Instrumentación de prueba de caída

instrumentación para pruebas de caída: qué cubre este manual (y para quién es)

instrumentación para pruebas de caída: qué cubre este manual (y para quién es)

Esta guía está escrita para ingenieros electrónicos, gerentes de confiabilidad y líderes de adquisiciones responsables de la compra de PCB utilizadas en entornos de alto impacto o hardware de validación. Específicamente, aborda los requisitos de fabricación para la instrumentación de pruebas de caída —las placas de sensores especializadas, las unidades de adquisición de datos (DAQ) y los prototipos instrumentados utilizados para medir el choque mecánico durante el desarrollo del producto.

Cuando se construye el hardware que valida otro hardware, el fallo no es una opción. Si su PCB de instrumentación falla durante un evento de choque de 1500G, pierde datos críticos y desperdicia costosos ciclos de prototipado. Este manual se centra en las especificaciones específicas de la placa de circuito impreso (PCB), las elecciones de materiales y las técnicas de ensamblaje necesarias para garantizar que sus sistemas de medición produzcan datos precisos y repetibles sin convertirse ellos mismos en el punto de fallo.

Vamos más allá de los estándares básicos de IPC para discutir las realidades prácticas de la supervivencia a fuerzas G elevadas. Encontrará listas de verificación prácticas para especificar circuitos rígidos y flexibles que albergan acelerómetros y galgas extensométricas, junto con un marco de evaluación de riesgos para prevenir modos de fallo comunes como el cráter de la almohadilla y la fractura de la pista. En APTPCB (Fábrica de PCB APTPCB), entendemos que la integridad de sus datos de prueba depende completamente de la integridad de la placa que los captura. Esta guía le ayuda a cerrar la brecha entre un plan de prueba teórico y una PCB física, fabricable, que sobrevive a la caída.

Cuándo la instrumentación para pruebas de caída es el enfoque correcto (y cuándo no lo es)

Comprender cuándo invertir en PCB de instrumentación especializadas en lugar de prototipos estándar es fundamental para la gestión del presupuesto y los plazos.

Es el enfoque correcto cuando:

  • Está validando dispositivos portátiles: Los teléfonos inteligentes, escáneres y controles remotos requieren una cuantificación precisa de las fuerzas de impacto para predecir las tasas de fallos en el campo.
  • Necesita correlacionar la simulación con la realidad: Los modelos de Análisis de Elementos Finitos (FEA) son tan buenos como sus entradas. La instrumentación física para pruebas de caída proporciona los datos empíricos necesarios para ajustar estos modelos.
  • Está probando componentes de alta masa: Los BGA grandes o los inductores pesados son propensos a la fatiga de las uniones de soldadura. Las placas instrumentadas con galgas extensométricas cerca de estos componentes son esenciales para medir la flexión de la placa.
  • El cumplimiento normativo es obligatorio: Industrias como la aeroespacial y la automotriz a menudo requieren evidencia documentada de la capacidad de supervivencia a los golpes (por ejemplo, MIL-STD-810), lo que requiere hardware robusto de registro de datos.

Podría no ser el enfoque correcto cuando:

  • El producto es estacionario: Para racks de servidores o unidades de escritorio que rara vez se mueven, las pruebas de vibración estándar pueden ser más relevantes que la instrumentación de caída de alta G.
  • El costo es el único factor determinante: Las placas de prueba instrumentadas son costosas debido a la necesidad de sensores de alta velocidad y calidades de construcción robustas. Si una simple prueba funcional de pasa/falla es suficiente, la instrumentación completa puede ser excesiva.
  • El diseño está en fase alfa temprana: Si la carcasa mecánica aún está cambiando drásticamente, los datos de instrumentación precisos pueden quedar obsoletos antes de ser analizados.

Requisitos que debe definir antes de cotizar

Requisitos que debe definir antes de cotizar

Para obtener una cotización precisa y una placa confiable, debe ir más allá de los archivos Gerber genéricos. La instrumentación para pruebas de caída requiere especificaciones detalladas para garantizar la integridad de la señal durante el ruido caótico de un evento de impacto.

  1. Selección del material base (laminado):

    • Especifique FR4 de alta Tg (Tg > 170°C) como línea base para mantener la rigidez.
    • Para placas DAQ de alta velocidad, considere materiales de baja pérdida (como Rogers o Megtron) para preservar el tiempo de subida de los pulsos de choque.
    • Objetivo: Tg ≥ 170°C, Td ≥ 340°C.
  2. Tipo de lámina de cobre:

    • Solicite cobre "Reverse Treated Foil" (RTF) o "Very Low Profile" (VLP) para mejorar la adhesión y reducir la pérdida de señal, pero más importante aún, considere cobre recocido laminado para secciones flexibles para soportar la flexión dinámica.
    • Objetivo: Resistencia de adhesión > 1.0 N/mm.
  3. Tejido de máscara de soldadura:

  • Asegurar suficientes presas de máscara de soldadura entre las almohadillas, especialmente para acelerómetros de paso fino (paquetes LGA/BGA).
  • Objetivo: Presa de máscara de soldadura mínima de 3-4 mil para evitar puentes de soldadura durante el choque de la caída.
  1. Acabado de Superficie:

    • ENIG (Níquel Químico Oro por Inmersión): Preferido por su planitud, que es crítica para el montaje de pequeños acelerómetros MEMS.
    • OSP (Conservante Orgánico de Soldabilidad): A veces preferido para la fiabilidad de la junta de soldadura en caídas (el níquel en ENIG puede ser quebradizo), pero tiene una vida útil más corta.
    • Objetivo: ENIG para sensores de instrumentación; OSP para el DUT (Dispositivo Bajo Prueba) si se estudia la falla de la junta de soldadura.
  2. Estructura y Tapado de Vías:

    • Las vías abiertas cerca de las almohadillas BGA pueden robar soldadura y debilitar las uniones.
    • Requisito: Vías VIPPO (Via-in-Pad Plated Over) o vías completamente tapadas y cubiertas para cualquier área de componentes de alta tensión.
    • Objetivo: Vías rellenas tipo IPC-4761 Tipo VII.
  3. Áreas de Galgas Extensométricas:

    • Si la placa albergará galgas extensométricas, defina áreas específicas libres de máscara de soldadura y serigrafía para permitir una unión adecuada de la galga.
    • Objetivo: Zonas de "exclusión" definidas en la capa de máscara de soldadura para la colocación de la galga.
  4. Enrutamiento y Geometría de Pistas:

    • Evite las esquinas de 90 grados en las pistas que transportan datos críticos del sensor; utilice un enrutamiento de 45 grados o curvo para reducir los puntos de concentración de tensión.
  • Objetivo: Lágrimas en todas las transiciones de vía a traza para evitar el agrietamiento durante la flexión de la placa.
  1. Orificios de Montaje Mecánico:

    • Las placas de instrumentación deben montarse rígidamente al accesorio.
    • Objetivo: Orificios pasantes no chapados (NPTH) con suficiente espacio libre para las cabezas de los tornillos y las arandelas, asegurando que no se aplaste el cobre durante el apriete.
  2. Fijación de Componentes (Relleno Inferior/Estacado):

    • Aunque este es un paso de ensamblaje, la PCB debe diseñarse para aceptarlo.
    • Objetivo: Designar áreas de "flujo de relleno inferior" alrededor de BGAs grandes o conectores pesados en el plano de ensamblaje.
  3. Puntos de Prueba:

    • Se necesitan puntos de prueba robustos para las sondas de osciloscopio.
    • Objetivo: Lazos de prueba reforzados o almohadillas de superficie que puedan aceptar cables soldados sin desprenderse de la placa durante una caída.
  4. Control de Impedancia:

    • Los sensores de choque a menudo emiten señales analógicas de alta frecuencia o datos digitales de alta velocidad (I2C/SPI/LVDS).
    • Objetivo: Control de impedancia de ±10% en las líneas de datos del sensor.
  5. Recubrimiento Ambiental:

    • Si la prueba de caída se combina con ciclos de humedad o temperatura.
    • Objetivo: Especificación de compatibilidad del recubrimiento conformado (requisitos de enmascaramiento para conectores).

Los riesgos ocultos que impiden la escalabilidad

Escalar desde un único prototipo a un lote de placas de instrumentación para pruebas de caída introduce riesgos que a menudo son invisibles en la fabricación estándar.

1. Cráteres en las Almohadillas (El Asesino Silencioso)

  • Riesgo: La resina debajo de la almohadilla de cobre se fractura durante la alta fuerza G de una caída, desconectando el componente mientras la unión de soldadura permanece intacta.
  • Por qué ocurre: La flexión excesiva de la placa transfiere la tensión a la unión de soldadura rígida, separando la almohadilla de cobre del laminado.
  • Cómo detectarlo: Análisis de sección transversal o prueba de tinte y palanca después de un evento de caída. Las pruebas eléctricas pueden mostrar fallas intermitentes.
  • Prevención: Utilice almohadillas "No definidas por máscara de soldadura" (NSMD) para reducir la tensión y añada "teardrops" (lágrimas) a todas las uniones de almohadilla-pista.

2. Fragilidad del Compuesto Intermetálico (IMC)

  • Riesgo: Las uniones de soldadura se rompen al impacto.
  • Por qué ocurre: El espesor excesivo de oro en los acabados ENIG o los tiempos de reflujo prolongados crean una capa de IMC gruesa y frágil que no puede absorber la energía del choque.
  • Cómo detectarlo: Pruebas de cizallamiento de componentes; la falla ocurre en la interfaz del IMC en lugar de en la soldadura a granel.
  • Prevención: Controle estrictamente el espesor del oro (2-3 micropulgadas) y optimice los perfiles de reflujo para minimizar la excursión térmica.

3. Agrietamiento de Condensadores Cerámicos

  • Riesgo: Los MLCC (Condensadores Cerámicos Multicapa) se agrietan, causando cortocircuitos o circuitos abiertos.
  • Por qué ocurre: La flexión de la placa durante la caída somete el cuerpo cerámico rígido a tensión.
  • Cómo detectarlo: La inspección por rayos X a menudo no detecta las microfisuras; la falla funcional es el indicador habitual. La microscopía acústica es el estándar de oro para la detección.
  • Prevención: Utilice condensadores de "terminación suave" o "flex-term". Oriente los condensadores en paralelo a la dirección de mínima flexión.

4. Discontinuidad del Conector

  • Riesgo: Los cables de datos o los conectores de placa a placa se desconectan momentáneamente durante el impacto (vibración/parloteo).
  • Por qué ocurre: La fuerza de resorte del contacto es superada por la fuerza G.
  • Cómo detectarlo: Monitoree las líneas de señal en busca de interrupciones a nivel de microsegundos durante la prueba de caída.
  • Prevención: Especifique conectores de alta retención, mecanismos de bloqueo o conectores soldados en lugar de cabezales.

5. Fractura de Pistas en Vías

  • Riesgo: Las pistas internas se rompen donde se conectan a los barriles de las vías.
  • Por qué ocurre: La expansión en el eje Z o la torsión de la placa cizalla la conexión de cobre.
  • Cómo detectarlo: Cambios de resistencia en estructuras de prueba en cadena (daisy-chain).
  • Prevención: Utilice anillos anulares más grandes y asegure un chapado de cobre de alta calidad (espesor de chapado Clase 3).

6. Saturación/Recorte del Sensor

  • Riesgo: El acelerómetro alcanza su rango máximo (de riel a riel) y no logra registrar la fuerza G máxima.
  • Por qué ocurre: Rango del sensor subespecificado (por ejemplo, usar un sensor de 50G para un evento de 500G).
  • Cómo detectarlo: Formas de onda con parte superior plana en el registro de datos.
  • Prevención: Seleccione sensores con un rango 20-50% superior al pico de choque esperado.

7. Desconexión de la Batería

  • Riesgo: Los contactos de la batería rebotan, lo que provoca que la instrumentación se reinicie a mitad de la caída.
  • Por qué sucede: Los contactos de resorte son insuficientes para cargas de alta G.
  • Cómo detectarlo: Reinicios del dispositivo o archivos de datos corruptos.
  • Prevención: Use pestañas de batería soldadas o soportes de batería de fuerza extremadamente alta.

8. Delaminación de interfaces rígido-flexibles

  • Riesgo: Las capas rígida y flexible se separan.
  • Por qué sucede: Fuerzas de cizallamiento en la zona de transición durante el impacto.
  • Cómo detectarlo: Inspección visual o discontinuidades de impedancia.
  • Prevención: Use "bikini coverlay" o refuerzos graduados para suavizar la transición de rígido a flexible.

9. Latencia de escritura de datos

  • Riesgo: Se pierden datos porque la velocidad de escritura en la memoria flash es demasiado lenta para capturar el transitorio de alta velocidad.
  • Por qué sucede: Mala selección de la interfaz o el controlador de memoria.
  • Cómo detectarlo: Brechas en los registros de datos.
  • Prevención: Use búferes circulares de alta velocidad en la RAM y escriba en el almacenamiento no volátil después del evento.

10. Desprendimiento del extensómetro

  • Riesgo: El extensómetro se despega de la PCB.
  • Por qué sucede: Mala preparación de la superficie o adhesivo incorrecto.
  • Cómo detectarlo: Lecturas de deformación erráticas o fluctuantes.
  • Prevención: Siga protocolos estrictos de preparación de la superficie (abrasión, limpieza) y use adhesivos clasificados para el rango de temperatura y choque esperado.

Plan de validación (qué probar, cuándo y qué significa "aprobado")

Antes de implementar su instrumentación en una campaña de calificación completa, debe validar la instrumentación en sí misma.

  1. Medición del Nivel de Ruido Base

    • Objetivo: Asegurar que la electrónica sea lo suficientemente silenciosa para detectar vibraciones sutiles.
    • Método: Registrar datos del sensor mientras la placa está estacionaria sobre una mesa de aislamiento de vibraciones.
    • Aceptación: Nivel de ruido < 1% del rango de medición.
  2. Verificación de Calibración Estática

    • Objetivo: Verificar la precisión del sensor a 1G.
    • Método: Voltear la placa en los tres ejes (+X, -X, +Y, -Y, +Z, -Z) y medir la gravedad.
    • Aceptación: Lectura de ±1G dentro de la tolerancia del sensor (típicamente ±2%).
  3. Prueba de Vibración por Barrido Sinusoidal

    • Objetivo: Identificar las frecuencias de resonancia de la propia placa de instrumentación.
    • Método: Barrido de 10Hz a 2000Hz a baja G.
    • Aceptación: No hay resonancias dentro del ancho de banda de interés para la prueba de caída.
  4. Calibración de Choque (Nivel Bajo)

    • Objetivo: Verificar la respuesta dinámica.
    • Método: Someter la placa a un choque controlado de baja G (ej., 50G) en una mesa de choque.
    • Aceptación: El pico medido coincide con el acelerómetro de referencia dentro de ±5%.
  5. Prueba de Supervivencia a Altas G

    • Objetivo: Asegurar que la instrumentación sobreviva a la caída máxima esperada.
    • Método: Dejar caer la placa de instrumentación (sin el DUT si es posible) a 1.5 veces la fuerza G objetivo.
    • Aceptación: El dispositivo permanece funcional, sin daños mecánicos, los datos se registran con éxito.
  6. Monitoreo de Continuidad de Cadena en Serie (Daisy Chain)

  • Objetivo: Validar la fiabilidad de las interconexiones de PCB.
    • Método: Utilizar un diseño especializado de PCB en cadena (daisy-chain) y monitorear la resistencia durante las caídas.
    • Aceptación: Sin picos de resistencia > 1000 ohmios con una duración > 1 microsegundo (estándar IPC-9701).
  1. Análisis de Tinte y Desprendimiento (Destructivo)

    • Objetivo: Verificar la formación de cráteres en las almohadillas (pad cratering) o grietas de soldadura en una unidad de muestra.
    • Método: Inyectar tinte debajo de los componentes, retirarlos y buscar la penetración del tinte.
    • Aceptación: Sin penetración de tinte en la interfaz de fractura de la unión de soldadura (indica grietas preexistentes).
  2. Corte Transversal (Micro-sección)

    • Objetivo: Verificar la calidad de las vías y la integridad del chapado.
    • Método: Cortar la PCB a través de vías críticas e inspeccionar bajo un microscopio.
    • Aceptación: Sin grietas en el barril, grietas en la rodilla o separación del chapado.
  3. Pre-acondicionamiento por Ciclos Térmicos

    • Objetivo: Simular el envejecimiento antes de la prueba de caída (opcional pero recomendado).
    • Método: Ciclar de -40°C a +85°C durante 100 ciclos.
    • Aceptación: Sin degradación en el rendimiento eléctrico antes de que comience la prueba de caída.
  4. Verificación de PCB mediante Prueba de Polarización por Humedad

    • Objetivo: Asegurar que la placa pueda soportar cámaras ambientales si las caídas se realizan en condiciones húmedas.
    • Método: 85°C / 85% HR con voltaje de polarización aplicado.
    • Aceptación: Sin crecimiento dendrítico o falla de resistencia de aislamiento.
  5. Verificación de Integridad de Datos

    • Objetivo: Verificar la fiabilidad del almacenamiento de datos bajo impacto.
    • Método: Escribir un patrón conocido en la memoria durante un evento de caída.
    • Aceptación: La lectura coincide con el patrón escrito al 100%.
  6. Verificación de Ajuste del Soporte

    • Objetivo: Asegurar que la placa se monte plana sin estrés inducido.
    • Método: Usar una película sensible a la presión entre la PCB y el soporte.
    • Aceptación: Distribución uniforme de la presión; sin puntos altos que puedan causar precarga.

Lista de verificación del proveedor (RFQ + preguntas de auditoría)

Al adquirir PCBs para instrumentación de pruebas de caída, la calidad estándar de grado de consumo es insuficiente. Utilice esta lista de verificación para evaluar a proveedores como APTPCB.

Entradas de RFQ (Lo que usted envía)

  • Especificación del Material: Indique explícitamente Tg, Td y la preferencia de marca (p. ej., Isola 370HR) si es necesario.
  • Dibujo de Apilamiento: Defina los pesos de cobre y los espesores dieléctricos para controlar la rigidez.
  • Tabla de Perforación: Identifique claramente las vías rellenas/tapadas frente a las vías estándar.
  • Acabado Superficial: Especifique el rango de espesor de ENIG (p. ej., 2-4 micropulgadas).
  • Requisitos de Impedancia: Enumere las impedancias objetivo y las capas de referencia.
  • Máscara de Soldadura: Defina las áreas de "exclusión" para galgas extensométricas o encapsulado inferior.
  • Tolerancias: Tolerancias de contorno más estrictas (±0.1mm) para un ajuste preciso del soporte.
  • Pruebas: Solicite una prueba eléctrica de lista de red al 100%.
  • Marcado: Solicitar serialización para la trazabilidad de cada placa.
  • Clase IPC: Especificar Clase IPC 2 o Clase 3 (Clase 3 recomendada para instrumentación).

Prueba de Capacidad (Lo que deben demostrar)

  • Relleno de Vías: ¿Pueden demostrar procesos VIPPO (Via-in-Pad) fiables?
  • Paso Fino: Capacidad para BGAs con paso de 0.4mm o 0.35mm (común para sensores MEMS).
  • Rígido-Flexible: Experiencia con aplicaciones flexibles dinámicas si se utilizan colas flexibles.
  • Impedancia Controlada: ¿Proporcionan informes TDR (Reflectometría en el Dominio del Tiempo)?
  • Limpieza: Capacidad para cumplir con los estándares de limpieza iónica (crítico para sensores de alta impedancia).
  • Corte Transversal: ¿Realizan micro-secciones en cada panel de producción?
  • Certificaciones: ISO 9001 es un mínimo; IATF 16949 es un plus para la fiabilidad.
  • Stock de Material: ¿Disponen de laminados de alta fiabilidad en stock para evitar retrasos en los plazos de entrega?

Sistema de Calidad y Trazabilidad

  • Control de Lotes: ¿Pueden rastrear una placa específica hasta el lote de materia prima?
  • Pruebas de Soldabilidad: ¿Realizan pruebas de soldabilidad en el acabado?
  • AOI (Inspección Óptica Automatizada): ¿Se utiliza AOI en las capas internas, no solo en las externas?
  • Alabeo/Torsión: ¿Miden e informan sobre el alabeo y la torsión (crítico para la planitud del sensor)?
  • Rayos X: Disponibilidad de Rayos X para verificar el ensamblaje BGA (si ofrecen PCBA).
  • NCMR: ¿Cuál es su proceso para los Informes de Material No Conforme?

Control de Cambios y Entrega

  • PCN (Notificación de Cambio de Proceso): ¿Le notificarán antes de cambiar materiales o química?
  • Proceso EQ (Consulta de Ingeniería): ¿Revisan los datos y hacen preguntas antes de comenzar (una buena señal)?
  • Embalaje: ¿Utilizan embalaje sellado al vacío, seguro contra ESD y con desecante?
  • Tiempo de Entrega: ¿Pueden soportar prototipos de entrega rápida (3-5 días) y escalar a producción?
  • Soporte DFM: ¿Ofrecen una revisión detallada de Diseño para Fabricación antes de la fabricación?
  • Envío: ¿Utilizan etiquetas de monitoreo de golpes en las cajas de envío para ensamblajes sensibles?

Guía de decisión (compromisos que realmente puedes elegir)

La ingeniería es el arte del compromiso. Aquí están los compromisos específicos para la instrumentación de pruebas de caída.

  1. Rígido vs. Rígido-Flexible

    • Si priorizas la integridad de la señal y la compacidad: Elige Rígido-Flexible. Elimina los conectores (un punto de falla) y permite colocar sensores en espacios reducidos.
    • Si priorizas el costo y la velocidad: Elige PCBs Rígidas con cables. Es más barato y rápido de fabricar, pero los cables introducen ruido y debilidad mecánica.
  2. Acabado de Superficie ENIG vs. OSP

    • Si priorizas la planitud del sensor y la unión de cables: Elige ENIG. Proporciona una superficie plana y conductora ideal para MEMS y almohadillas de contacto.
  • Si priorizas la fiabilidad de las uniones de soldadura ante caídas: Elige OSP. Elimina la interfaz frágil de níquel-oro, lo que a menudo resulta en una mejor supervivencia en las pruebas de caída para los BGAs.
  1. Relleno Inferior (Underfill) vs. Unión en Esquinas (Corner Bonding)

    • Si priorizas la máxima supervivencia: Elige Relleno Inferior Completo (Full Underfill). Distribuye el estrés por toda el área del componente.
    • Si priorizas la capacidad de retrabajo: Elige Unión en Esquinas (Corner Bonding / Staking). Asegura el componente pero permite una extracción más fácil si el sensor falla.
  2. PCB Gruesa vs. Delgada

    • Si priorizas la rigidez de la placa (menos flexión): Elige una PCB más Gruesa (2.4mm o 3.2mm). Esto reduce la tensión en los componentes pero aumenta la masa (lo que afecta la dinámica de la caída).
    • Si priorizas imitar el producto final: Elige el Grosor Estándar (1.6mm o 1.0mm). Esto asegura que la prueba represente la realidad, incluso si arriesga la falla del componente.
  3. Capacitancia Incrustada vs. Condensadores Discretos

    • Si priorizas la integridad de la energía durante un choque: Elige materiales de Capacitancia Incrustada. Proporcionan una entrega de carga instantánea sin el riesgo de agrietamiento del condensador.
    • Si priorizas el costo: Elige MLCCs Discretos, pero usa tipos de terminación blanda y una colocación cuidadosa.
  4. Conector vs. Cables Soldados

    • Si priorizas la fiabilidad: Elige Cables Soldados Directamente con alivio de tensión. Los conectores son el punto de falla más común en las pruebas de caída.
  • Si prioriza la modularidad: Elija conectores con bloqueo (p. ej., Molex Pico-Lock), pero valídelos por separado.

Preguntas Frecuentes

P: ¿Cuál es el mejor estándar IPC para placas de prueba de caída? R: IPC-6012 Clase 3 es la base para alta fiabilidad. Para la metodología de prueba en sí, consulte JEDEC JESD22-B111, que es el estándar de la industria para la calificación de pruebas de caída a nivel de placa.

P: ¿Puedo usar FR4 estándar para pruebas de alta G? R: Sí, el FR4 estándar se usa comúnmente, pero se recomienda el FR4 "High-Tg" para evitar el levantamiento de las almohadillas durante la soldadura y para mantener las propiedades mecánicas en temperaturas extremas.

P: ¿Cómo evito que los cables afecten los resultados de la prueba de caída? R: Los cables añaden masa y arrastre. Utilice cables de calibre fino (30-32 AWG) para las señales de los sensores y asegúrese de que estén dirigidos a un punto de "alivio de tensión" en el accesorio, sin tirar directamente de la PCB.

P: ¿Qué es una "prueba de vida acelerada alternativa" en este contexto? R: Una prueba de vida acelerada alternativa (Accelerated Life Testing) va más allá de las simples caídas. Combina vibración, ciclos de temperatura y polarización de voltaje para precipitar fallas más rápidamente. Su PCB de instrumentación debe ser lo suficientemente robusta como para sobrevivir a estas tensiones combinadas, no solo al impacto.

P: ¿Debo usar soldadura sin plomo o con plomo para la instrumentación? R: Aunque los productos de consumo no contienen plomo (SAC305), muchos ingenieros de fiabilidad prefieren la soldadura con plomo (SnPb) para la instrumentación de prueba porque es más dúctil y menos propensa a la fractura frágil durante los golpes. Sin embargo, verifique el cumplimiento normativo de su región.

P: ¿Cómo afectan los requisitos de las pruebas de polarización de humedad en PCB a la elección del material? R: Si sus pruebas de caída se realizan en un ambiente húmedo, debe asegurarse de que el material de la PCB tenga una baja tasa de absorción de humedad (por ejemplo, <0,15%) y esté libre de contaminación iónica para evitar la migración electroquímica (dendritas) bajo polarización.

P: ¿Cuál es el papel de las lágrimas (teardrops) en las PCB para pruebas de caída? R: Las lágrimas (teardrops) añaden cobre en la unión de la pista y la almohadilla/vía. Este refuerzo evita que la pista se agriete en el punto de conexión cuando la placa se flexiona durante el impacto. Son obligatorias para diseños de alta fiabilidad.

P: ¿Puede APTPCB ayudar con el diseño de galgas extensométricas? R: Aunque somos fabricantes, nuestro equipo de DFM puede revisar su diseño para asegurar que las zonas de "exclusión" para las galgas extensométricas estén correctamente definidas en la capa de máscara de soldadura, garantizando una superficie limpia para la unión.

Páginas y herramientas relacionadas

  • Capacidades de PCB Rígido-Flexible – Esencial para instrumentación que debe encajar en carcasas complejas y compactas sin conectores fiables.
  • Pruebas y Garantía de Calidad – Explore cómo validamos la calidad de fabricación, incluyendo el seccionamiento transversal y las pruebas eléctricas.
  • Ensamblaje BGA y de Paso Fino – Información crítica para la colocación de los acelerómetros MEMS utilizados en pruebas de caída.
  • Directrices DFM – Reglas de diseño para asegurar que su robusta placa de instrumentación sea realmente fabricable.
  • PCB de Alta Velocidad – Requisitos para placas de Adquisición de Datos (DAQ) que procesan señales de choque de alta frecuencia.

Solicitar una cotización

¿Listo para construir instrumentación que sobreviva la prueba? Solicite una cotización a APTPCB hoy mismo. Nuestro equipo de ingeniería realizará una revisión DFM completa para identificar posibles riesgos de fiabilidad antes de que comience la producción.

Para obtener el DFM y la cotización más precisos, por favor proporcione:

  • Archivos Gerber: Formato RS-274X.
  • Plano de Fabricación: Incluyendo apilamiento, tabla de perforaciones y notas especiales (por ejemplo, "Chapado Clase 3").
  • Plano de Ensamblaje: Si se requiere PCBA, marque claramente las ubicaciones de subllenado y la orientación del sensor.
  • Lista de Materiales (BOM): Con números de pieza del fabricante para todos los sensores y conectores críticos.
  • Requisitos de Prueba: Especifique si necesita informes TDR o niveles específicos de limpieza iónica.

Conclusión

La instrumentación exitosa para pruebas de caída es más que solo capturar datos; se trata de confiar en esos datos. Al seleccionar los materiales adecuados, reforzar características críticas como las vías y las almohadillas, y validar el proceso de fabricación, te aseguras de que tu equipo de prueba nunca sea el eslabón débil. Ya sea que estés validando un nuevo smartphone o un componente aeroespacial, la PCB es la base de tu estrategia de fiabilidad. Sigue las especificaciones, gestiona los riesgos y asóciate con un fabricante que entienda la física de las fallas.