Zavedení
Během výrobního procesu PCBA mnoho produktů během funkčního testování funguje normálně. Po oddělení panelu, přepravě nebo delším používání však mohou nastat problémy, jako je praskání kondenzátoru, studené pájené spoje BGA a selhání čipu. Při zkoumání příčin se často zjistí, že citlivé součástky jsou umístěny příliš blízko řezné hrany desky plošných spojů, což vede k přenosu mechanického namáhání přímo na pájené spoje nebo na součástky samotné.
Tento problém je běžný zejména u{0}}výrobků PCBA s vysokou hustotou, jako je spotřební elektronika, automobilová elektronika a lékařská zařízení. S tím, jak se desky plošných spojů ztenčují a součástky se zmenšují, bezpečnostní vzdálenosti již nejsou pouze problémem konstrukce, ale přímo ovlivňují spolehlivost produktu.
Co jsou to "citlivé komponenty" v PCBA?
V oblasti výroby PCBA nejsou všechny součásti citlivé na řezné napětí. Ty nejnáchylnější spadají především do následujících kategorií:
1. Keramické kondenzátory MLCC
Vícevrstvé keramické kondenzátory jsou nejtypičtějšími citlivými součástkami. Ohybové napětí generované během depanelizace DPS může snadno způsobit praskliny ve vnitřních keramických vrstvách. I když některé praskliny nemusí způsobit okamžité selhání, během následného používání se budou postupně zhoršovat.
2. BGA a velké-čipy
Pouzdra BGA jsou vysoce citlivá na deformaci PCB. Když je řezná hrana příliš blízko k hraně desky, ohýbání může snadno způsobit mikro-trhliny v kuličkách pájky.
3. Krystalové oscilátory a MEMS zařízení
Tyto komponenty mají složité vnitřní struktury; mechanické otřesy mohou způsobit frekvenční posun nebo funkční abnormality.
4. Konektory a komponenty s vysokým-pólem
Konektory umístěné blízko okraje desky jsou náchylné k odpojení podložky nebo prasknutí pájky v důsledku namáhání během oddělování panelu.
Různé metody řezání vyžadují různé bezpečné vzdálenosti
Mnoho inženýrů se při navrhování PCBA spoléhá pouze na jedinou empirickou hodnotu, ale skutečná bezpečná vzdálenost velmi závisí na procesu oddělení panelu.
1. Bezpečnostní vzdálenosti pro V-řez Depaneling
V-Cut je metoda odstraňování panelů, která zahrnuje značné mechanické namáhání, zejména při scénářích ručního lámání, kde je výrazné ohýbání PCB.
Obecná doporučení:
- MLCC:Větší nebo rovna 3 mm od V-hrany řezu
- BGA:Větší nebo rovna 5 mm od V-hrany řezu
- Velké konektory:Větší nebo rovno 5 mm od okraje
U tenkých desek, desek s vysokou{0}}hustotou nebo automobilové elektroniky je obvykle třeba tyto vzdálenosti dále zvětšovat.
2. Depanelování otvoru pro razítko
Otvory pro lisování generují relativně nízké napětí, ale během fáze děrování stále dochází k lokalizovanému nárazu.
Běžné ovládací rozsahy:
- Standardní součásti pro povrchovou-montáž:Větší nebo rovna 2 mm
- Keramické kondenzátory:Větší nebo rovna 3 mm
- BGA komponenty:Větší nebo rovna 4 mm
3. Depaneling routeru
Depaneling routeru je metoda s nízkým{0}}namáháním a běžně se používá ve vysoce-spolehlivé výrobě PCBA.
V rámci tohoto procesu:
- Standardní součásti lze udržovat na 1 mm–2 mm
- Citlivé součásti by měly být udržovány na 3 mm nebo více
I když je depanelování frézky šetrnější k{0}}namáhání, je stále třeba brát v úvahu problémy, jako jsou vibrace nástroje a zbytkové otřepy na hranách desky.
Mnoho poruch PCBA se nevyskytuje ve výrobě
Nedostatečná bezpečnostní rezerva na řezných hranách často neodhalí problémy okamžitě během fáze umístění SMT.
1. Skryté trhliny se hůře odhalují
U MLCC se mohou pod zátěží vytvořit mikro-trhliny. Během testování ICT mohou fungovat normálně, ale po několika měsících používání zákazníkem občas vykazují poruchy.
2. Během přepravy a utahování šroubů se nadále hromadí napětí
Komponenty umístěné v blízkosti okrajů desky jsou nepřetržitě vystaveny vnějším silám během montáže zadní části, vibrací při přepravě nebo utahování šroubů.
3. Tepelné cykly způsobují šíření trhlin
V automobilové elektronice a průmyslových řídicích PCBA produktech se původně mikroskopické strukturální poškození postupně rozšiřuje v podmínkách tepelného cyklování.
To je také jeden z hlavních důvodů, proč mnoho produktů „funguje dobře v laboratoři, ale má za následek hromadné výnosy na trhu“.
Jak zmírnit rizika okrajů během fáze návrhu PCBA?
Skutečně efektivním přístupem je nečekat na výrobní anomálie a následně výrobek přepracovat, ale proaktivně zmírňovat rizika ve fázi návrhu DPS.
1. Vytvořte zóny mimo provoz-komponent
Během fáze rozvržení desky plošných spojů definujte -zóny kolem V-výřezů nebo lisovacích otvorů, abyste omezili umístění citlivých součástí.
2. Optimalizujte orientaci panelu
V určitých výrobních projektech PCBA může úprava orientace panelu snížit cestu přenosu napětí během oddělování panelu.
3. Upřednostněte Úprava orientace MLCC
Pokud je dlouhá strana keramického kondenzátoru kolmá k řezné linii, je náchylnější k prasknutí pod napětím. Zarovnání dlouhé strany rovnoběžně s břitem může toto riziko výrazně snížit.
4. U vysoce spolehlivých-produktů povolte vyšší marže
U lékařských, automobilových a průmyslových řídicích PCBA produktů se nedoporučuje pouze splňovat minimální vůle požadované pro „vyrobitelnost“, je třeba vzít v úvahu i dlouhodobou- spolehlivost.
Technické recenze jsou kritičtější než zkušenosti
Mnoho problémů s výrobou PCBA nevzniká proto, že by si konstruktéři neuvědomovali požadavky na rozestupy, ale kvůli nedostatku systematických kontrol během postupu projektu.
Vyspělé inženýrské týmy se během fáze DFM obvykle zaměřují na následující:
- Vzdálenost mezi citlivými součástkami a okrajem desky.
- Vliv metod dělení panelů na rozložení napětí.
- Vztah mezi orientací součásti a řeznými cestami.
- Zda je rozložení panelu vyvážené.
- Zda existují oblasti s lokalizovanou koncentrací stresu.
Tyto kontrolní kroky mohou identifikovat většinu potenciálních rizik v dostatečném předstihu před pilotní výrobou.
Při výrobě PCBA to, co skutečně ovlivňuje stabilitu produktu, často nejsou složité procesy, ale tyto snadno přehlédnutelné detaily. Pouhé zvětšení vzdálenosti mezi citlivými součástmi a řeznou hranou o 1 milimetr může někdy zabránit tomu, aby celá šarže později vyžadovala přepracování.
Rychlá faktao NeoDenu
- Založena v roce 2010, 200+ zaměstnanců, 27,000+ m2. továrna.
- Produkty NeoDen: Stroj PNP řady Smart, NeoDen N10P, NeoDen9, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, přetavovací pec IN6, IN12, IN12C, tiskárna pájecí pasty, tiskárna pájecí pasty 26304 FP.
- Úspěšní zákazníci 10000+ po celém světě.
- 30+ Globální zástupci v Asii, Evropě, Americe, Oceánii a Africe.
- Centrum výzkumu a vývoje: 3 oddělení výzkumu a vývoje s 25+ profesionálními inženýry výzkumu a vývoje.
- Uvedeno v CE a má 50+ patentů.
- 30+ inženýři kontroly kvality a technické podpory, 15+ vedoucí mezinárodní prodej, včasná reakce zákazníků do 8 hodin, poskytování profesionálních řešení do 24 hodin.