Pernoctar

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La columnista Kelly Dack ha tenido una amplia gama de experiencias. Como diseñador de PCB, se ha sentado detrás del escritorio en una empresa NPI, un OEM, un fabricante y ahora un proveedor de EMS. Le pedimos que compartiera algunas ideas sobre el proceso de selección de materiales y cómo podría mejorarse.

Kelly también explica cómo los diseñadores de PCB demasiado entusiastas complican demasiado las cosas al especificar demasiado sus materiales, lo que genera confusión una vez que la placa se produce en el extranjero. ¿Está restringiendo demasiado sus opciones de materiales?

Andy Shaughnessy: Kelly, ¿cuál es su proceso de selección de materiales? Guíanos a través de él.

Kelly Dack: Seguro. De hecho, escribí una guía para nuestros clientes que explica el proceso de selección de materiales. Como se mencionó, la especificación excesiva en el ámbito de EMS es rampante y problemática desde el punto de vista de la escala de productos al volumen en el extranjero. Esta guía tiene una sección sobre materiales laminados que incluye una especificación de material simple y comprobada. Dice: "Materiales: resina epoxi de vidrio laminado tipo serie FR-4 o equivalente según IPC-4101 con una Tg mayor o igual a xxx". Este es un número que podemos modificar. Decimos, por ejemplo, 170°C, y una temperatura Td (tiempo de delaminación) superior a 3XX°C. Esos son todos los números móviles que los diseñadores pueden editar.

Así es como especificamos nuestros materiales laminados para placas de circuitos impresos, a menos que los criterios de rendimiento dicten que es necesario ir más allá y volverse más específicos, por ejemplo, restricciones de integridad de señal de alto rendimiento, control de impedancia o materiales exóticos. Pero por lo demás, los laminados FR-4 cubren entre el 85 y el 95 % de los requisitos de diseño de nuestros clientes.

Shaughnessy: ¿Dónde suelen ir los diseñadores para encontrar esta información? ¿Qué documentos o directrices deberían utilizar?

A menudo: Muchos diseñadores utilizan la plantilla de documentación de su empresa o acuden a sus mayores y aprenden a través del conocimiento que se les ha transmitido. Revisé un montón de diseños y dibujos de fabricación de nuestros clientes, y encontré muchos ejemplos de especificaciones de materiales del cliente. Muchos de ellos llaman a un número de barra IPC-4101 específico, y generalmente es el mismo número de barra cada vez. Es 4101/26 o /21.

Shaughnessy: IPC ha dicho que las hojas de barra nunca fueron pensadas para que las usaran los diseñadores; son principalmente una forma en que los departamentos de compras y marketing de los proveedores de PCB se comunican con los compradores.

A menudo: Me alegra escuchar esa confirmación, ya que también lo entendí. Todo esto provino de la especificación MIL-S-13949 en los días de las especificaciones militares, la mayoría de las cuales han sido reemplazadas por los estándares IPC. Pero estamos viendo algunos de los diseños de nuestros clientes que especifican laminados mediante el uso de números de barra y tengo la sensación de que es solo por el conocimiento tribal. Si observa la mayoría de los diseños, parecen ser básicos y no requieren realmente un material específico. La placa funcionaría bien con un laminado de epoxi de vidrio genérico porque no tiene control de impedancia ni criterios de rendimiento. Simplemente imprimimos y grabamos un poco de cobre en él, creamos un circuito y mueve electrones.

Por lo general, solo cuando entramos en el diseño de súper alta velocidad en el rango de gigahercios, tenemos que comenzar a pensar en las tangentes de pérdida y las permitividades. Aquí está el desafío: ¿Cuánto limitas? Si está construyendo su diseño de PCB en la tienda de prototipos local, que construirá una placa de la forma que desee, todos parecen gordos y felices. Pero cuando desea construir 1 millón de tableros, debe introducir una restricción de bajo costo porque no puede pagar $ 1,000 por tablero y obtener una ganancia. Puede escalar al volumen para obtener ahorros de costos. Para lograr el máximo ahorro de costos, esto siempre se ha hecho en alta mar. Pero los diseñadores deben darse cuenta de que los proveedores extranjeros no tienen acceso a todos los materiales y capacidades que tienen las empresas de prototipos estadounidenses. La especificación excesiva de materiales laminados por composición, características de rendimiento o una fuente de marca registrada crea una situación de pedido terrible, pero evitable, que pone las cotizaciones en espera todos los días. El simple hecho es que hace que nuestros proveedores de PCB en el extranjero soliciten y obtengan la aprobación de sustituciones de materiales antes de que puedan continuar.

Para leer esta conversación completa, que apareció en la edición de mayo de 2023 de Design007 Magazine, haga clic aquí.