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A colunista Kelly Dack teve uma ampla gama de experiências. Como projetista de PCBs, ele trabalhou em uma empresa NPI, um OEM, um fabricante e agora um fornecedor de EMS. Pedimos a ele que compartilhasse algumas ideias sobre o processo de seleção de materiais e como ele poderia ser melhorado.

Kelly também explica como os designers de PCB excessivamente zelosos tornam as coisas muito complicadas ao especificar demais seus materiais, o que leva à confusão quando a placa vai para produção em volume no exterior. Você está restringindo demais suas escolhas materiais?

Andy Shaughnessy: Kelly, qual é o seu processo de seleção de materiais? Acompanhe-nos através dele.

Kelly Dack: Claro. Na verdade, escrevi uma diretriz para nossos clientes que explica o processo de seleção de materiais. Conforme mencionado, a especificação excessiva no domínio EMS é desenfreada e problemática do ponto de vista da escala de produtos para volume no exterior. Este guia tem uma seção sobre materiais laminados que inclui uma especificação de material simples e comprovada. Ele diz: "Materiais: resina epóxi de vidro laminado tipo série FR-4 ou equivalente de acordo com IPC-4101 com Tg maior ou igual a xxx." Este é um número que podemos modificar. Dizemos, por exemplo, 170°C e uma temperatura Td (tempo para delaminação) superior a 3XX°C. Esses são todos os números móveis que os designers podem editar.

É assim que especificamos nossos materiais laminados para placas de circuito impresso, a menos que os critérios de desempenho determinem que ele precisa ir além e ser mais específico - por exemplo, restrições de integridade de sinal de alto desempenho, controle de impedância ou materiais exóticos. Fora isso, os laminados FR-4 cobrem de 85 a 95% dos requisitos de design de nossos clientes.

Shaughnessy: Onde os designers normalmente vão para encontrar essas informações? Quais documentos ou diretrizes eles devem usar?

Muitas vezes: Muitos designers usam o modelo de documentação de sua empresa ou vão até os mais velhos e aprendem com o conhecimento que foi transmitido. Acabei de examinar vários projetos e desenhos de fabricação de nossos clientes e encontrei muitos exemplos de especificações de materiais do cliente. Muitos deles chamam um número de barra específico IPC-4101, e geralmente é o mesmo número de barra todas as vezes. É 4101/26 ou /21.

Shaughnessy: O IPC disse que as folhas de corte nunca foram feitas para uso de designers; eles são principalmente uma maneira de os departamentos de compras e marketing de fornecedores de PCB se comunicarem com os compradores.

Muitas vezes: Fico feliz em ouvir essa confirmação, pois foi do meu entendimento também. Tudo isso veio da especificação MIL-S-13949 nos dias das especificações mil, a maioria das quais foi substituída pelos padrões IPC. Mas estamos vendo alguns dos projetos de nossos clientes especificando laminados usando números de barra e tenho a sensação de que é apenas por causa do conhecimento tribal. Se você observar a maioria dos designs, eles parecem básicos, não exigindo realmente um material específico. A placa funcionaria bem com um laminado de vidro epóxi genérico porque não possui controle de impedância ou critérios de desempenho. Nós apenas imprimimos e gravamos um pouco de cobre nele, criamos um circuito e ele move os elétrons.

Geralmente, é apenas quando entramos no projeto de super alta velocidade na faixa de gigahertz que temos que começar a pensar em tangentes de perda e permissividades. Aqui está o desafio: Quanto você restringe? Se você está construindo seu projeto de PCB na loja de protótipos local, que construirá uma placa do jeito que você quiser, todo mundo parecerá gordo e feliz. Mas quando você quer construir 1 milhão de placas, deve introduzir uma restrição de baixo custo porque não pode pagar US$ 1.000 por placa e obter lucro. Você dimensiona para o volume para obter economia de custos. Para obter o máximo de economia de custos, isso sempre foi feito no exterior. Mas os designers devem perceber que os fornecedores offshore não têm acesso a todos os materiais e recursos que as empresas de protótipos dos EUA têm. A especificação excessiva de materiais laminados por composição, características de desempenho ou uma fonte de marca registrada cria uma situação de pedido terrível, mas evitável, colocando as cotações em espera todos os dias. O simples fato é que isso faz com que nossos fornecedores offshore de PCB solicitem e obtenham aprovação para substituições de materiais antes de prosseguirem.