetros e métodos de controle mais adequados, o que exige tecnologias de fabricação rigorosas e anos de experiência de fabricação nesta indústria.


• Esboço do Conselho Ruim


Já para placas menores sem margens, os furos de instalação de LED levam a um efeito de marcação ruim e os parafusos de marcação tendem a ficar soltos e deslocados, causando defeitos como deslocamento do contorno e protuberância do ângulo da placa. Margens de assistência de processo adequadas podem ser selecionadas como um método de melhoria.


• Defeitos do Ângulo da Placa


Quando se trata de placas de circuito com espessura relativamente alta, os ângulos laterais frágeis na placa de circuito de LED devem receber cuidado dos operadores. Para evitar defeitos no processo de transporte, é necessário adicionar placa de base para proteção como medida de proteção. Além disso, o tamanho da placa de base deve ser um pouco maior que o das margens simples.


• Empenamento


O lado do LED de uma placa de circuito de LED contém um grande número de pads em alta densidade, enquanto grandes blocos de cobre são dispostos no lado do driver. Este tipo de tensão assimétrica é considerada a principal razão que contribui para o empenamento da placa. Para manter a planicidade razoável, o empenamento da placa de LED deve ser rigorosamente controlado dentro de menos de 0,5%.


• Contorno do bloco


A disposição das almofadas no tipo matriz leva facilmente à fadiga visual do inspetor visual, o que causa uma alta taxa de omissão. No entanto, o inspetor de contorno apresenta problemas como longo tempo de inspeção e baixa taxa de aprovação. Portanto, esses problemas não podem ser reduzidos com eficiência a menos que esforços sejam feitos no controle do procedimento.


• Funções Degradantes


As distinções entre outros tipos de PCBs e LEDs PCBs, máscara de solda preta e pads em alta densidade dificultam a análise de erros de montagem de placas de circuito impresso (PCBA). Quando ocorrem funções ruins, o PCBA apenas as descreve e não indica qual pad específico. Esse problema geralmente é demonstrado como falha de toda a linha de LEDs. Confrontado com tal problema, o ponto de rede específico deve ser determinado após muitos esforços. O método ideal para torná-lo realidade deve depender da demolição dos componentes e da remoção do óleo da máscara de solda.

Recursos úteis:
• As principais regras de projeto de PCB que você precisa conhecer
• Possíveis problemas e soluções no processo de projeto de PCB
• Como garantir a qualidade dos PCBs
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• Serviço completo de fabricação de PCB da PCBCart - Várias opções de valor agregado
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