การควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดสำหรับการประกอบ PCB ทหาร

มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดในการประกอบ PCB เกรดทหาร

การประกอบ PCB เกรดทหารต้องการมาตรฐานคุณภาพที่ไม่คาดเดาเพื่อให้แน่ใจว่ามีความน่าเชื่อถือภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงรวมถึงอุณหภูมิสูงการสั่นสะเทือนการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและอายุการใช้งานที่ยืดเยื้อ การบรรลุมาตรฐานเหล่านี้ต้องใช้กรอบการควบคุมคุณภาพหลายชั้นที่ครอบคลุมการเลือกวัสดุกระบวนการผลิตและการตรวจสอบความถูกต้องหลังการประกอบ

การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุและการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางทหาร
ของการประกอบ PCB ทางทหารนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุที่ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดเช่น MIL-PRF-31032 สำหรับลามิเนตหรือ MIL-PRF-55310 สำหรับโลหะผสมประสาน วัสดุเหล่านี้จะต้องผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติเช่นเสถียรภาพทางความร้อนความต้านทานความชื้นและการหน่วงการทนไฟ การตรวจสอบย้อนกลับมีความสำคัญเท่าเทียมกัน - ส่วนประกอบทุกชิ้นตั้งแต่ลามิเนตฐานไปจนถึงการเคลือบที่สอดคล้องกันจะต้องจัดทำเอกสารด้วยหมายเลขแบทช์ใบรับรองซัพพลายเออร์และรายงานการทดสอบเพื่อเปิดใช้งานการตรวจสอบและการตรวจสอบความล้มเหลว

การเลือกส่วนประกอบเน้นความน่าเชื่อถือมากกว่าค่าใช้จ่าย การออกแบบทางทหารมักจะหลีกเลี่ยงชิ้นส่วนเกรดเชิงพาณิชย์เพื่อสนับสนุนทางเลือกอุตสาหกรรมหรือการบินและอวกาศซึ่งได้รับการทดสอบชีวิตแบบเร่งความเร็วและการทดสอบการยอมรับล็อต (LAT) เพื่อยืนยันระยะขอบประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ใน PCBs ทหารอาจต้องมีการจัดอันดับอุณหภูมิที่ขยายออกไปและการปิดผนึกแบบเฮอร์มิติกเพื่อป้องกันการย่อยสลายอิเล็กโทรไลต์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

กาวและการเคลือบที่ใช้สำหรับการห่อหุ้มหรือการป้องกันจะต้องปฏิบัติตามมาตรฐานทางทหาร ยกตัวอย่างเช่นการเคลือบที่ใช้ซิลิโคนเป็นที่ต้องการสำหรับความต้านทานต่อความชื้นและสารเคมี แต่ความหนาของการใช้งานและรอบการบ่มของพวกเขาจะต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดเช่น MIL-I-46058 การเบี่ยงเบนใด ๆ อาจส่งผลต่อความต้านทานของฉนวนหรือนำไปสู่การลดลงภายใต้สภาวะสูญญากาศ

การควบคุมกระบวนการ: ลดความแปรปรวนในการผลิต
กระบวนการประกอบ PCB ทางทหารต้องการการควบคุมอย่างเข้มงวดมากกว่าตัวแปรที่อาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง การพิมพ์บัดกรีวางขั้นตอนสำคัญในเทคโนโลยีพื้นผิว (SMT) ต้องใช้ลายฉลุที่มีขนาดรูรับแสงที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำและขอบเลเซอร์ตัดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสะสมวางที่สอดคล้องกัน ระบบตรวจสอบการวางแบบอัตโนมัติตรวจสอบคุณภาพการพิมพ์โดยการวัดปริมาณพื้นที่และการจัดตำแหน่งก่อนการจัดวางส่วนประกอบลดความเสี่ยงเช่นสะพานประสานหรือข้อต่อไม่เพียงพอ

โปรไฟล์การบัดกรีของ Reflow สำหรับ PCBs ทหารได้รับการปรับให้เหมาะกับคุณสมบัติความร้อนของส่วนประกอบความน่าเชื่อถือสูง ซึ่งแตกต่างจากชุดประกอบเชิงพาณิชย์ซึ่งอาจจัดลำดับความสำคัญของปริมาณงานเตาอบรีดรีดทหารใช้อัตราทางลาดช้าลงและขยายระยะการแช่เพื่อลดความเครียดจากความร้อนในส่วนที่ไว การแทรกซึมของไนโตรเจนมักใช้เพื่อลดการเกิดออกซิเดชันปรับปรุงความเปียกชื้นและความสมบูรณ์ของข้อต่อในทหารที่ปราศจากตะกั่วซึ่งเป็นข้อบังคับสำหรับการใช้งานทางทหารจำนวนมากเนื่องจากกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม

การแทรกส่วนประกอบผ่านรูและการบัดกรีคลื่นแม้ว่าจะน้อยกว่าในการออกแบบทางทหารที่ทันสมัย ​​แต่ก็ยังต้องมีการควบคุมที่พิถีพิถัน การติดตั้งจะต้องคำนึงถึงบอร์ดเทคโนโลยีผสม (การรวมชิ้นส่วน SMT และผ่านรู) เพื่อป้องกันการแปรปรวนในระหว่างการบัดกรีของคลื่น ระบบแอปพลิเคชั่นฟลักซ์ที่มีรูปแบบสเปรย์ที่ปรับได้ทำให้มั่นใจได้ว่าการครอบคลุมโดยไม่มีสารตกค้างส่วนเกินซึ่งอาจนำไปสู่การเจริญเติบโตหรือการกัดกร่อนของ dendritic เมื่อเวลาผ่านไป

การตรวจสอบและการทดสอบ: การตรวจสอบประสิทธิภาพภายใต้
การตรวจสอบด้วยความเครียดเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอสำหรับ PCBs ทหาร ระบบการตรวจสอบออพติคอลอัตโนมัติ (AOI) ใช้กล้องความละเอียดสูงและอัลกอริทึมเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องเช่นส่วนประกอบที่ไม่ตรงแนว, โอกาสในการยกหรือช่องว่างของบัดกรี อย่างไรก็ตาม AOI มีข้อ จำกัด - มันไม่สามารถประเมินคุณภาพข้อต่อภายในหรือข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ในอาร์เรย์กริดบอล (BGAs) สำหรับสิ่งเหล่านี้การตรวจสอบรังสีเอกซ์นั้นขาดไม่ได้เผยให้เห็นเปอร์เซ็นต์โมฆะการจัดตำแหน่งลูกบอลและข้อบกพร่องในการสูบฉีดหัวใต้แพ็คเกจ

การทดสอบความเครียดสิ่งแวดล้อม (EST) วิชาประกอบกับสภาวะการปฏิบัติงานจำลองรวมถึงการปั่นจักรยานด้วยความร้อน (-55 ° C ถึง +125 ° C), การสั่นสะเทือน (ต่อ MIL-STD-810) และการสัมผัสความชื้น (85% RH ที่ 85 ° C) การทดสอบเหล่านี้ระบุจุดอ่อนในข้อต่อประสานส่วนประกอบส่วนประกอบหรืออินเทอร์เฟซวัสดุที่อาจไม่ปรากฏในระหว่างการตรวจสอบการทำงานของอุณหภูมิห้อง ตัวอย่างเช่นการปั่นจักรยานความร้อนซ้ำ ๆ สามารถเปิดเผยปัญหาการเจริญเติบโตของสารประกอบ intermetallic ในข้อต่อประสานซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนวัยอันควรในสนาม

การทดสอบไฟฟ้าขยายเกินกว่าการตรวจสอบความต่อเนื่องขั้นพื้นฐาน การทดสอบในวงจร (ICT) ตรวจสอบค่าส่วนประกอบและขั้วในขณะที่การทดสอบการทำงานทำให้มั่นใจได้ว่าแอสเซมบลีตรงตามข้อกำหนดประสิทธิภาพภายใต้พลังงาน สำหรับ PCBS ทางทหารที่มีความถี่สูงการทดสอบเพิ่มเติมเช่นการสะท้อนกลับโดเมนเวลา (TDR) หรือการวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ (VNA) อาจจำเป็นต้องมีเพื่อยืนยันความสมบูรณ์ของสัญญาณและการควบคุมอิมพีแดนซ์

เอกสารและการจัดการวงจรชีวิต: สร้างความมั่นใจว่า
โครงการประกอบ PCB ที่รับผิดชอบได้สร้างเอกสารที่กว้างขวางจากแผ่นงานนักเดินทางที่มีรายละเอียดแต่ละขั้นตอนการผลิตไปจนถึงรายงานที่ไม่สอดคล้อง (NCRS) สำหรับข้อบกพร่อง เอกสารนี้รองรับการตรวจสอบย้อนกลับและอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์รากสาเหตุหากปัญหาเกิดขึ้นระหว่างการปรับใช้ ฐานข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์มักจะรวมบันทึกเหล่านี้ทำให้สามารถเข้าถึงข้อมูลคุณภาพตามเวลาจริงในคู่ค้าซัพพลายเชน

การจัดการวงจรชีวิตมีความสำคัญไม่แพ้กัน ระบบทหารอาจยังคงให้บริการมานานหลายทศวรรษโดยกำหนดให้ผู้ผลิตเก็บบันทึกการแก้ไของค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงกระบวนการและข้อมูลความน่าเชื่อถือ กลยุทธ์การลดความล้าสมัยเช่นการระบุซัพพลายเออร์ทางเลือกสำหรับชิ้นส่วนที่หยุดหรือการออกแบบใหม่เพื่อใช้การเทียบเท่าที่ทันสมัยจะต้องได้รับการบันทึกไว้เพื่อให้แน่ใจว่าการสนับสนุนในระยะยาว

โดยการบูรณาการมาตรการเหล่านี้ - จากการปฏิบัติตามวัสดุไปจนถึงเอกสารวงจรชีวิต - ผู้ผลิตสามารถผลิตชุดประกอบ PCB ทางทหารที่มีคุณสมบัติสูงสุดของความน่าเชื่อถือความทนทานและประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่ต้องการมากที่สุด