การแนะนำ
ในระหว่างกระบวนการผลิต PCBA ผลิตภัณฑ์จำนวนมากทำงานได้ตามปกติในระหว่างการทดสอบการทำงาน อย่างไรก็ตาม หลังจากการแยกแผง การขนส่ง หรือการใช้งานเป็นเวลานาน อาจเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การแตกของตัวเก็บประจุ ข้อต่อบัดกรีเย็น BGA และชิปทำงานล้มเหลว จากการตรวจสอบสาเหตุ มักพบว่าส่วนประกอบที่มีความละเอียดอ่อนอยู่ในตำแหน่งใกล้กับขอบตัด PCB มากเกินไป ส่งผลให้ความเค้นเชิงกลถูกส่งไปยังข้อต่อบัดกรีหรือส่วนประกอบโดยตรง
ปัญหานี้พบได้ทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์ PCBA ความหนาแน่นสูง- เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เนื่องจาก PCB บางลงและส่วนประกอบมีขนาดเล็กลง ช่องว่างด้านความปลอดภัยจึงไม่ได้เป็นเพียงข้อกังวลด้านโครงสร้างอีกต่อไป แต่ยังส่งผลกระทบโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
"ส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน" ใน PCBA คืออะไร?
ในด้านการผลิต PCBA ส่วนประกอบบางส่วนอาจไม่ไวต่อแรงเค้นในการตัด ผู้ที่อ่อนแอที่สุดเหล่านั้นจัดอยู่ในประเภทต่อไปนี้เป็นหลัก:
1. ตัวเก็บประจุเซรามิก MLCC
ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้นเป็นส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนโดยทั่วไปที่สุด ความเค้นดัดงอที่เกิดขึ้นระหว่างการถอดแผง PCB อาจทำให้เกิดการแตกร้าวในชั้นเซรามิกภายในได้ง่าย แม้ว่ารอยแตกร้าวบางส่วนอาจไม่ทำให้เกิดความเสียหายในทันที แต่จะค่อยๆ แย่ลงในระหว่างการใช้งานครั้งต่อไป
2. BGA และชิปขนาดใหญ่-
แพ็คเกจ BGA มีความไวสูงต่อการเสียรูปของ PCB เมื่อคมตัดอยู่ใกล้กับขอบกระดานมากเกินไป การโค้งงออาจทำให้เกิดการแตกร้าวเล็กๆ น้อยๆ ได้ง่ายในลูกบอลบัดกรี
3. Crystal Oscillators และอุปกรณ์ MEMS
ส่วนประกอบเหล่านี้มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน แรงกระแทกทางกลอาจทำให้เกิดความถี่เคลื่อนหรือทำงานผิดปกติได้
4. ตัวเชื่อมต่อและส่วนประกอบเสาสูง-
ขั้วต่อที่อยู่ใกล้กับขอบบอร์ดมีแนวโน้มที่จะหลุดออกจากแผ่นหรือบัดกรีแตกร้าวเนื่องจากความเครียดระหว่างการแยกแผง
วิธีการตัดที่แตกต่างกันต้องใช้ระยะห่างที่ปลอดภัยต่างกัน
วิศวกรจำนวนมากพึ่งพาค่าเชิงประจักษ์เพียงค่าเดียวเมื่อออกแบบ PCBA แต่ระยะปลอดภัยที่แท้จริงนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการแยกแผงเป็นอย่างมาก
1. ระยะห่างที่ปลอดภัยสำหรับการตัดแผง V-
V-Cut เป็นวิธีการถอดชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับความเค้นเชิงกลที่มีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์การแตกหักด้วยตนเองซึ่งเด่นชัดว่า PCB โค้งงอ
คำแนะนำทั่วไป:
- MLCC:มากกว่าหรือเท่ากับ 3 มม. จากขอบตัด V-
- BGA:มากกว่าหรือเท่ากับ 5 มม. จากขอบตัด V-
- ขั้วต่อขนาดใหญ่:มากกว่าหรือเท่ากับ 5 มม. จากขอบ
สำหรับบอร์ดแบบบาง บอร์ดที่มีความหนาแน่นสูง- หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ โดยปกติแล้วระยะห่างเหล่านี้จะต้องเพิ่มขึ้นอีก
2. การถอดรูประทับตรา
รูประทับตราทำให้เกิดความเค้นค่อนข้างต่ำ แต่แรงกระแทกเฉพาะที่ยังคงเกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการเจาะ
ช่วงการควบคุมทั่วไป:
- ส่วนประกอบยึดพื้นผิวมาตรฐาน-:มากกว่าหรือเท่ากับ 2 มม
- ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก:มากกว่าหรือเท่ากับ 3 มม
- ส่วนประกอบบีจีเอ:มากกว่าหรือเท่ากับ 4 มม
3. การถอดแผงเราเตอร์
การถอดแผงเราเตอร์เป็นวิธีการ-เครียดต่ำ และมักใช้ในการผลิต PCBA ที่มีความน่าเชื่อถือสูง-
ภายใต้กระบวนการนี้:
- สามารถรักษาส่วนประกอบมาตรฐานไว้ที่ 1 มม.–2 มม
- ส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนควรเก็บไว้ที่ 3 มม. หรือมากกว่า
แม้ว่าการถอดแผงเราเตอร์จะรับภาระได้มากกว่า- แต่ปัญหาต่างๆ เช่น การสั่นของเครื่องมือและเศษเสี้ยนที่ขอบบอร์ดก็ยังต้องได้รับการพิจารณา
ความล้มเหลวของ PCBA จำนวนมากไม่ได้เกิดขึ้นบนพื้นการผลิต
ขอบด้านความปลอดภัยที่ไม่เพียงพอที่ขอบตัดมักจะไม่เผยให้เห็นปัญหาทันทีในระหว่างขั้นตอนการจัดวาง SMT
1. รอยแตกที่ซ่อนอยู่นั้นยากต่อการตรวจจับ
MLCC อาจเกิดรอยแตกขนาดเล็ก-ภายใต้ความเครียด อาจทำงานได้ตามปกติในระหว่างการทดสอบ ICT แต่มีข้อผิดพลาดเป็นระยะๆ หลังจากลูกค้าใช้งานเป็นเวลาหลายเดือน
2. ความเครียดยังคงสะสมในระหว่างการขนส่งและการขันสกรูให้แน่น
ส่วนประกอบที่อยู่ใกล้กับขอบบอร์ดจะถูกแรงภายนอกอย่างต่อเนื่องระหว่างการประกอบ-ส่วนท้าย การสั่นสะเทือนในการขนส่ง หรือการขันสกรู
3. การหมุนเวียนด้วยความร้อนทำให้เกิดการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว
ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์และผลิตภัณฑ์ PCBA ควบคุมทางอุตสาหกรรม เดิมทีความเสียหายของโครงสร้างระดับจุลภาคจะค่อยๆ ขยายตัวภายใต้สภาวะการหมุนเวียนด้วยความร้อน
นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลหลักที่ทำให้ผลิตภัณฑ์จำนวนมาก "ทำงานได้ดีในห้องปฏิบัติการ แต่ให้ผลตอบแทนจำนวนมากในตลาด"
จะลดความเสี่ยงที่ Edge ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ PCBA ได้อย่างไร
แนวทางที่มีประสิทธิภาพอย่างแท้จริงไม่ใช่การรอความผิดปกติในการผลิตแล้วจึงทำผลิตภัณฑ์ใหม่ แต่เป็นการลดความเสี่ยงในเชิงรุกในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ PCB
1. สร้าง Component Keep-Out Zones
ในระหว่างขั้นตอนโครงร่าง PCB ให้กำหนด-โซนออกรอบๆ การตัด V- หรือการเจาะรูเพื่อจำกัดตำแหน่งของส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน
2. ปรับการวางแนวแผงให้เหมาะสม
ในโครงการการผลิต PCBA บางโครงการ การปรับการวางแนวแผงสามารถลดเส้นทางการถ่ายโอนความเครียดระหว่างการแยกแผงได้
3. จัดลำดับความสำคัญในการปรับการวางแนว MLCC
หากด้านยาวของตัวเก็บประจุเซรามิกตั้งฉากกับเส้นตัด ก็มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวได้ง่ายกว่าภายใต้ความเครียด การจัดด้านยาวขนานกับคมตัดสามารถลดความเสี่ยงนี้ได้อย่างมาก
4. อนุญาตให้มีอัตรากำไรที่มากขึ้นสำหรับ-ผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง
สำหรับผลิตภัณฑ์ PCBA การควบคุมทางการแพทย์ ยานยนต์ และอุตสาหกรรม ไม่แนะนำให้เพียงผ่านเกณฑ์ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับ "ความสามารถในการผลิต" เท่านั้น แต่ต้องคำนึงถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาว-ด้วย
การตรวจสอบทางวิศวกรรมมีความสำคัญมากกว่าประสบการณ์
ปัญหาการผลิต PCBA จำนวนมากไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากนักออกแบบไม่ทราบถึงข้อกำหนดด้านระยะห่าง แต่เนื่องจากขาดการตรวจสอบอย่างเป็นระบบในระหว่างความคืบหน้าของโครงการ
โดยทั่วไปแล้วทีมวิศวกรที่เป็นผู้ใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่สิ่งต่อไปนี้ในระหว่างระยะ DFM:
- ระยะห่างระหว่างส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนและขอบบอร์ด
- ผลกระทบของวิธีการแยกแผงต่อการกระจายความเค้น
- ความสัมพันธ์ระหว่างการวางแนวส่วนประกอบและเส้นทางการตัด
- ไม่ว่าเค้าโครงแผงจะสมดุลหรือไม่
- ไม่ว่าจะมีบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเครียดเฉพาะจุดหรือไม่
ขั้นตอนการทบทวนเหล่านี้สามารถระบุความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นได้ล่วงหน้าก่อนการผลิตนำร่อง
ในการผลิต PCBA สิ่งที่ส่งผลต่อความเสถียรของผลิตภัณฑ์อย่างแท้จริงมักไม่ใช่กระบวนการที่ซับซ้อน แต่เป็นรายละเอียดที่มองข้ามได้ง่ายเหล่านี้ เพียงเพิ่มระยะห่างระหว่างส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนและคมตัดอีก 1 มิลลิเมตร บางครั้งก็สามารถป้องกันไม่ให้ทั้งชุดการทำงานซ้ำในภายหลังได้
ข้อเท็จจริงด่วนเกี่ยวกับนีโอเดน
- ก่อตั้งขึ้นในปี 2010 มีพนักงาน 200+ คน พื้นที่ 27,000+ ตร.ม. โรงงาน.
- ผลิตภัณฑ์ NeoDen: เครื่อง PNP ซีรีส์อัจฉริยะ, NeoDen N10P, NeoDen9, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, เตาอบ reflow IN6, IN12, IN12C, เครื่องพิมพ์ Solder paste FP2636, PM3040
- ลูกค้า 10000+ ที่ประสบความสำเร็จทั่วโลก
- 30+ ตัวแทนระดับโลกครอบคลุมในเอเชีย ยุโรป อเมริกา โอเชียเนีย และแอฟริกา
- ศูนย์ R&D: แผนก R&D 3 แผนกพร้อมวิศวกร R&D มืออาชีพ 25+ คน
- จดทะเบียนกับ CE และได้รับสิทธิบัตร 50+ รายการ
- 30+ วิศวกรควบคุมคุณภาพและสนับสนุนด้านเทคนิค 15+ ฝ่ายขายระหว่างประเทศอาวุโส ตอบกลับลูกค้าอย่างทันท่วงทีภายใน 8 ชั่วโมง นำเสนอโซลูชั่นระดับมืออาชีพภายใน 24 ชั่วโมง