Um patinete auto-equilibrado pegou fogo durante seu carregamento de rotina. A análise forense por raios X 3D com um equipamento Nikon CT e o software Dragonfly revelou a causa raiz: um curto-circuito entre camadas internas da PCB. As trilhas de cobre, projetadas com espaçamento insuficiente, geraram um arco elétrico que resultou em superaquecimento localizado, desencadeando o desastre térmico.
Microfabricação defeituosa: o problema das trilhas muito próximas 🔥
A reconstrução volumétrica da PCB no Dragonfly permitiu visualizar o ponto exato da falha. Ao importar o modelo para o Altium Designer, confirmou-se que o design original violava as regras de espaçamento mínimo entre condutores para a tensão de operação. Este erro de DFM (Design for Manufacturing) criou uma zona de alta densidade de corrente. A simulação térmica 3D mostrou que, sem barreiras dielétricas adequadas entre as camadas, o calor gerado pelo curto se concentrou em uma área crítica. O modelo 3D do chassi, renderizado no Blender, demonstrou a ausência de barreiras térmicas entre a placa e as células de lítio. Este design permitiu que a temperatura do curto propagasse o calor diretamente para o pacote de baterias, iniciando a reação em cadeia do incêndio.
Lições para o design de semicondutores e PCB ⚡
Este incidente ressalta a importância das regras de espaçamento e da análise de integridade de sinal na microfabricação de placas de controle. A separação entre trilhas não é apenas um parâmetro elétrico; é uma barreira de segurança térmica. Ferramentas como o Altium Designer permitem simular esses cenários antes da produção, detectando zonas de risco. Ignorar as regras DFM para reduzir custos ou tamanho da PCB não apenas compromete a funcionalidade do semicondutor, mas, como neste caso, pode transformar um dispositivo cotidiano em uma fonte de ignição.
É possível detectar curtos interlaminares em PCB de múltiplas camadas por meio de raios X 3D sem necessidade de corte transversal destrutivo e, se sim, quais parâmetros de escaneamento são críticos para diferenciar um curto de uma variação de espessura de cobre na análise forense de falhas em dispositivos de alta densidade como os hoverboards?
(PS: os 180nm são como relíquias: quanto menores, mais difíceis de ver a olho nu)