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PCBA生产过程中的常见问题

发布日期:2021-11-27浏览次数:2978 次

随着电子行业的不断发展,面对客户们的各种需求,市场竞争力等挑战,越来越多产品追求小体积,低成本。这给设计师们在空间,元件数量,元件类型的采用上加了一些限制,给设计带来一定的难度,一些先天的设计缺陷无可避免地被带到产品上来,给生产过程带来了困扰。

一个良好的生产管理,不仅能高效,高质的完成产品的生产,也能一定程度上包容设计缺陷。接下来的一段时间,下面和大家分享电子产品的主体硬件部分PCBA的相关生产技术,常见问题及对应的预防措施。

 

如以下PCBA的生产流程图,其中忽略了生产过程中的一些人工外观检查,SMT印刷锡膏后的锡膏厚度检查,SPC的一些监控手法等。今天我们就从前加工开始分享。

前加工(preforming)包含一些物料的准备工作。最主要包含标签的列印和元器件的烘烤,及IC的烧录工作等。

1、标签的列印标签有很多种,包含序列号标签,网络地址标签等。每个客户需求不同,列印的标签类别和格式略有不同。其中最不少缺少的是序列号标签。每个PCBA上都有一个唯一的序列号,工厂有很多种叫法,如SN,PPID等,它和人的身份证号功能类似。这个序列号SN会被收集到SFCS(shop floor control system生产资讯管理系统)里做追踪。这个SN会与各工序的生产时间,作业员,所使用到的治工具,包括SMT使用的锡膏,刮刀,H/I所使用到的载具编号,IC里的烧录程式版本,测试用到的程式等信息一一连接起来。为后续了解这个产品的相关制造信息,调查问题提供关键检索信息。标签从最开始的一维纸质条码标签,到后来体积较小的二维条码标签, 再发展到逐渐引入的激光标签。纸质标签会存在一些人为的失误,容易出现打印品质不良导致后续无法扫描标签条码,序号重复,标签脱落等问题。这需要在生产过程中使用条码检测仪定期监测条码列印的品质。SFCS系统可以侦测出重复的SN标签,但有一定的漏洞,一些违规的操作,如撕标签,也可能使序号重复的产品流至客户端,不能完全杜绝。激光标签在线列印,由机器完成,不可撕下,可以有效防止人为故意的违规行为,至于是否有一些弊端,需要持续观察。

2、元器件的烘烤部分湿敏性器件(MSD)在使用前需要做烘烤的处理。如PCB,IC, LED等。这些都是PCBA生产中的关键器件,如未按要求烘烤会给生产带来毁灭性的灾难。PCB有多种类型,低端产品的PCB板多使用喷锡,OSP板。高端多层的服务器主机板使用浸银,浸金的居多。不过随着工业制造的发展,要求极高的服务器主机板也可以使用OSP板,OSP板成本低,只是对PCBA加工过程的时间管控要求严格。不过OSP不能进行烘烤,如果出现表面有机涂覆层异常的情况,PCBA加工厂不能直接烘烤使用,只能退给PCB生产厂商去除表面涂覆层,重新做新的表面处理。使用较多的浸银,浸金PCB板如需要但未按要求烘烤,因板内吸有潮气,最容易在回流焊,波峰焊的生产过程中,出现焊盘氧化造成的焊接不良。大面积的焊接不良,尤其是BGA,内存槽等焊接不良可能造成整板报废,有些焊接不良无法被工厂的测试完成检出,有流于客户端的风险。在高温的过程中,也可能出现PCB分层起泡的问题,同样会导致整块PCBA板报废。服务器主机板使用的IC,如CPU等,一般使用球形触点阵列BGA(ball grid array),如未按要求烘烤,在焊接过程中会出现鍚珠,焊点有气泡。部分BGA是可以维修更换以重新焊接,有些锡珠过多,又与附近的过孔焊在一起等复杂情形,是无法维修的,只能报废。有些湿敏度比较高的LED,未按要求烘烤会出现灯不亮的问题,这类问题在生产过程无法完全通过测试侦测出来,会流出至客户端,带来客户投诉。所以按要求烘烤湿敏性器件很重要。

3、IC烧录前加工的烧录是把IC从原装的边带或者托盘中取出,通过烧录器把软件加载到IC里的过程,这种叫离线烧录(offline programming),这种烧录方式有利有弊。相比在线烧录(online programming),离线烧录最突出的优点是用时少,对于产品的制造效率来说,这个优点尤为重要。但同时离线烧录也有一些弊端,把元件从连带或托盘里取出,放入烧录器底座,烧录完成后再摆回托盘,这个过程有过多的人工操作,会有一些作业问题产生,如漏烧录,烧录错软件,元件脚歪斜等。不过基本上这些问题,能在后续的测试过程中检测出来。完善烧录流程,做好首件的检查,记录,可以有效地避免IC在烧录过程中出现问题,减少品质成本。

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