Quando as equipes de engenharia nos perguntam sobre a garantia de qualidade do FPC, o equívoco mais comum é que a inspeção visual é suficiente. Não é. O padrão IPC/JPCA{3}}6202 e seus métodos de teste associados no IPC-TM-650 definem uma linguagem precisa para quantificar se um circuito impresso flexível atende aos requisitos de uma determinada classe de aplicação. Compreender quais testes são importantes para seu caso de uso específico ajuda você a ter uma conversa mais produtiva com seu fabricante e reduz o risco de surpresas de qualificação.
Na CSNT-EMS em Dongguan, executamos testes IPC-TM-650 por lote para produção de FPC Classe 2 e Classe 3. Este artigo aborda os testes que realmente afetam a aprovação ou falha do seu circuito flexível.
Teste de resistência ao descascamento: Método IPC-TM-650 2.4.9
A resistência ao descascamento mede a força necessária para separar o traço de cobre do substrato flexível. O teste é executado em um ângulo de 90 graus ou 180 graus, dependendo da geometria da amostra, e o resultado é expresso em Newtons por milímetro (N/mm).
IPC/JPCA-6202 Classe 2 requer resistência mínima ao descascamento do condutor de 0,49 N/mm. A classe 3 aplica o mesmo mínimo. A diferença entre a Classe 2 e a Classe 3 depende da frequência de amostragem, não do valor limite e dos critérios de aceitação para liberação do lote.
O material Panasonic R-F777 geralmente especifica 0,525 N/mm, o que fornece margem acima do mínimo IPC/JPCA-6202. Ao avaliar uma folha de dados de material, confirme se o valor de resistência ao descascamento relatado é medido pelo método IPC-TM-650 2.4.9 e não por um método simplificado que pode produzir resultados não comparáveis.
Para resistência ao descascamento da cobertura, o mínimo IPC/JPCA-6202 é 0,34 N/mm. As falhas de adesão da cobertura normalmente são causadas por contaminação na superfície do substrato antes da laminação ou por perfis incorretos de temperatura e pressão de laminação.
Teste de resistência dielétrica: Método IPC-TM-650 2.5.6
O teste de rigidez dielétrica verifica se o substrato flexível pode suportar a tensão aplicada sem quebrar. O teste aplica uma tensão CA entre dois eletrodos embutidos no material dielétrico e mede a tensão na qual ocorre a falha.
Para FPC usado em eletrônicos de consumo, a tensão de teste é normalmente de 500 VCA de acordo com IPC/JPCA-6202. Para aplicações médicas e aeroespaciais, a tensão de teste pode ser maior dependendo da norma específica de segurança do produto aplicável.
Falhas na rigidez dielétrica geralmente indicam contaminação na camada dielétrica, vazios no material do substrato ou delaminação entre camadas. Uma falha no teste de rigidez dielétrica em um lote de produção é um evento raro quando a inspeção do material recebido é realizada corretamente.
Resistência de isolamento: Método IPC-TM-650 2.6.3
A resistência de isolamento mede a resistência entre condutores isolados. Após uma etapa de pré-condicionamento de exposição à umidade (85 graus Celsius, 85% de umidade relativa por 96 horas), a resistência mínima de isolamento para FPC é de 100 megohms (10^8 ohms) de acordo com IPC/JPCA-6202.
Esse teste é especialmente importante para FPC usado em ambientes-de alta umidade ou em dispositivos médicos onde o contato corporal é levado em consideração. Uma leitura de baixa resistência de isolamento após exposição à umidade normalmente indica contaminação iônica na superfície do substrato ou limpeza insuficiente após o processo de galvanização.
Teste de contaminação iônica: Método IPC-TM-650 2.3.28B
A contaminação iônica é medida como equivalente de cloreto de sódio em microgramas por centímetro quadrado. O limite para FPC Classe 2 e Classe 3 é de 1,2 microgramas por centímetro quadrado ou menos.
O teste extrai resíduos iônicos solúveis da superfície da placa usando um solvente e mede a condutividade da solução de extração. Altos níveis de contaminação iônica no FPC podem causar crescimento de dendritos entre traços pouco espaçados, levando a curtos-circuitos intermitentes ou completos durante o serviço.
Este teste é executado em todos os lotes de produção em nossas instalações em Dongguan porque a consequência de não fazer isso é uma falha de campo que é difícil de diagnosticar e cara para recall.
Teste Flex Dinâmico: Método IPC-TM-650 2.4.9.1
Para FPC que sofrerão flexões repetidas em serviço, o teste de flexão dinâmico é o procedimento de garantia de qualidade mais relevante. O teste circula a amostra em torno de um mandril em um raio de curvatura e frequência especificados até que o circuito falhe ou até que a contagem de ciclos especificada seja atingida.
O método IPC-TM-650 2.4.9.1 especifica parâmetros de teste, incluindo o diâmetro do mandril (que determina o raio de curvatura), o número de ciclos a serem executados e os critérios de falha (normalmente circuito aberto ou uma diminuição especificada na resistência de isolamento).
Para wearables de consumo, uma especificação comum é de 10.000 ciclos em um raio de curvatura de 0,5 mm ou maior. Para aplicações de dispositivos médicos, as especificações podem atingir 100.000 ciclos ou mais em raios de curvatura mais estreitos. Aplicações de display dobrável podem especificar 200.000 ciclos.
Ao solicitar testes flexíveis dinâmicos, seja específico sobre o raio de curvatura, a contagem de ciclos e se o teste é executado em temperatura ambiente ou em temperaturas extremas. Os testes entre menos 40 e mais 85 graus Celsius são mais representativos de aplicações automotivas e externas.
Ao qualificar um novo fabricante de FPC, solicite a seguinte documentação de acordo com os requisitos IPC/JPCA-6202.
Configuração do equipamento de teste IPC-TM-650 para testes de resistência ao descascamento e rigidez dielétrica
Solicite relatórios de teste IPC-TM-650 para resistência ao descascamento, rigidez dielétrica e resistência de isolamento nas primeiras amostras do artigo. Confirme se o teste de contaminação iônica é realizado em todos os lotes de produção e não apenas no primeiro artigo. Solicite o relatório do teste de flexibilidade dinâmica se sua aplicação exigir dobras repetidas. Verifique se a espessura do ENIG é medida e documentada por remessa.
Um fabricante que possa fornecer esta documentação demonstra controle de processo e rastreabilidade que vai além da simples inspeção visual. Essa é a parceria básica de garantia de qualidade que você precisa para a produção de FPC Classe 2 ou Classe 3.
