montaje de circuitos impresos

Vibración Aleatoria en la vida útil de Circuitos Impresos

Los PCBs o circuitos impresos constan básicamente de una base aislante altamente resistente al peso, rígida, con tecnología avanzada de laminados compuestos filamentosos tales como vidrio, boro o grafito han tenido un aumento sustancial en su uso en las industrias aeroespacial, automotriz, ingeniería oceánica y otras. Sin embargo las tarjetas son sometidas a fuertes esfuerzos, tensiones y vibraciones que pueden causar daños o fallas en su funcionamiento o vida útil.

Un estudio relacionado con diferentes problemas de vibraciones aleatorias que se producen en sistemas electrónicos fue presentado por Lall, Lowe y Goebel en el cual se presenta la comprensión del fenómeno de vibración en los sistemas electrónicos, aislamiento de vibración, la predicción de la duración de los puntos de soldadura en los PCB y los cálculos de confiabilidad para el correcto funcionamiento de los mismos, por otra parte Steinberg en su libro Vibration Analysis for Electronic Equipment, presenta métodos analíticos considerados en el análisis de vibración y el diseño de ensamblajes de PCBs y cajas electrónicas, en el libro se concluye que las fallas en los equipos electrónicos dependen en gran medida de la carga mecánica producidas sobre los diferentes componentes electrónicos, cables y puntos de soldadura.

Mckeown estudió los problemas de vibración en equipos electrónicos considerando todo el sistema en tres niveles: componentes electrónicos, ensamble tarjeta y componentes y chasis o caja electrónica, revisó los métodos de análisis de vibración disponibles para cada nivel e hizo énfasis en la importancia de las pruebas de vibración modal para evitar suposiciones y simplificaciones incluidas en técnicas analíticas.

También sugiere algunos enfoques útiles en modelos de elementos finitos relacionados con los componentes, placa y chasis. Los estudios realizados por Veprik y Babitsky, se centraron en la respuesta dinámica del circuito impreso a fin de realizar el aislamiento de vibraciones de las cajas electrónicas. Este enfoque ha proporcionado una mejora en la protección de la caja electrónica a la vibración armónica y aleatoria en comparación con los enfoques tradicionales donde el aislamiento se basa en comprometer la amortiguación y propiedades de rigidez de los montajes, también estudiaron la placa de circuito impreso, diseñaron un aislador dinámico de banda ancha en miniatura y mostraron que este amortiguador puede suprimir la respuesta dinámica del sistema, teórica y experimentalmente.

Esser, Huston y Miller llevaron a cabo el análisis de vibración estructural de un equipo electrónico y se obtuvieron resultados mediante el uso de modelos de análisis de elementos finitos y validación por pruebas experimentales.