Invoering
Tijdens het PCBA-productieproces functioneren veel producten normaal tijdens functionele tests. Na paneelscheiding, transport of langdurig gebruik kunnen zich echter problemen voordoen zoals het barsten van de condensator, BGA-koudsoldeerverbindingen en chipfouten. Bij het onderzoeken van de oorzaken blijkt vaak dat gevoelige componenten te dicht bij de snijkant van de printplaat zijn geplaatst, waardoor mechanische spanning direct wordt overgebracht op de soldeerverbindingen of de componenten zelf.
Dit probleem komt vooral veel voor bij PCBA-producten met hoge- dichtheid, zoals consumentenelektronica, auto-elektronica en medische apparaten. Naarmate PCB's dunner worden en componenten kleiner, zijn veiligheidsafstanden niet langer alleen maar een structureel probleem, maar hebben ze een directe invloed op de productbetrouwbaarheid.
Wat zijn "gevoelige componenten" in PCBA?
Op het gebied van PCBA-productie zijn niet alle componenten gevoelig voor snijspanning. Degenen die het meest vatbaar zijn, vallen voornamelijk in de volgende categorieën:
1. MLCC keramische condensatoren
Meerlaagse keramische condensatoren zijn de meest typische gevoelige componenten. De buigspanning die ontstaat tijdens het verwijderen van PCB's kan gemakkelijk scheuren in de interne keramische lagen veroorzaken. Hoewel sommige scheuren niet onmiddellijk tot defecten leiden, zullen ze bij later gebruik geleidelijk verergeren.
2. BGA's en grote- chips
BGA-pakketten zijn zeer gevoelig voor PCB-vervorming. Wanneer de snijkant zich te dicht bij de rand van het bord bevindt, kan het buigen gemakkelijk micro-scheurtjes in de soldeerbolletjes veroorzaken.
3. Kristaloscillatoren en MEMS-apparaten
Deze componenten hebben ingewikkelde interne structuren; mechanische schokken kunnen frequentieafwijking of functionele afwijkingen veroorzaken.
4. Connectoren en hoog-polaire componenten
Connectors die zich dichtbij de rand van de plaat bevinden, zijn gevoelig voor loslaten van de pads of barsten van het soldeer als gevolg van spanning tijdens het scheiden van de panelen.
Verschillende snijmethoden vereisen verschillende veiligheidsafstanden
Veel ingenieurs vertrouwen bij het ontwerpen van PCBA uitsluitend op één enkele empirische waarde, maar de werkelijke veiligheidsafstand is sterk afhankelijk van het paneelscheidingsproces.
1. Veiligheidsafstanden voor V-Cut-depaneling
V-Cut is een depanelingmethode die aanzienlijke mechanische spanning met zich meebrengt, vooral bij handmatige breukscenario's waarbij de PCB-buiging uitgesproken is.
Algemene aanbevelingen:
- MLCC's:Groter dan of gelijk aan 3 mm vanaf de V-snijrand
- BGA's:Groter dan of gelijk aan 5 mm vanaf de V-snijrand
- Grote connectoren:Groter dan of gelijk aan 5 mm vanaf de rand
Voor dunne platen, platen met hoge-dichtheid of auto-elektronica moeten deze afstanden doorgaans verder worden vergroot.
2. Stempelgaten verwijderen
Stempelgaten genereren relatief weinig spanning, maar tijdens de ponsfase vindt er nog steeds een plaatselijke impact plaats.
Gemeenschappelijke regelbereiken:
- Standaard componenten voor opbouw-montage:Groter dan of gelijk aan 2 mm
- Keramische condensatoren:Groter dan of gelijk aan 3 mm
- BGA-componenten:Groter dan of gelijk aan 4 mm
3. Routerdepaneling
Het verwijderen van routers is een methode met weinig- spanning en wordt vaak gebruikt bij PCBA-productie met hoge- betrouwbaarheid.
Onder dit proces:
- Standaardcomponenten kunnen op 1 mm–2 mm worden gehandhaafd
- Gevoelige componenten moeten op 3 mm of meer worden gehouden
Hoewel het verwijderen van bovenfrezen stressvriendelijker- is, moet er nog steeds rekening worden gehouden met zaken als trillingen van het gereedschap en resterende bramen aan de randen van het bord.
Veel PCBA-storingen komen niet voor op de productievloer
Onvoldoende veiligheidsmarges bij snijranden brengen vaak niet onmiddellijk problemen aan het licht tijdens de SMT-plaatsingsfase.
1. Verborgen scheuren zijn moeilijker te detecteren
MLCC's kunnen onder spanning micro-scheurtjes ontwikkelen. Ze functioneren mogelijk normaal tijdens ICT-tests, maar vertonen af en toe storingen na enkele maanden gebruik door de klant.
2. De spanning blijft zich ophopen tijdens het transport en het vastdraaien van de schroeven
Componenten die zich in de buurt van de randen van het bord bevinden, worden voortdurend blootgesteld aan externe krachten tijdens -montage aan de achterkant, transporttrillingen of het vastdraaien van schroeven.
3. Thermische cycli veroorzaken scheurvoortplanting
In auto-elektronica en industriële PCBA-producten breidt de oorspronkelijk microscopische structurele schade zich geleidelijk uit onder thermische cyclusomstandigheden.
Dit is ook een van de belangrijkste redenen waarom veel producten "prima werken in het laboratorium, maar resulteren in massale rendementen op de markt."
Hoe kunnen randrisico's worden beperkt tijdens de PCBA-ontwerpfase?
De werkelijk effectieve aanpak is niet te wachten op productieafwijkingen en het product vervolgens te herwerken, maar om proactief de risico's te beperken tijdens de PCB-ontwerpfase.
1. Stel componentbescherming-buitenzones in
Definieer tijdens de PCB-indelingszones rond V--uitsnijdingen of stansgaten om de plaatsing van gevoelige componenten te beperken.
2. Optimaliseer de paneeloriëntatie
Bij bepaalde PCBA-productieprojecten kan het aanpassen van de paneeloriëntatie het spanningsoverdrachtspad tijdens paneelscheiding verminderen.
3. Geef prioriteit aan het aanpassen van de MLCC-oriëntatie
Als de lange zijde van een keramische condensator loodrecht op de snijlijn staat, is deze gevoeliger voor scheuren onder spanning. Door de lange zijde evenwijdig aan de snijkant uit te lijnen, kan dit risico aanzienlijk worden verminderd.
4. Sta grotere marges toe voor producten met een hoge-betrouwbaarheid
Voor PCBA-producten voor de medische, automobiel- en industriële besturing wordt het niet aanbevolen om alleen maar te voldoen aan de minimale spelingen die vereist zijn voor "maakbaarheid". Er moet ook rekening worden gehouden met de betrouwbaarheid op de lange- termijn.
Technische beoordelingen zijn belangrijker dan ervaring
Veel PCBA-productieproblemen ontstaan niet omdat ontwerpers zich niet bewust zijn van de afstandsvereisten, maar vanwege een gebrek aan systematische beoordelingen tijdens de voortgang van het project.
Volwassen technische teams concentreren zich tijdens de DFM-fase doorgaans op het volgende:
- Afstand tussen gevoelige componenten en de plaatrand.
- Impact van paneelscheidingsmethoden op de spanningsverdeling.
- Relatie tussen componentoriëntatie en snijpaden.
- Of de paneelindeling in balans is.
- Of er gebieden zijn met gelokaliseerde stressconcentratie.
Met deze evaluatiestappen kunnen de meeste potentiële risico's ruim vóór de pilotproductie worden geïdentificeerd.
Wat bij de PCBA-productie de productstabiliteit echt beïnvloedt, zijn vaak niet de complexe processen, maar deze gemakkelijk over het hoofd geziene details. Het eenvoudigweg vergroten van de afstand tussen gevoelige componenten en de snijkant met 1 millimeter kan soms voorkomen dat een hele batch later opnieuw moet worden bewerkt.
Snelle feitenover NeoDen
- Opgericht in 2010, 200+ medewerkers, 27,000+ m². fabriek.
- NeoDen-producten: Smart-serie PNP-machine, NeoDen N10P, NeoDen9, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, reflow-oven IN6, IN12, IN12C, soldeerpastaprinter FP2636, PM3040.
- Succesvolle 10000+ klanten over de hele wereld.
- 30+ Wereldwijde agenten in Azië, Europa, Amerika, Oceanië en Afrika.
- R&D-centrum: 3 R&D-afdelingen met 25+ professionele R&D-ingenieurs.
- Vermeld bij CE en kreeg 50+ patenten.
- 30+ technici voor kwaliteitscontrole en technische ondersteuning, 15+ senior internationale verkoop, tijdige reactie van klanten binnen 8 uur, professionele oplossingen binnen 24 uur.