Wstęp
W ogólnym sektorze elektroniki użytkowej ręczne poprawki są często uważane za rutynową metodę naprawy. Jednak w-projektach produkcyjnych PCBA o wysokiej niezawodności-szczególnie w dziedzinie elektroniki samochodowej, sprzętu lotniczego i kosmicznego, sterowania przemysłowego i wyrobów medycznych-ręczne przeróbki są ściśle ograniczone, a nawet całkowicie zabronione w formalnych procesach produkcji masowej. Wielu klientów zadaje sobie pytanie: dlaczego naprawę pojedynczego złącza lutowanego traktuje się z taką powagą? Prawdziwym problemem nie jest tylko to, czy „złącze lutowane zostanie naprawione”, ale potencjalne uszkodzenie, jakie miejscowe naprężenia termiczne mogą spowodować w całej strukturze PCBA.
Ręczne ponowne-lutowanie zakłóca pierwotną równowagę termiczną
W standardowej produkcji PCBA,ponowny przepływpiekarnikproces polega na równomiernym nagrzaniu całej płyty. Płytka drukowana, podkładki, komponenty i lutowie nagrzewają się i schładzają jednocześnie w kontrolowanym profilu temperatury, co skutkuje stosunkowo zrównoważonym rozkładem naprężeń. Ręczna przeróbka jest jednak zupełnie inna. Lutownica lub opalarka przykłada wysoką temperaturę do zlokalizowanego obszaru w bardzo krótkim czasie, podczas gdy otaczające materiały pozostają w niższej temperaturze. Ta różnica temperatur powoduje znaczne niespójności w rozszerzalności cieplnej w zlokalizowanym obszarze płytki drukowanej, co z kolei generuje naprężenia mechaniczne. W przypadku standardowych płytek efekt ten może nie być od razu widoczny, ale w przypadku-niezawodnej produkcji PCBA potencjalne problemy mogą stopniowo narastać podczas-długoterminowej pracy.
Zlokalizowane naprężenia termiczne mogą z łatwością wywołać mikropęknięcia w połączeniach lutowanych
W produkcji PCBA różne materiały mają różne współczynniki rozszerzalności cieplnej. Podłoże PCB, folia miedziana, lut i pakiety komponentów rozszerzają się z różną szybkością podczas procesu ogrzewania. Kiedy ręczne poprawki obejmują skoncentrowane ogrzewanie określonego obszaru, różnice w rozszerzalności mogą szybko się kumulować. W rezultacie w połączeniach lutowanych mogą powstawać mikroskopijne pęknięcia, niewidoczne gołym okiem, szczególnie wokół układów BGA, QFN i-dużych rozmiarów MLCC. Pęknięcia te zwykle nie są bezpośrednio wykrywane podczasAOIlub testów funkcjonalnych, ale będzie się stopniowo rozprzestrzeniać pod wpływem kolejnych cykli termicznych, wibracji lub długotrwałego zasilania-w określonych warunkach, ostatecznie prowadząc do sporadycznych awarii. Jest to także jedna z głównych przyczyn zjawiska „normalne w laboratorium, nietypowe u klienta” w wielu-niezawodnych projektach produkcyjnych PCBA.
Powtarzające się przeróbki mogą uszkodzić strukturę związku międzymetalicznego
Podczas procesu produkcji i lutowania PCBA wewnątrz połączeń lutowanych tworzy się stabilna warstwa związku międzymetalicznego (IMC), która jest strukturą krytyczną dla zapewnienia wytrzymałości złącza lutowniczego. Jednakże ręczne poprawki często obejmują dodatkowe lub nawet wielokrotne rundy ponownego podgrzewania. Każde przetapianie zmienia grubość i mikrostrukturę IMC. Zbyt gruba warstwa IMC zwiększa kruchość spoin, natomiast nierówna mikrostruktura zmniejsza odporność zmęczeniową. W przypadku-niezawodnych PCBA takie zmiany strukturalne znacznie skracają żywotność połączeń lutowanych. Dlatego wiele-zaawansowanych systemów produkcyjnych PCBA ściśle ogranicza liczbę prób przeróbek, a w niektórych krytycznych lokalizacjach obowiązuje nawet zasada „złomowania płytki po pojedynczym niepowodzeniu lutowania”.
Układy BGA i pakiety o-dużej gęstości są bardziej wrażliwe na szok termiczny
W miarę jak produkcja PCBA ewoluuje w kierunku większej gęstości i miniaturyzacji, powszechnie stosowane są układy BGA, CSP i pakiety-flip-chipów. Ponieważ złącza lutowane tych urządzeń są ukryte od spodu, trudno jest równomiernie kontrolować dystrybucję ciepła podczas miejscowych przeróbek. Nierównomierne ogrzewanie może łatwo prowadzić do miejscowego wypaczenia, pustych przestrzeni w kulkach lutowniczych lub wewnętrznego rozwarstwienia pomiędzy warstwami. W szczególności duże-BGA mogą wykazywać „efekt popcornu” lub koncentrację naprężeń wewnętrznych w połączeniach lutowanych po miejscowym podgrzaniu. W związku z tym wiele-projektów produkcji PCBA o wysokiej niezawodności wyraźnie wymaga, aby przeróbki BGA były wykonywane przy użyciu specjalistycznych stacji naprawczych, obejmujących wstępne podgrzewanie od dołu, kontrolę profilu temperatury iRentgen- weryfikacji-zamiast tradycyjnych ręcznych operacji lutowania.
Ręczna przeróbka wprowadza ludzką zmienność
Jedną z podstawowych zasad-niezawodnej produkcji PCBA jest minimalizacja zmienności procesu. Standardlutowanie rozpływowepozwala na precyzyjną kontrolę szybkości nagrzewania, temperatury szczytowej i profilu chłodzenia, podczas gdy ręczne poprawki w dużym stopniu opierają się na doświadczeniu operatora. Różnice w czasie przebywania, kącie lutowania, obszarze ogrzewania i zastosowaniu topnika wśród inżynierów mogą prowadzić do różnic w wynikach lutowania. W przypadku produktów-o wysokiej niezawodności te zmienne ludzkie stanowią niedopuszczalne źródło ryzyka. W rezultacie wiele fabryk PCBA jako cel wewnętrznej kontroli jakości ustala „zero ręcznych poprawek”.
Naprawdę wysoka-Niezawodność PCBA opiera się na stabilnych-procesach końcowych, a nie na naprawach końcowych-
W przypadku-wysokiej klasy systemów produkcyjnych PCBA nastawienie branży ulega znaczącej zmianie: nie skupiamy się już na tym, „jak lepiej wykonywać przeróbki”, ale raczej na tym, „jak unikać przeróbek”. Techniki takie jakKontrola pasty lutowniczej SPI, AOI w linii-analizy, monitorowanie profilu rozpływu i optymalizacja projektu DFM mają zasadniczo na celu wyeliminowanie defektów lutowania w procesie-front-end. Dzieje się tak, ponieważ gdy proces osiągnie etap ręcznej przeróbki, oznacza to, że pierwotna równowaga procesu została już zakłócona. W przypadku produktów-o wysokiej niezawodności przeróbki-poprodukcyjne nigdy nie zastąpią w pełni stabilności osiągniętej dzięki pomyślnemu-pierwszemu przejściu.
W dziedzinie-niezawodnej produkcji płytek PCBA zakaz ręcznych przeróbek nie jest nadmiernym środkiem ostrożności, ale raczej rygorystycznym środkiem zapewniającym długoterminową-stabilność. Mikropęknięcia spowodowane miejscowymi naprężeniami termicznymi, zmęczeniem materiału i brakiem równowagi strukturalnej często stopniowo przekształcają się w rzeczywiste awarie podczas późniejszego użytkowania.
Szybkie fakty na temat NeoDen
- Założona w 2010 roku, zatrudniająca 200+ pracowników i 27000+ mkw. fabryka niezależnych praw majątkowych, aby zapewnić standardowe zarządzanie i osiągnąć jak największe efekty ekonomiczne, a także oszczędność kosztów.
- Posiadał własne centrum obróbcze, wykwalifikowanego montera, testera i inżynierów kontroli jakości, aby zapewnić duże możliwości w zakresie produkcji, jakości i dostawy maszyn NeoDen.
- 40+ globalnych partnerów w Azji, Europie, Ameryce, Oceanii i Afryce, aby skutecznie obsługiwać użytkowników 10000+ na całym świecie, zapewniając lepszą i szybszą obsługę lokalną oraz szybką reakcję.
- 3 różne zespoły badawczo-rozwojowe składające się z 25+ profesjonalnych inżynierów badawczo-rozwojowych, aby zapewnić lepszy i bardziej zaawansowany rozwój oraz nowe innowacje.
- Wykwalifikowani i profesjonalni inżynierowie wsparcia i serwisu w języku angielskim, aby zapewnić szybką reakcję w ciągu 8 godzin, rozwiązanie zapewnia w ciągu 24 godzin.
- Wyjątkowy wśród wszystkich chińskich producentów, którzy zarejestrowali i zatwierdzili CE przez TUV NORD.
- NeoDen zapewnia-dożywotnią pomoc techniczną i serwis dla wszystkich maszyn NeoDen, a ponadto regularne aktualizacje oprogramowania w oparciu o doświadczenia z użytkowania i rzeczywiste, codzienne prośby użytkowników końcowych.