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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。 ( }7 }* i" O- d
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。
0 p! o* Z$ {# r9 ]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。
! q d' B8 v( h! w. 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。 " { X, r6 [, z! g) z' H
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)。
( I) v6 O w# P# ]8 E1、25微米的孔壁铜厚
; g: a+ W. }: g好处 增强可靠性,包括改进z轴的耐膨胀能力。 R' G9 O$ K! q2 L$ T3 X2 G$ }8 z p
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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 x0 i/ B! R7 ^% {
2、无焊接修理或断路补线修理 : \: R& }' P3 p1 ]
好处 完美的电路可确保可靠性和安全性,无维修,无风险
* C" |( f. {7 ?+ f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。 , L8 r. c+ R( A- ?
3、超越IPC规范的清洁度要求
3 d' _, a' C; ~* c+ p, ?好处 提高PCB清洁度就能提高可靠性。
' `5 m! T) |# R0 q# b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。 1 ^- _1 t( X, Q: Y' l" ^7 V
4、严格控制每一种表面处理的使用寿命 2 [* a" R+ E* F( \# E9 E
好处 焊锡性,可靠性,并降低潮气入侵的风险 / ?3 _* G2 q5 M/ Y
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。
. P- i. \ F# W7 r1 _4 d8 T& q5、使用国际知名基材–不使用“当地”或未知品牌 " F4 s: E- o! z' ?
好处 提高可靠性和已知性能
b7 b2 T4 x5 a6 Z$ A' M1 V* ~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。 7 N5 ]) n, ]6 v1 @
6、覆铜板公差符合IPC4101ClassB/L要求 7 ], a5 {. j+ y* e' s
好处 严格控制介电层厚度能降低电气性能预期值偏差。 5 N+ Z- b. Y7 l( J2 R6 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。
* |9 L5 X1 J0 m M7、界定阻焊物料,确保符合IPC-SM-840ClassT要求
' q: O9 c' K; T* Y. h' |1 v1 u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。 ) y1 K' P# h6 G a
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。 " b4 l% B! _% s! A
8、界定外形、孔及其它机械特征的公差 $ C7 D' Q# C0 h( B! I7 z
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 3 Q( V% s! A; f# @* e( ?
不这样做的风险
+ i# K% _; G$ X: O6 s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。
, I. e1 a2 ^8 ^+ H2 [% E" [9、NCAB指定了阻焊层厚度,尽管IPC没有相关规定 - z$ H u6 o1 {/ L, A$ C4 ?
好处. M: a- S2 l1 K. t7 p4 L
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! ' `% J3 [% _' }" \/ s
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。
" l9 s. ]! _) S) _10、界定了外观要求和修理要求,尽管IPC没有界定 . I5 C% Z6 H9 y# a, n# p, V9 H
好处 在制造过程中精心呵护和认真仔细铸就安全。
: i9 E. o% V7 {5 Z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? & g0 k9 {, r3 m) l p
11、对塞孔深度的要求 5 J8 k/ `5 C2 H- k- P: [. M$ p b5 J) @
好处 高质量塞孔将减少组装过程中失败的风险。 & K% n/ t# m( N$ g$ S+ y
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。 - u2 i; T! [$ W Q$ _
12、PetersSD2955指定可剥蓝胶品牌和型号
3 [# m( W4 B, e/ s# t& ?' L8 x好处 可剥蓝胶的指定可避免“本地”或廉价品牌的使用。 5 @# p' L5 Q8 l0 D0 {, v
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。 * K. g+ J# |$ ~0 K+ V! g
13、NCAB对每份采购订单执行特定的认可和下单程序 ) g6 \9 }3 p3 v" w. h8 R" U* M+ c
好处
( z" F+ e$ n( d" [) h3 M; Z N2 Q 该程序的执行,可确保所有规格都已经确认。 ) p5 }1 _1 e2 a2 D/ m$ |
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。
- E. v! E' i C3 ]( ] I14、不接受有报废单元的套板 p6 v& }+ [- T8 m
好处 不采用局部组装能帮助客户提高效率。
1 Y4 p% a% R% c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。 8 m: V4 B: k( A9 R6 O0 W0 k
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