Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2025-07-30 Nguồn gốc: Địa điểm
Các biện pháp đảm bảo chất lượng cho lắp ráp PCB có độ chính xác cao: Đảm bảo độ tin cậy trong các ứng dụng đòi hỏi
Các hội đồng PCB có độ chính xác cao, được sử dụng trong hàng không vũ trụ, thiết bị y tế hoặc viễn thông, yêu cầu kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và hiệu suất nghiêm ngặt. Các tổ hợp này thường có các thành phần pitch mịn, bảng số tiền cao và các kết nối phức tạp, khiến chúng dễ bị các khiếm khuyết như các khoảng trống hàn, sai lệch hoặc ứng suất nhiệt. Dưới đây là các biện pháp quan trọng để đảm bảo thực hiện hoàn hảo trên các giai đoạn thiết kế, sản xuất và xác nhận.
Xác nhận thiết kế giai đoạn đầu là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các vấn đề chất lượng trong PCB có độ chính xác cao. Các công cụ kiểm tra điện tiên tiến, chẳng hạn như mô phỏng tính toàn vẹn tín hiệu, phân tích dấu vết tốc độ cao cho sự không phù hợp trở kháng hoặc nhiễu xuyên âm, đảm bảo bố cục đáp ứng các yêu cầu về tần số và độ trễ. Đối với các bảng với các thành phần nhúng hoặc microvias, mô hình điện từ 3D (EM) dự đoán các ứng suất nhiệt và cơ học trong quá trình hoạt động, xác định các điểm thất bại tiềm năng như phân tách hoặc nứt pad dưới độ rung hoặc chu kỳ nhiệt.
Thiết kế hướng dẫn sản xuất (DFM) được điều chỉnh theo các ràng buộc có độ chính xác cao. Quy tắc vị trí thành phần ưu tiên khả năng truy cập để kiểm tra và làm lại, với các phần quan trọng (ví dụ: BGA hoặc QFNS) được định vị gần trung tâm hội đồng để giảm thiểu cong vênh trong quá trình phản xạ. Hình học PAD được tối ưu hóa cho khả năng hàn: Đối với các điện trở cỡ 0201, các miếng đệm có thể có hình dạng xương chó để cân bằng thể tích hàn và ngăn ngừa Tombstoning, trong khi các miếng đệm BGA kết hợp mặt nạ không phải là thiết kế mặt nạ không được xác định (NSMD) để tăng cường độ tin cậy của khớp. Phần mềm DFM tự động gắn cờ vi phạm, chẳng hạn như không đủ độ thanh thải giữa dấu vết điện áp cao và các thành phần liền kề, nhắc nhở các sửa đổi thiết kế trước khi tạo mẫu.
Mô phỏng quản lý nhiệt là không thể thiếu đối với các tổ hợp năng lượng cao hoặc mật độ cao. Công cụ tính toán chất lỏng tính toán (CFD) Mô hình luồng khí và sự phân tán nhiệt trên bảng, hướng dẫn vị trí của vias nhiệt, tản nhiệt hoặc các mặt phẳng đồng nhúng. Ví dụ, một bảng có nhiều bóng bán dẫn năng lượng có thể yêu cầu VIAS cách nhau cách nhau ≤0,5 mm bên dưới mỗi thành phần để dẫn nhiệt đến một lớp đồng bên trong, ngăn ngừa quá nhiệt cục bộ có thể làm giảm các khớp hàn hoặc làm hỏng các thành phần.
Lắp ráp PCB có độ chính xác cao dựa trên các quy trình được kiểm soát chặt chẽ để giảm thiểu sự thay đổi. Máy in hàn sử dụng các stprint cắt laser với các bề mặt điện để đảm bảo thể tích lắng đọng dán nhất quán, quan trọng đối với các thành phần pitch mịn như BGA 0,3 mm. Các hệ thống kiểm tra dán thời gian thực (SPI) sử dụng máy ảnh 3D để đo chiều cao, diện tích và khối lượng dán ở mỗi miếng đệm, từ chối các bảng với độ lệch vượt quá 10% giá trị mục tiêu. Điều này ngăn chặn các cây cầu hàn hoặc không đủ điền, phổ biến trong các tổ hợp mật độ cao.
Máy đặt thành phần tích hợp các hệ thống tầm nhìn có độ phân giải cao để xác minh sự liên kết và định hướng trước khi hàn. Đối với các gói micro-BGA với độ bóng 0,25 mm, các máy sử dụng độ chính xác của pixel phụ để điều chỉnh độ lệch vị trí trong thời gian thực, bù đắp cho sự cong vênh của PCB hoặc đăng ký sai. Trong quá trình đặt, vòi phun chân không có lực hút có thể điều chỉnh các thành phần tinh tế (ví dụ: các tụ điện có kích thước 01005) mà không gây ra thiệt hại, trong khi nhận dạng dấu fiducial đảm bảo liên kết toàn cầu trên bảng.
Hồ sơ hàn lại được hiệu chỉnh tỉ mỉ cho các tổ hợp chính xác cao. Những người bán không có chì (ví dụ, hợp kim SN-AG-CU) yêu cầu các đường cong nhiệt độ thời gian chính xác để tránh các khiếm khuyết: Vùng ngâm (150 nhiệt180 ° C) phải kích hoạt thông lượng mà không bay hơi quá nhanh, trong khi đỉnh phản xạ (240 nhiệt250 ° C) phải ở dưới nhiệt độ chuyển đổi của lớp. Nitơ chen vào lò phản xạ làm giảm quá trình oxy hóa, cải thiện độ ướt cho các quá trình không làm sạch và giảm thiểu các khoảng trống trong các khớp BGA, được phát hiện sau đó thông qua kiểm tra tia X.
Kiểm tra quang học tự động (AOI) là một công cụ chính để kiểm tra chất lượng sau phản xạ. Máy ảnh có độ phân giải cao quét cả hai mặt của PCB, so sánh các hình dạng hàn với một mẫu vàng để xác định các cây cầu, không đủ điền hoặc nâng dẫn. Đối với các thành phần tốt, các hệ thống AOI sử dụng ánh sáng góc để làm nổi bật các đường viền hàn hàn, phân biệt giữa các khớp có thể chấp nhận và bị lỗi với độ chính xác> 99%. Một số hệ thống cũng phát hiện các lỗi phân cực thành phần hoặc thiếu các bộ phận bằng cách tham chiếu chéo so với BOM.
Kiểm tra tia X là rất cần thiết để xác minh các kết nối ẩn trong các tổ hợp chính xác cao. BGAS, CSP và vias xuyên lỗ bên dưới các thành phần SMT yêu cầu đánh giá không phá hủy để phát hiện các khoảng trống, bóng sai hoặc làm ướt không hoàn chỉnh. Các hệ thống tia X tiên tiến sử dụng chụp cắt lớp tính toán (CT) để tạo ra các mô hình 3D của mối hàn, định lượng tỷ lệ phần trăm void (ví dụ: <25% cho các ứng dụng quan trọng) và đo độ lệch bóng với độ chính xác ở mức độ micron. Điều này đảm bảo độ tin cậy trong môi trường với căng thẳng cơ học hoặc đạp xe nhiệt.
Kiểm tra căng thẳng môi trường (EST) xác nhận độ bền lâu dài bằng cách mô phỏng các điều kiện trong thế giới thực. Các thử nghiệm đạp xe nhiệt (ví dụ: 4040 ° C đến +125 ° C trong 1.000 chu kỳ) cho phép lắp ráp với sự mở rộng và co lại lặp đi lặp lại, phát hiện sự phân tách hoặc hàn khớp. Kiểm tra độ rung (ví dụ: 20 Hàng2.000 Hz ở 20g) xác định các thành phần lỏng lẻo hoặc dấu vết nứt, trong khi kiểm tra độ ẩm (85 ° C/85% RH trong 168 giờ) kiểm tra ăn mòn hoặc rò rỉ dòng chảy ở vùng nhạy cảm độ ẩm. Truyền các bài kiểm tra này xác nhận lắp ráp đáp ứng các mục tiêu độ tin cậy cho ứng dụng dự định của nó.
Bằng cách tích hợp xác thực thiết kế, kiểm soát quy trình và thử nghiệm sau lắp ráp, các nhà sản xuất đảm bảo các hội đồng PCB có độ chính xác cao mang lại hiệu suất nhất quán trong các hệ thống quan trọng. Các biện pháp này giải quyết các thách thức độc đáo của các thành phần pitch, bảng số cao cấp và môi trường hoạt động đòi hỏi, thiết lập một điểm chuẩn cho chất lượng trong sản xuất điện tử tiên tiến.
