Uvod
Tijekom procesa proizvodnje PCBA, mnogi proizvodi rade normalno tijekom funkcionalnog testiranja. Međutim, nakon odvajanja panela, transporta ili dužeg korištenja mogu se pojaviti problemi kao što su pucanje kondenzatora, BGA spojevi za hladno lemljenje i kvarovi na čipu. Nakon istraživanja uzroka, često se otkrije da su osjetljive komponente postavljene preblizu reznom rubu PCB-a, što rezultira mehaničkim naprezanjem koje se izravno prenosi na lemljene spojeve ili same komponente.
Ovaj problem je osobito čest kod PCBA proizvoda visoke-gustoće kao što su potrošačka elektronika, automobilska elektronika i medicinski uređaji. Kako PCB-ovi postaju tanji, a komponente manje, sigurnosni razmaci više nisu samo strukturalna briga, već izravno utječu na pouzdanost proizvoda.
Što su "osjetljive komponente" u PCBA?
U području proizvodnje PCBA nisu sve komponente osjetljive na naprezanje pri rezanju. Najosjetljiviji spadaju prvenstveno u sljedeće kategorije:
1. MLCC keramički kondenzatori
Višeslojni keramički kondenzatori su najtipičnije osjetljive komponente. Napon savijanja koji nastaje tijekom odvajanja PCB ploče može lako uzrokovati pukotine u unutarnjim keramičkim slojevima. Iako neke pukotine možda neće uzrokovati trenutni kvar, postupno će se pogoršati tijekom sljedeće uporabe.
2. BGA i čipovi velikih-veličina
BGA paketi su vrlo osjetljivi na PCB deformaciju. Kada je oštrica preblizu rubu ploče, savijanje može lako uzrokovati mikro-pukotine u kuglicama za lemljenje.
3. Kristalni oscilatori i MEMS uređaji
Ove komponente imaju zamršene unutarnje strukture; mehanički udar može uzrokovati pomak frekvencije ili funkcionalne abnormalnosti.
4. Konektori i visoko-komponente
Konektori koji se nalaze blizu ruba ploče skloni su odvajanju jastučića ili pucanju lema zbog naprezanja tijekom odvajanja ploče.
Različite metode rezanja zahtijevaju različite sigurnosne udaljenosti
Mnogi inženjeri oslanjaju se isključivo na jednu empirijsku vrijednost kada dizajniraju PCBA, ali stvarna sigurnosna udaljenost uvelike ovisi o procesu odvajanja ploča.
1. Sigurnosne udaljenosti za V-Cut Depaneling
V-Cut je metoda odvajanja panela koja uključuje značajno mehaničko naprezanje, posebno u scenarijima ručnog lomljenja gdje je savijanje PCB-a izraženo.
Općenite preporuke:
- MLCC-ovi:Veće ili jednako 3 mm od ruba V-reza
- BGA:Veći ili jednak 5 mm od ruba V-reza
- Veliki priključci:Veći ili jednak 5 mm od ruba
Za tanke ploče, ploče visoke-gustoće ili automobilsku elektroniku, ove se udaljenosti obično moraju dodatno povećati.
2. Uklanjanje rupa za pečat
Rupe za žig stvaraju relativno nisko naprezanje, ali lokalizirani udar i dalje dolazi tijekom faze bušenja.
Uobičajeni kontrolni rasponi:
- Standardne komponente-za površinsku montažu:Veći ili jednak 2 mm
- Keramički kondenzatori:Veći ili jednak 3 mm
- BGA komponente:Veći ili jednak 4 mm
3. Depaneliranje rutera
Odvajanje usmjerivača od panela je metoda -niskog stresa i obično se koristi u visoko-pouzdanoj proizvodnji PCBA.
U okviru ovog procesa:
- Standardne komponente mogu se održavati na 1mm–2mm
- Osjetljive komponente treba držati na 3 mm ili više
Iako je odvajanje glodalice-prihvatljivije za stres, problemi poput vibracija alata i zaostalih neravnina na rubovima ploče ipak se moraju uzeti u obzir.
Mnogi PCBA kvarovi ne događaju se u proizvodnom pogonu
Nedovoljne sigurnosne granice na reznim rubovima često ne otkrivaju probleme odmah tijekom faze postavljanja SMT.
1. Skrivene pukotine teže je otkriti
MLCC mogu razviti mikro-pukotine pod stresom. Oni mogu funkcionirati normalno tijekom ICT testiranja, ali pokazuju povremene kvarove nakon nekoliko mjeseci korištenja od strane korisnika.
2. Naprezanje se nastavlja nakupljati tijekom transporta i zatezanja vijaka
Komponente koje se nalaze u blizini rubova ploče kontinuirano su izložene vanjskim silama tijekom-sastavljanja zadnje strane, vibracija prilikom transporta ili zatezanja vijaka.
3. Toplinski ciklus uzrokuje širenje pukotine
U automobilskoj elektronici i PCBA proizvodima za industrijsku kontrolu, izvorno mikroskopska strukturna oštećenja postupno se šire u uvjetima toplinskog ciklusa.
Ovo je također jedan od temeljnih razloga zašto mnogi proizvodi "dobro rade u laboratoriju, ali rezultiraju masovnim povratom na tržištu."
Kako ublažiti rubne rizike tijekom faze dizajna PCBA?
Istinski učinkovit pristup nije čekati proizvodne anomalije i zatim preraditi proizvod, već proaktivno ublažiti rizike tijekom faze dizajna PCB-a.
1. Uspostavite zone-zaštite komponenti
Tijekom faze izgleda PCB-a definirajte-zone za{0}}van oko V-reza ili rupa za utiskivanje kako biste ograničili postavljanje osjetljivih komponenti.
2. Optimizirajte orijentaciju ploče
U određenim projektima proizvodnje PCBA, podešavanje orijentacije ploče može smanjiti put prijenosa naprezanja tijekom odvajanja ploče.
3. Odredite prioritet prilagodbe MLCC orijentacije
Ako je duža strana keramičkog kondenzatora okomita na liniju rezanja, on je skloniji pucanju pod stresom. Poravnavanje duge strane paralelno s oštricom može znatno smanjiti ovaj rizik.
4. Dopustite veće marže za proizvode visoke-pouzdanosti
Za PCBA proizvode za medicinsku, automobilsku i industrijsku kontrolu ne preporučuje se samo ispunjavanje minimalnih razmaka potrebnih za "proizvodnost", dugoročna-pouzdanost se također mora uzeti u obzir.
Inženjerski pregledi kritičniji su od iskustva
Mnogi problemi u proizvodnji PCBA ne nastaju zato što dizajneri nisu svjesni zahtjeva za razmakom, već zbog nedostatka sustavnih pregleda tijekom napredovanja projekta.
Zreli inženjerski timovi obično se usredotočuju na sljedeće tijekom faze DFM-a:
- Udaljenost između osjetljivih komponenti i ruba ploče.
- Utjecaj metoda odvajanja panela na raspodjelu naprezanja.
- Odnos između orijentacije komponente i putanje rezanja.
- Je li raspored panela uravnotežen.
- Postoje li područja lokalne koncentracije naprezanja.
Ovi koraci pregleda mogu identificirati većinu potencijalnih rizika puno prije pilot proizvodnje.
U proizvodnji PCBA, ono što uistinu utječe na stabilnost proizvoda često nisu složeni procesi, već ovi detalji koji se lako previde. Jednostavno povećanje udaljenosti između osjetljivih komponenti i oštrice za 1 milimetar ponekad može spriječiti kasniju preradu cijele serije.
Brze činjeniceo NeoDenu
- Osnovano 2010., 200+ zaposlenika, 27,000+ m2 tvornica.
- NeoDen proizvodi: Smart serija PNP stroja, NeoDen N10P, NeoDen9, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, reflow pećnica IN6, IN12, IN12C, pisač paste za lemljenje FP2636, PM3040.
- Uspješnih 10000+ kupaca diljem svijeta.
- 30+ Globalni agenti pokriveni u Aziji, Europi, Americi, Oceaniji i Africi.
- Centar za istraživanje i razvoj: 3 odjela za istraživanje i razvoj s 25+ profesionalnim inženjerima za istraživanje i razvoj.
- Na popisu CE i dobio 50+ patenata.
- 30+ inženjeri za kontrolu kvalitete i tehničku podršku, 15+ viša međunarodna prodaja, pravovremeni odgovor kupaca u roku od 8 sati, pružanje profesionalnih rješenja u roku od 24 sata.