نمایش ها: 0 نویسنده: ویرایشگر سایت زمان انتشار: 2025-07-30 مبدا: محل
اقدامات تضمین کیفیت برای مونتاژ PCB با دقت بالا: اطمینان از قابلیت اطمینان در برنامه های کاربردی
مجامع PCB با دقت بالا ، مورد استفاده در هوافضا ، دستگاه های پزشکی یا ارتباطات از راه دور ، برای رعایت استانداردهای سختگیرانه عملکرد و ایمنی ، نیاز به کنترل کیفیت دقیق دارند. این مجامع غالباً دارای اجزای تند و تیز ، تابلوهای با لایه بالا و اتصال پیچیده هستند و آنها را مستعد نقص هایی مانند حفره های لحیم کاری ، سوء استفاده یا استرس حرارتی می کنند. در زیر اقدامات مهمی برای اطمینان از اجرای بی عیب و نقص در مراحل طراحی ، تولید و اعتبار سنجی وجود دارد.
اعتبار سنجی طراحی اولیه اولین خط دفاع در برابر مسائل مربوط به کیفیت در PCB های با دقت بالا است. ابزارهای تست الکتریکی پیشرفته ، مانند شبیه سازهای یکپارچگی سیگنال ، آثار پر سرعت را برای عدم تطابق امپدانس یا متقاطع تجزیه و تحلیل می کنند ، و اطمینان از طرح بندی ، فرکانس و تأخیر را برآورده می کند. برای تابلوهای دارای اجزای تعبیه شده یا میکروویا ، مدل سازی الکترومغناطیسی سه بعدی (EM) تنش های حرارتی و مکانیکی را در حین کار پیش بینی می کند ، شناسایی نقاط خرابی بالقوه مانند لایه بندی یا ترک خوردگی پد تحت لرزش یا دوچرخه سواری حرارتی.
دستورالعمل های طراحی برای تولید (DFM) متناسب با محدودیت های با دقت بالا است. قوانین قرارگیری مؤلفه ، دسترسی به بازرسی و کار مجدد را در اولویت قرار می دهد ، با قطعات بحرانی (به عنوان مثال ، BGA یا QFN) که در نزدیکی مرکز هیئت مدیره قرار گرفته اند تا به حداقل رساندن پیچ و تاب در طول بازتاب. هندسه های PAD برای لحیم پذیری بهینه شده اند: برای مقاومت های به اندازه 0201 ، لنت ها ممکن است دارای یک شکل استخوان سگ برای تعادل حجم لحیم کاری و جلوگیری از مقبره کردن باشند ، در حالی که لنت های BGA شامل ماسک های غیر جامد تعریف شده (NSMD) برای تقویت قابلیت اطمینان مشترک هستند. نرم افزار DFM به طور خودکار تخلفات را پرچم می کند ، مانند ترخیص کافی بین آثار ولتاژ بالا و اجزای مجاور ، و باعث تجدید نظر در طراحی قبل از نمونه سازی می شود.
شبیه سازی های مدیریت حرارتی برای مجامع با قدرت بالا یا با چگالی بالا ضروری است. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ابزارهای جریان هوا و اتلاف گرما را در سراسر صفحه مدل می کند و هدایت VIA های حرارتی ، هیت سینک ها یا هواپیماهای مس تعبیه شده را هدایت می کند. به عنوان مثال ، یک هیئت مدیره با ترانزیستورهای قدرت چندگانه ممکن است به VIA های حرارتی در فاصله 5.5 میلی متر از هم در زیر هر مؤلفه برای انجام گرما به یک لایه داخلی مس نیاز داشته باشد و از گرمای بیش از حد موضعی که می تواند اتصالات لحیم یا اجزای آسیب را تخریب کند ، جلوگیری کند.
مونتاژ PCB با دقت بالا برای به حداقل رساندن تنوع به فرآیندهای کنترل شده محکم متکی است. دستگاه های چاپ خمیر لحیم کاری از استنسیل های برش لیزر با سطوح برقی استفاده می کنند تا از حجم رسوب خمیر مداوم اطمینان حاصل کنند ، برای اجزای ریز و ریز مانند BGA های 0.3 میلی متر. سیستم های بازرسی خمیر لحیم کاری در زمان واقعی (SPI) از دوربین های سه بعدی برای اندازه گیری ارتفاع خمیر ، مساحت و حجم در هر پد استفاده می کنند و تابلوها را با انحراف فراتر از 10 ٪ از ارزش هدف رد می کنند. این مانع از پل های لحیم کاری یا پر کردن کافی نیست ، که در مجامع با چگالی بالا رایج است.
دستگاه های قرارگیری مؤلفه سیستم های بینایی با وضوح بالا را برای تأیید تراز و جهت گیری قبل از لحیم کاری ادغام می کنند. برای بسته های میکرو BGA با توپ توپ 0.25 میلی متر ، ماشین آلات از دقت زیر پیکسل برای تنظیم جبران خسارت در زمان واقعی استفاده می کنند ، و جبران پیچیدگی PCB یا سوء استفاده از استنسیل را جبران می کنند. در حین قرارگیری ، نازل های خلاء با نیروی مکش قابل تنظیم اجزای ظریف (به عنوان مثال ، خازن های به اندازه 01005) بدون ایجاد آسیب ، در حالی که تشخیص علامت موقت باعث تراز جهانی در سراسر هیئت مدیره می شود.
پروفایل های لحیم کاری بازتاب برای مجامع با دقت بالا به طور دقیق کالیبره می شوند. سربازان بدون سرب (به عنوان مثال ، آلیاژهای SN-AG-CU) برای جلوگیری از نقص به منحنی های دمای زمان دقیق نیاز دارند: منطقه خیس (150-180 درجه سانتیگراد) باید شار را خیلی سریع فعال کند ، در حالی که قله بازتاب (240-250 درجه سانتیگراد) باید در زیر دمای انتقال شیشه لامینهای PCB برای جلوگیری از پیچ و تاب باشد. بی تحرک نیتروژن در اجاق گاز بازتاب ، اکسیداسیون را کاهش می دهد ، مرطوب شدن برای فرآیندهای بدون تمیز و به حداقل رساندن حفره ها در مفاصل BGA ، که بعداً از طریق بازرسی اشعه ایکس تشخیص داده می شوند.
بازرسی نوری خودکار (AOI) ابزاری اصلی برای بررسی کیفیت پس از بازتاب است. دوربین های با وضوح بالا هر دو طرف PCB را اسکن می کنند ، و شکل های مفصل لحیم کاری را با یک الگوی طلایی مقایسه می کنند تا پل ها ، پر کردن کافی یا سرب را نشان دهند. برای مؤلفه های ریز و درشت ، سیستم های AOI از روشنایی زاویه ای برای برجسته کردن کانتورهای فیله لحیم کاری استفاده می کنند ، و بین اتصالات قابل قبول و معیوب با دقت> 99 ٪ تمایز قایل هستند. برخی از سیستم ها همچنین خطاهای قطبی قطعات یا قطعات مفقود شده را با مراجعه متقابل در برابر BOM تشخیص می دهند.
بازرسی اشعه ایکس برای تأیید اتصالات پنهان در مجامع با دقت بالا ضروری است. BGA ، CSP ها و VIA های سوراخ در زیر اجزای SMT برای تشخیص حفره ها ، توپ های نادرست یا مرطوب کننده ناقص نیاز به ارزیابی غیر مخرب دارند. سیستم های پیشرفته اشعه ایکس از توموگرافی کامپیوتری (CT) برای تولید مدل های سه بعدی اتصالات لحیم کاری استفاده می کنند ، درصد خالی بودن (به عنوان مثال ، <25 ٪ برای کاربردهای مهم) و اندازه گیری جبران توپ به پاد با دقت در سطح میکرون. این اطمینان در محیط هایی با استرس مکانیکی یا دوچرخه سواری حرارتی را تضمین می کند.
آزمایش استرس محیطی (EST) با شبیه سازی شرایط دنیای واقعی ، دوام طولانی مدت را تأیید می کند. تست های دوچرخه سواری حرارتی (به عنوان مثال ، -40 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد برای 1000 چرخه) مونتاژ را در معرض گسترش و انقباض مکرر قرار می دهد و لایه برداری یا خستگی مفصل لحیم کاری را تشخیص می دهد. آزمایش لرزش (به عنوان مثال ، 20-2000 هرتز در 20 گرم) اجزای شل یا آثار ترک خورده را مشخص می کند ، در حالی که آزمایش رطوبت (85 درجه سانتیگراد/85 ٪ RH به مدت 168 ساعت) برای خوردگی یا جریان نشت در مناطق حساس به رطوبت بررسی می کند. عبور از این آزمایشات تأیید می کند که مونتاژ اهداف قابلیت اطمینان را برای برنامه مورد نظر خود برآورده می کند.
تولید کنندگان با ادغام اعتبار سنجی طراحی ، کنترل فرآیند و آزمایش های پس از مونتاژ ، اطمینان حاصل می کنند که مجامع PCB با دقت بالا عملکرد مداوم را در سیستم های بحرانی ماموریت ارائه می دهند. این اقدامات به چالش های منحصر به فرد اجزای ریز و درشت ، تابلوهای دارای لایه بالا و محیط های عملیاتی نیاز دارد ، و تعیین کننده ای برای کیفیت در ساخت الکترونیک پیشرفته است.
