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产品的质量与可靠性与很多因素有关,要研发一款质量与可靠性水平高的产品,必须关注很多因素。本文介绍PCB 质量与可靠性保证实践经验,供学习参考。
3 F/ e( l- U0 c" x7 j; P6 `乍一看,PCB不论内在质量如何,表面上都差不多。正是透过表面,我们才看到差异,而这些差异对PCB在整个寿命中的耐用性和功能至为关键。 - g/ R" t5 K9 t2 _. N$ b
无论是在制造组装流程还是在实际使用中,PCB都要具有可靠的性能,这一点至关重要。除相关成本外,组装过程中的缺陷可能会由PCB带进最终产品,在实际使用过程中可能会发生故障,导致索赔。因此,从这一点来看,可以毫不为过地说,一块优质PCB的成本是可以忽略不计的。 6 Y, Y/ N- Z$ w
在所有细分市场,特别是生产关键应用领域的产品的市场里,此类故障的后果不堪设想。
7 ^6 d, O* m2 y& K) K3 b. i以下高质量与可靠性线路板的14个经验总结,也可以成为秘籍(别见笑)。 2 l8 x$ I4 E6 K! P4 ]! A
1、25微米的孔壁铜厚 9 r+ I5 c6 u2 Z% r" u1 u$ C
好处 增强可靠性,包括改进z轴的耐膨胀能力。
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2 u% r4 u4 g ~8 {' k* }9 C: l: V 不这样做的风险 吹孔或除气、组装过程中的电性连通性问题(内层分离、孔壁断裂),或在实际使用时在负荷条件下有可能发生故障。IPCClass2(大多数工厂所采用的标准)规定的镀铜要少20%。
( ?9 u; r6 K* B, ^- {2 r2、无焊接修理或断路补线修理 " `5 u+ D6 x2 S2 u0 G
好处 完美的电路可确保可靠性和安全性,无维修,无风险/ d3 t- g& s W+ Z$ f$ z" J; W( A
不这样做的风险 如果修复不当,就会造成电路板断路。即便修复‘得当’,在负荷条件下(振动等)也会有发生故障的风险,从而可能在实际使用中发生故障。 ; _% D) w) k2 F. }6 Z& @$ A& O
3、超越IPC规范的清洁度要求
5 L, [1 E( l: u, ~9 ^3 n% u. X好处 提高PCB清洁度就能提高可靠性。
3 \. M2 W" A1 Q3 Y! d. W8 Z不这样做的风险 线路板上的残渣、焊料积聚会给防焊层带来风险,离子残渣会导致焊接表面腐蚀及污染风险,从而可能导致可靠性问题(不良焊点/电气故障),并最终增加实际故障的发生概率。
) z# i' r2 R$ n* O; p4、严格控制每一种表面处理的使用寿命 + R# R- i. u3 A" O! }% z
好处 焊锡性,可靠性,并降低潮气入侵的风险 . O1 }) o; ^0 S$ i( f# b! G7 T
不这样做的风险 由于老电路板的表面处理会发生金相变化,有可能发生焊锡性问题,而潮气入侵则可能导致在组装过程和/或实际使用中发生分层、内层和孔壁分离(断路)等问题。 % r. Y3 [; x; w' ]6 U
5、使用国际知名基材–不使用“当地”或未知品牌 - L2 P8 z4 y" a6 s7 |3 _ U
好处 提高可靠性和已知性能 % }) U( O( H; k" a1 y( D: Q1 T
不这样做的风险 机械性能差意味着电路板在组装条件下无法发挥预期性能,例如:膨胀性能较高会导致分层、断路及翘曲问题。电特性削弱可导致阻抗性能差。
+ a: X& f* d2 E8 E' @2 r1 v) _6、覆铜板公差符合IPC4101ClassB/L要求 " l$ N6 r! N& u, I# o6 Y+ r
好处 严格控制介电层厚度能降低电气性能预期值偏差。 : Y0 {$ j+ b& w6 o" c$ a1 e1 S
不这样做的风险 电气性能可能达不到规定要求,同一批组件在输出/性能上会有较大差异。
Y6 ^! F) M, i! K4 C7、界定阻焊物料,确保符合IPC-SM-840ClassT要求
' `0 [0 v$ v& a8 k& }0 V9 E% r1 y好处 NCAB集团认可“优良”油墨,实现油墨安全性,确保阻焊层油墨符合UL标准。 e0 w- V& w4 ^0 H: t
不这样做的风险 劣质油墨可导致附着力、熔剂抗耐及硬度问题。所有这些问题都会导致阻焊层与电路板脱离,并最终导致铜电路腐蚀。绝缘特性不佳可因意外的电性连通性/电弧造成短路。
6 O% f0 |$ O4 t1 ~$ S/ G8、界定外形、孔及其它机械特征的公差 g$ H% s4 H! \) R k
好处 严格控制公差就能提高产品的尺寸质量–改进配合、外形及功能
- Q* X3 ? h( }不这样做的风险
6 f8 D& C+ d8 ?& h组装过程中的问题,比如对齐/配合(只有在组装完成时才会发现压配合针的问题)。此外,由于尺寸偏差增大,装入底座也会有问题。
$ g( ~; a d5 z& ~- V! f6 b3 _9、NCAB指定了阻焊层厚度,尽管IPC没有相关规定
( R+ `3 I8 d5 x( T好处
( l* y& ^- @/ @0 i. e* n 改进电绝缘特性,降低剥落或丧失附着力的风险,加强了抗击机械冲击力的能力–无论机械冲击力在何处发生!
+ t/ f' z* J1 p! q$ r$ E6 F不这样做的风险 阻焊层薄可导致附着力、熔剂抗耐及硬度问题。所有这些问题都会导致阻焊层与电路板脱离,并最终导致铜电路腐蚀。因阻焊层薄而造成绝缘特性不佳,可因意外的导通/电弧造成短路。
; o/ H: \$ T( A& o1 m0 m' ^: A) S10、界定了外观要求和修理要求,尽管IPC没有界定
l$ M) O$ N% y- D0 H9 n* ~好处 在制造过程中精心呵护和认真仔细铸就安全。
2 [2 L9 ~- a- }/ f6 }7 b; F. f x5 m不这样做的风险 多种擦伤、小损伤、修补和修理–电路板能用但不好看。除了表面能看到的问题之外,还有哪些看不到的风险,以及对组装的影响,和在实际使用中的风险呢? # g! H. b2 j G5 O8 _
11、对塞孔深度的要求
" B t3 H' \6 c8 b+ `) |, N好处 高质量塞孔将减少组装过程中失败的风险。
- Z5 y! O& a2 Q9 S不这样做的风险 塞孔不满的孔中可残留沉金流程中的化学残渣,从而造成可焊性等问题。而且孔中还可能会藏有锡珠,在组装或实际使用中,锡珠可能会飞溅出来,造成短路。
4 q- E" [: }0 j7 j12、PetersSD2955指定可剥蓝胶品牌和型号 H. Y1 Z9 u3 C6 D, C/ \. o/ v
好处 可剥蓝胶的指定可避免“本地”或廉价品牌的使用。
# z2 O5 d' B4 C' g不这样做的风险 劣质或廉价可剥胶在组装过程中可能会起泡、熔化、破裂或像混凝土那样凝固,从而使可剥胶剥不下来/不起作用。 * A) p) w' {7 S$ _: n4 D7 ^
13、NCAB对每份采购订单执行特定的认可和下单程序 8 N/ t( U4 M) t' ^
好处
4 j3 f2 z7 m4 e3 i/ x8 m 该程序的执行,可确保所有规格都已经确认。
1 U: f- n9 a7 D, M Q% a不这样做的风险 如果产品规格得不到认真确认,由此引起偏差可能要到组装或最后成品时才发现,而这时就太晚了。
% _# l' w# m- @0 X% O# b' A14、不接受有报废单元的套板
. w- T9 ~/ M: n7 `! B9 A好处 不采用局部组装能帮助客户提高效率。
& G6 L* ^- u* ?- T$ Q不这样做的风险 带有缺陷的套板都需要特殊的组装程序,如果不清楚标明报废单元板(x-out),或不把它从套板中隔离出来,就有可能装配这块已知的坏板,从而浪费零件和时间。 - `. I) [* c/ r$ Z; d7 t
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