SMT貼片加工裝配質(zhì)量和產(chǎn)品生命周期的影響
無論電子產(chǎn)品是下一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還是簡單的移動(dòng)手機(jī)，其內(nèi)部都有印刷電路板（PCB）。工程師設(shè)計(jì)PCB以支持和連接產(chǎn)品內(nèi)的電子元件和其他硬件。 PCB通常具有通過焊接將電子元件保持在一起的導(dǎo)電通路，該工藝用于將諸如錫，銀，金和銅的不同金屬附接在一起。該過程還用于互連產(chǎn)品中的所有硬件。
圖1：印刷電路板
印刷電路板（PCB）必須滿足三個(gè)基本要求才能接受組裝，并建立具有長壽命的產(chǎn)品。根據(jù)“印刷電路手冊”的作者Clyde Coombs的說法，這三個(gè)基本要求是：
1、PCB的物理形式應(yīng)與其預(yù)期設(shè)計(jì)相匹配。互連點(diǎn)的尺寸和位置以及這些互連點(diǎn)上的涂層必須允許適當(dāng)?shù)脑M裝
2、PCB必須在組件之間提供適當(dāng)?shù)幕ミB
3、電路板必須在不連接的互連點(diǎn)之間提供足夠的絕緣
上述三個(gè)項(xiàng)目必須是可接受的，并且在產(chǎn)品的預(yù)期使用壽命期間保持高質(zhì)量。由于可能存在與這三個(gè)要求相關(guān)的若干細(xì)節(jié)，因此確定PCB供應(yīng)商的可接受性和質(zhì)量要求對(duì)于確保滿足這三個(gè)要求至關(guān)重要。正確實(shí)施后，質(zhì)量和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為各方提供了清晰的期望。
pcb多氯聯(lián)苯工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢在于建立一個(gè)共同的基礎(chǔ) - 創(chuàng)建公平競爭環(huán)境 - 允許所有參與者至少遵守。遵守工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以避免很多失敗的機(jī)會(huì)。每個(gè)人都可以輕松地開發(fā)有關(guān)通用規(guī)范的知識(shí)，而不是解釋無數(shù)個(gè)別公司規(guī)范。但是，由于各種原因，公司可能被迫超越標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)計(jì)需要超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。
用戶根據(jù)其在產(chǎn)品中的使用來評(píng)估PCB質(zhì)量，這些產(chǎn)品分為三類，稱為類。這些是：
第1類：通用電子產(chǎn)品，如消費(fèi)電子產(chǎn)品
第2類：專用服務(wù)產(chǎn)品，例如提供不間斷服務(wù)的產(chǎn)品
第3類：高可靠性產(chǎn)品，例如提供持續(xù)服務(wù)的產(chǎn)品
通常，制造商確定適合其產(chǎn)品的等級(jí)。例如，如果玩具制造商想要滿足3級(jí)要求的PCB，他們必須愿意支付額外的可靠性。
在國際上，IPC-6011標(biāo)準(zhǔn)定義了PCB的通用性能規(guī)范。根據(jù)IPC-6011，PCB的供應(yīng)商負(fù)責(zé)驗(yàn)證與規(guī)格，主圖紙和圖案以及特定制造設(shè)施和工藝的兼容性。簡而言之，供應(yīng)商必須確保PCB符合采購文件的要求。
默認(rèn)情況下，IPC-6011標(biāo)準(zhǔn)適用于所有電路板類型。但是，這需要通過包含所選技術(shù)要求的性能規(guī)范來補(bǔ)充，例如：
IPC-6012：用于剛性PCB
IPC-6013：用于柔性（Flex）PCB
IPC-6014：用于PCMCIA PCB
IPC-6015：用于MCM-L PCB
IPC-6016：用于HDI PCB
IPC-6017：用于微波PCB
雖然IPC-6012是文檔包中最常用的規(guī)范，但制造商可以根據(jù)其電子產(chǎn)品使用的PCB指定要求。
多氯聯(lián)苯的可接受性
有時(shí)，可能無法單獨(dú)從描述中建立不合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，例如IPC-6012和其他標(biāo)準(zhǔn)。為了避免這種情況，開發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)IPC-A-600，其中包含插圖和照片，并為每個(gè)特定特征提供三個(gè)級(jí)別的質(zhì)量：目標(biāo)，可接受和不合格條件。此外，這些特征分為兩大類：
外部可觀察條件：這些是在電路板外表面上可見的特征或缺陷，可以對(duì)它們進(jìn)行評(píng)估。
圖2：通道內(nèi)空隙的圖示
圖2是第2類產(chǎn)品可接受的銅鍍層圖像。鍍層的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是：
任何洞中不超過一個(gè)空洞
不超過5％的孔具有空隙
任何空隙不大于孔長度的5％
空隙小于孔周長的90％
內(nèi)部可觀察條件：這些特征或缺陷只能在PCB微切片后檢測，檢查和評(píng)估。
圖3：通孔的微截面
圖3是鍍孔的圖像，以微截面顯示銅和絕緣層的厚度，以及材料缺陷的突出顯示（如果有的話）。
銅和絕緣層的厚度必須符合設(shè)計(jì)文件中規(guī)定的厚度。板的總厚度也是一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
通常，這種微型部分在具有與實(shí)際電路板設(shè)計(jì)所具有的相同特性的試樣上進(jìn)行。這樣可以避免在測試時(shí)破壞好的電路板。
多氯聯(lián)苯的一般缺陷及其對(duì)裝配的影響
電路板翹曲：如果電路板不完全平坦，可能會(huì)在組裝過程中產(chǎn)生一些問題。這可能是PCB厚度的局部變化或PCB的共面性問題。它可能導(dǎo)致傾斜部件的潛在開口，稱為蹺蹺板效應(yīng)，或者由于焊接連接不斷下降，例如使用BGA接頭。焊點(diǎn)也可能因拉伸而失去可靠性。通常，無引線器件更容易受到PCB翹曲的影響。
圖4：球落和拉伸接頭
圖5：翹曲對(duì)無引線器件的影響
對(duì)于翹曲板，可能還存在控制焊膏沉積量的問題，包括焊膏和粘合劑。翹曲通常導(dǎo)致模板無法平放在PCB表面上，在模板和板之間的某些區(qū)域留下間隙。雖然這可能導(dǎo)致焊膏在整個(gè)板上的不均勻印刷，但是在這些區(qū)域中可能沒有足夠的粘合劑分配或粘合劑可能完全被忽略。
在印刷時(shí)，模板和板之間的間隙可能會(huì)填滿焊膏。這可能導(dǎo)致涂抹，潮濕的橋接或過量的焊膏沉積。有時(shí)，打印后在模板上粘貼邊緣可能會(huì)在下一次打印時(shí)造成不必要的污跡。
圖6：未焊接的引線
圖7：墓碑式無源元件
焊膏的不均勻沉積可能導(dǎo)致存在的體積不足，表現(xiàn)為焊料覆蓋焊盤，但金屬化顯示通過。由于沒有足夠的焊膏接觸元件引線，因此在回流焊后會(huì)導(dǎo)致未焊接的引線。對(duì)于通常會(huì)降低PCB和組裝過程的總公差的小型封裝，這也可能導(dǎo)致焊膏未對(duì)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致無源芯片組件的豎起或墓碑形成，從而影響工藝產(chǎn)量。
在波峰焊接過程中，如果通孔未填充且電路板發(fā)生翹曲，則組件可能會(huì)抬起波浪，導(dǎo)致區(qū)域保持未焊接狀態(tài)。
焊料掩模問題：焊接掩模使用不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致組裝過程中出現(xiàn)可靠性問題。其中一個(gè)主要問題是兩個(gè)相鄰焊盤之間缺少焊接掩模壩，導(dǎo)致在波峰焊接操作期間潛在的焊料短路或橋接。
圖8：缺少焊錫面罩壩
圖9：移位焊接掩模
通常，焊接掩模需要覆蓋整個(gè)焊盤。如果存在移位或重合失調(diào)，則焊接掩模可能無法完全覆蓋焊盤，并在焊盤旁邊形成一個(gè)凹槽，從而露出相鄰的焊盤或軌道。隨后，該區(qū)域可以填充焊膏并形成晶須或橋，使焊盤與相鄰的焊盤或軌道短路。
由于焊接掩模使用不當(dāng)而引起的另一個(gè)可靠性問題是焊盤本身的污點(diǎn)導(dǎo)致可焊性問題。這可以防止焊料在回流或波峰焊接期間正確潤濕涂抹的焊盤，使焊盤不可焊接。
圖10：焊盤上的焊料掩模涂抹
圖11：焊球
如果焊接掩模保持固化不足，則可能導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性問題，因?yàn)槲垂袒暮附友谀^(qū)域會(huì)捕獲加工殘留物并導(dǎo)致電氣泄漏或機(jī)電遷移失敗。不正確固化的阻焊劑還可能使焊料在波峰焊接期間以球的形式積聚，從而導(dǎo)致潛在的電短路。
HAL板的問題：非共面或不均勻的焊接表面是HAL飾面板的主要問題。在第一次回流操作后，非常薄的HAL涂層可能導(dǎo)致遷移，暴露銅并導(dǎo)致后續(xù)回流中的可焊性差。
圖12：不均勻的HAL焊料
圖13：薄HAL涂層
由于模板開口通常與焊盤完全不匹配，模板的某些部分可能會(huì)停留在多余的焊料沉積物上，使模板的另一個(gè)區(qū)域遠(yuǎn)離電路板。這允許焊膏擠入模板和板之間的間隙，產(chǎn)生類似于具有翹曲的板上的問題。
圖14：焊接橋
圖15：粒狀焊點(diǎn)
HAL板的非共面性也可能導(dǎo)致焊盤上留下焊料的凸起，導(dǎo)致模板抬起并且焊膏填充下面的間隙。在回流期間，多余的焊料可能導(dǎo)致相鄰的焊盤在相鄰的細(xì)間距元件之間形成橋接或晶須。焊膏中的焊劑可能不足以滿足焊膏中焊料的總量以及HAL工藝留在焊盤上的焊料總量，這可能會(huì)導(dǎo)致接頭顆粒狀或受干擾。
結(jié)論
深圳市銘華航電SMT貼片加工：PCB是產(chǎn)品中的機(jī)電產(chǎn)品，有很多失敗的機(jī)會(huì)。 PCB質(zhì)量是一個(gè)巨大的主題，有許多可能影響裝配和產(chǎn)品生命周期的缺陷。從PCB表面的翹曲到缺陷到紋理的欠蝕刻，PCB質(zhì)量的每個(gè)方面都會(huì)使產(chǎn)品在其預(yù)期的生命周期結(jié)束之前突然停止。
