Как сглобяването на печатни платки със смесена технология влияе върху планирането и инспекцията на процеси - Блог

Сглобяването на печатни платки със смесена технология не е просто платка с SMT и части с-отвор.

Това е конструкция, при която различни методи за запояване, термични условия, граници на проверка и правила за работа се срещат на един и същ PCBA.

Една платка може да включва интегрални схеми с фина стъпка, BGA, малки пасивни компоненти, здрави съединители, релета, трансформатори, електролитни кондензатори, клеми, превключватели, части за пресоване-или ръчно{2}}запоени проводници. Всеки тип част може да е нормален сам по себе си. Предизвикателството започва, когато споделят един и същ маршрут на процеса.

Ключовият въпрос е не само дали платката може да се сглоби.

По-добрият въпрос е: коя последователност от процеси може да защити качеството на SMT, -запояване през дупки, достъп за инспекция и контрол на преработката едновременно?

Сглобяването на печатни платки със смесена технология трябва да се планира като процес, а не като списък с части. Ако маршрутът на процеса е неясен, една платка може да изглежда годна за производство в проектните данни, но да стане трудна за проверка, тестване или последователно повторение на производствения етаж.

Смесената технология променя пътя на изграждане

При проста компилация само-за SMT, маршрутът на процеса обикновено е по-лесен за дефиниране. Отпечатва се спояваща паста, поставят се компоненти, платката преминава през преформатиране и проверката следва плана на процеса.

Платките със смесена технология са различни.

Те може да изискват първо поставяне на SMT и преформатиране, последвано от вмъкване през -дупка, запояване с вълни, селективно запояване, ръчно запояване, операция по-напасване, конформно покритие, механично сглобяване или окончателно функционално тестване.

Тази последователност има значение.

Съединител с-отворен отвор може да блокира достъпа до AOI, ако бъде инсталиран твърде рано. Висок кондензатор може да попречи на тестовото приспособление. Чувствителен към топлина -компонент може да не понесе по-късен процес на запояване. SMT компонент от долната- страна може да повлияе на това дали запояването с вълна е практично. Ръчно-запоен проводник може да се нуждае от проверка преди окончателното сглобяване да скрие съединението.

Сглобяването със смесена технология е мястото, където редът на процеса става част от качеството на продукта.

Практическият план на процеса трябва да отговори на:

Въпрос за процеса	Защо има значение
Коя страна първо преминава през SMT?	Влияе върху печата, поставянето, преформатирането и поддържащите инструменти
Има ли SMT части от-долната страна?	Влияе върху лепилото, стратегията за преформатиране, риска от вълново запояване и дизайна на приспособленията
Кои части са проходни-дупки?	Определя дали е подходящо запояване с вълна, селективно, щифт-в-паста или ръчно запояване
Кои части са високи, тежки или чувствителни-на топлина?	Влияе върху последователността на процеса, обработката и времето за проверка
Има ли скрити спойки?	Влияе върху планирането на рентгеново изследване, AOI и визуална инспекция
Изисква ли се функционално тестване преди окончателното сглобяване?	Предотвратява трудни-за-отстраняване на грешки след заграждане, кабели или заливане
Скрити ли са фуги след механичен монтаж?	Изисква проверка преди загуба на достъп

Маршрутът на процеса трябва да бъде решен преди началото на производството, а не да се импровизира, след като първото изграждане разкрие проблеми с достъпа.

Основният конфликт не е SMT срещу проходен-отвор. Това е взаимодействие на процеса.

SMT и технологиите за -отвори решават различни дизайнерски нужди.

SMT поддържа компактни оформления, автоматизирано поставяне, висока плътност на компонентите и ефективно повторно запояване. Частите с проходни отвори често се използват за конектори, клеми, релета, трансформатори, големи електролитни кондензатори, превключватели или компоненти, които се нуждаят от механична якост или по-висок ток.

И двете технологии са полезни.

Рискът идва от третирането им така, сякаш се държат по същия начин в производството.

Проблемите с SMT могат да включват качество на спойката, точност на поставяне, полярност, надгробна плоча, недостатъчно спояване, мостове, скрити съединения или контрол на профила на преформатиране. Проблемите с-отвора може да включват запълване на отвора, намокряне на спойка, изпъкналост на оловото, запълване на цевта, мостове, остатъци от флюс, термична маса или достъп до инструменти за запояване.

Методът на проверка също се променя.

AOI може да работи добре за много SMT съединения, но може да не потвърди напълно скрити споени съединения. Рентген -може да е необходим за избрани пакети или покрити фуги. Спойките чрез -дупки често се нуждаят от критерии за визуална проверка, селективен контрол на запояване или проверки на процеса, които са различни от проверката на SMT.

Поради това един смесен технологичен съвет се нуждае от повече от един начин на мислене за проверка.

Необходими са точки за проверка, съответстващи на всяка стъпка от процеса.

Пътят на запояване е процесно решение, а не навик

Всяка конструкция със смесена технология в крайна сметка е изправена пред един и същ практически въпрос: как трябва да се запояват SMT и през{0}}частите с отвори, без да създават риск една за друга?

Няма единичен маршрут, който да пасва на всяка дъска.

SMT reflow, последвано от вълново запояване

Този маршрут може да пасва на платки с подходящо оформление на-отворите, достатъчно разстояние, ограничен риск от долната-страна и производствено количество, при което запояването с вълна все още има практически смисъл.

Рискът е, че вълновото запояване излага по-широка долна част на разтопена спойка и топлина. SMT частите от долната- страна може да се нуждаят от защита, разстояние, лепило или преглед на процеса. Компонентите с високи проходни -дупки може да повлияят на потока на спойка. Плътните зони с щифтове могат да създадат риск от свързване.

Вълновото запояване може да бъде ефективно, но само когато оформлението на платката го поддържа.

Една платка не трябва да се вкарва във вълново запояване просто защото това е познатият процес.

SMT reflow последвано от селективно запояване

Селективното запояване често е по-подходящо за сглобяване на печатни платки с плътна смесена технология, където съединенията през -дупките са локализирани и близките SMT части се нуждаят от защита.

Той прилага спойка по-локално, което може да намали ненужното термично излагане на останалата част от платката. Освен това дава на инженера по-голям контрол върху отделните-съединителни отвори.

Но селективното запояване не е магия.

Просветът на дюзите, достъпът, разстоянието между компонентите, поддръжката на платката, програмирането, времето за цикъл и зоните за-забрана навън все още имат значение. Платка с много щифтове с-дупки може да стане по-бавна за обработка. Конектор, заобиколен от високи части, все пак може да създаде проблеми с достъпа.

Селективното запояване е полезно, когато платката дава на процеса достатъчно място за работа.

Фиксиране-в-поставяне или натрапчиво преформатиране

За някои конструкции избрани части с -отвори могат да бъдат запоени по време на SMT процеса на преформатиране. Това често се нарича pin{2}}in-paste или натрапчиво преформатиране.

Може да премахне вторична стъпка на запояване, но изисква внимателен контрол на обема на пастата, дизайна на отвора на шаблона, размера на отвора, геометрията на извода, температурния толеранс на компонента и профила на преформатиране.

Pin{0}}in-paste не е просто „поставяне през-дупка на части в паста“.

Това е планиран избор на процес.

Ако компонентът, отворът, шаблонът и състоянието на преформатиране не съвпадат, резултатът може да е недостатъчно запълване на отвора, топчета за запояване, лошо намокряне или трудна преработка.

Ръчно запояване или пресоване-за избрани части

Ръчното запояване може да е разумно за конструкции с малък{0}}обем, инженерни образци, специални проводници или компоненти, които не пасват добре на автоматизираното запояване.

Прес{0}}напасването може да е подходящо за определени конекторни системи, при които дизайнът на платката, толерансът на отворите, силата на вмъкване и инструментите се контролират.

И двата маршрута могат да работят.

И двата маршрута се нуждаят от определени критерии за приемане и правила за проверка.

Практическият въпрос не е "Кой метод е най-добрият?"

Практическият въпрос е: кой метод дава на тази платка най-повтаряемия процес с най-малко избягваем риск?

Планирането на процеса започва с групиране на компоненти

Един добър план за смесен технологичен процес често започва с групиране на компоненти по начина, по който се държат в производството.

Вместо да разглежда само BOM ред по ред, екипът на EMS трябва да идентифицира групи процеси:

стандартни SMT пасиви;
интегрални схеми с фина{0}}стъпка;
BGA, QFN или скрити-съединителни пакети;
долни-странични SMT компоненти;
големи или тежки SMT части;
съединители за-отвори;
висока топлинна маса през-частите с отвори;
чувствителни-на топлина части;
пресоване{0}}напасване на части;
ръчно{0}}запоени проводници или клеми;
части, инсталирани след почистване, нанасяне на покритие или механично сглобяване.

Това групиране помага да се определи маршрутът.

Например платка с BGA и съединители с-дупки може да се нуждае от SMT reflow, рентгенови-лъчи, след това селективно запояване. Платка с компоненти на чип от долната-страна може да се нуждае от специално внимание преди вълново запояване. Платка с високи конектори може да се нуждае от функционално тестване, преди конекторът да блокира достъпа до тестови точки. Платка с ръчно-запоени проводници може да се нуждае от проверки на полярност, маршрутизиране,-освобождаване-натягане и спойка-на връзки в зависимост от приложението.

Въпросът е да не усложнявате процеса.

Въпросът е да се избегне твърде късното откриване, че една група компоненти блокира друг процес.

Последователността на запояване може да промени достъпа за проверка

Един от най-често срещаните проблеми със смесени технологии е достъпът за проверка.

Платката може да бъде сглобена правилно, но след като се инсталира висок конектор, трансформатор, екран или кабел, някои области стават по-трудни за проверка или тестване.

Това означава, че планът за проверка трябва да следва последователността на сглобяване.

Практическа последователност може да включва:

Проверете спояващата паста преди поставяне, където се изисква SPI.

Проверете разположението на SMT и спойките след преплавяне.

Използвайте рентгенова снимка, преди скритите стави да бъдат покрити или да станат по-трудни за достъп.

Проверете спойките чрез-дупки след вълнообразно, селективно, щифтово-в-паста или ръчно запояване.

Потвърдете полярността, ориентацията на конектора и механичното прилягане преди окончателното сглобяване.

Извършете функционално тестване, преди достъпът да бъде ограничен от корпус, кабели, покритие или гърне.

Запишете резултатите от преработката и повторния тест преди окончателното пускане.

Не всеки проект се нуждае от всяка стъпка.

Но всяка точка за проверка трябва да съществува с причина.

Грешката е в предположението, че крайната проверка може да улови всичко накрая. При табла със смесена технология някои проблеми са по-лесни за улавяне по-рано, преди следващият процес да скрие доказателствата.

Термичното излагане трябва да се обмисли рано

Този тип конструкция може да изложи платката на повече от едно топлинно събитие.

Една платка може да премине през SMT reflow, след това вълново запояване, селективно запояване, ръчно запояване, локализирана преработка или допълнително нагряване по време на нанасяне на покритие или механичен монтаж.

Повечето платки могат да се справят с нормални условия на сглобяване, когато са проектирани и обработени правилно. Безпокойството не е, че смесената технология е необичайна. Проблемът е дали чувствителните части, частите с голяма топлинна маса и множеството стъпки на запояване са били разглеждани заедно.

Топлинното планиране може да трябва да вземе предвид:

пригодност на профила за преформатиране;
чувствителност към влага на компонента;
големи медни площи или части с висока топлинна маса;
чувствителни на топлина-съединители, пластмаси, превключватели или модули;
дали долните-странични SMT части могат да понасят по-късно запояване;
дали селективното запояване е по-безопасно от вълновото запояване;
дали ръчното запояване изисква контролирана температура и време;
дали преработката въвежда допълнителен риск за близките части.

Конектор, който изглежда прост в спецификацията на материалите, може да се превърне в проблем за процеса, ако се намира близо до SMT части с фина{0}}стъпка. Трансформаторът може да изисква повече топлина, отколкото близките пластмасови части могат да понесат удобно. Големият електролитен кондензатор може да се нуждае от правила за работа, различни от чип резисторите.

Ето защо планирането на процеса трябва да се извърши преди първото изграждане, а не след като се появят дефекти при запояване.

Приспособленията и инструментите могат да решат дали процесът е повторим

Сглобяването на смесена технология често зависи от приспособленията повече, отколкото купувачите очакват.

Може да е необходимо приспособление за поддържане на печатната платка по време на селективно запояване, защита на долните-компоненти по време на вълново запояване, задържане на конектор по време на ръчно запояване, насочване на-операция за напасване или поддържане на платката по време на функционално тестване.

Приспособлението не винаги е знак, че дизайнът е труден.

Понякога просто това прави процеса повторим.

Може да са необходими инструменти за:

палети за вълнообразна спойка;
опора за селективно запояване;
прес{0}}подравняване;
задържане на конектора;
опора на платката по време на ръчно запояване;
маскиране на покритие;
приспособления за функционални тестове;
приспособления за програмиране;
окончателно сглобяване или подравняване на кутията.

Купувачът не трябва да разглежда инструментите само като добавена цена.

Добре-планираното приспособление може да предотврати непоследователни спойки, огъване на платката, накланяне на конектора, лош тестов контакт или повтаряща се ръчна настройка.

Въпросът не е само "Може ли да се сглоби това?"

По-добрият въпрос е: може ли това да се сглоби по същия начин при следващата компилация?

Проверката трябва да се планира според риска, а не според навика

Платките със смесена технология могат да включват много методи за проверка, но повече проверка не означава автоматично по-добро.

Планът за проверка трябва да съответства на риска.

AOI може да е подходящ за поставяне на SMT и видими споени съединения. Рентген- може да е необходим за скрити споени съединения или избрани пакети. Съединенията през -дупки може да изискват визуални критерии и контрол на процеса. ИКТ могат да помогнат за улавяне на проблеми с електрическото сглобяване, ако има достъп. FCT може да е необходим за потвърждаване на поведението-на ниво продукт.

Планирането на инспекцията трябва да вземе предвид:

скрити спойки;
чувствителни към полярността-части;
съединители и посока на свързване;
зони с висок-ток или високо{1}}напрежение;
ръчно{0}}запоени съединения;
прес{0}}контакти;
долни-странични компоненти;
функционални интерфейси;
преработете-чувствителни зони;
специфични-клиентски изисквания за приемане.

Целта не е да се проверява всичко по един и същи начин.

Целта е да се провери всеки риск с метода, който действително може да го види.

Платката може да премине визуална проверка и все още да има скрит проблем със ставите. Една платка може да премине AOI и пак да се провали при функционалното тестване. Една платка може да премине функционално тестване веднъж и все пак да се нуждае от контрол на записа на преработката, ако конекторът е бил регулиран ръчно.

Инспекцията на смесена технология не е една последна врата. Това е набор от контролни точки, поставени, докато констатациите все още могат да повлияят на изграждането.

Преработката трябва да се очаква, но не и да бъде оставена недефинирана

Платките със смесена технология може да се нуждаят от преработване по много причини: недостатъчна спойка, подравняване на конектора, грешна ориентация, вариант на ръчно-спояване, повредени компоненти, неуспешен тест или промени,-поискани от клиента.

Преработката не е автоматично повреда на процеса.

Неконтролираната преработка е.

Преди да започне производството, екипът на EMS трябва да определи:

кои дефекти могат да бъдат преработени чрез стандартен процес;
кои дефекти изискват инженерно одобрение;
дали близките SMT компоненти са чувствителни-на топлина;
необходимо ли е почистване след ръчно запояване;
дали преработените стави се нуждаят от визуално, рентгеново, ICT или FCT потвърждение;
дали трябва да се записва историята на преработката;
дали преработените платки могат да се доставят съгласно същото правило за освобождаване.

Това има значение, тъй като платките със смесена технология често включват както деликатни SMT части, така и механично напрегнати през{0}}части с отвори.

Преработката на конектора може да засегне близките запоени съединения. Тежкият ремонт-на топлина може да засегне съседни пластмаси или компоненти. Функционална повреда след преработване може да не е причинена от първоначалния дефект.

Преработена платка не трябва да се пуска само защото видимият проблем е изчезнал.

Той трябва да бъде пуснат, защото договореният път за повторно тестване потвърждава, че платката все още е приемлива.

Какво OEM купувачите трябва да изяснят преди да започне сглобяването на смесена технология

OEM купувачите могат да помогнат на партньора на EMS да планира сглобяване на печатни платки със смесена технология, като изяснят очакванията за процеса преди началото на производството.

Полезните данни включват:

Въвеждане от купувача	Защо помага
BOM и одобрени заместници	Потвърждава типа на компонента, опаковката и ограниченията за заместване
Gerber или ODB++ данни	Поддържа изработка на печатни платки и преглед на процеса
CPL / изберете{0}}и-поставете файл	Поддържа SMT програмиране и преглед на разположението
Монтажен чертеж	Изяснява полярността, ориентацията, страничните и специални бележки за сглобяване
Списък с-компоненти с отвори	Помага за дефинирането на вълнообразен, селективен, щифт-в-паста или маршрут за ръчно запояване
Механични ограничения	Помага за идентифициране на високи части, съединители, граници на корпуса или нужди от приспособления
Изисквания към теста	Помага за планиране на ICT, FCT, програмиране или време за проверка
Изисквания за покритие или почистване	Влияе върху реда на процеса и маскирането
Преработете правилата за приемане	Изяснява как ремонтираните табла трябва да бъдат проверени и освободени
Бележки за конструкцията на опаковката или кутията	Предотвратява проблеми с достъпа до окончателното сглобяване

Партньорът на EMS може да планира маршрута по-точно, когато тези данни са налични рано.

Дизайнът може да бъде смесена технология.

Производственият план не трябва да се смесва с догадки.

Преди да започне първата смесена технология

За купувачите на OEM смесената технология PCB Assembly работи най-добре, когато планирането и инспекцията на процеса се обсъждат преди започване на производството, а не след като първата компилация разкрива скрити конфликти в процеса.

STHL поддържа OEM проекти чрезМонтаж на печатни платкииТестване и инспекция, включително монтаж на SMT, монтаж през{0}}отвор, монтаж със смесена технология, планиране на инспекции и дискусии,-свързани с тестове. При смесени технологични проекти практическата работа често включва потвърждаване на последователността на процеса, маршрута на запояване, достъпа до компонентите, точките за проверка, нуждите от приспособления и очакванията за тестване, преди изграждането да продължи напред.

Целта не е да добавяте стъпки на процеса само за да изглеждате задълбочено.

Целта е маршрутът на процеса да бъде достатъчно ясен, така че SMT качеството,-запояването през дупки, проверката и функционалната проверка да не работят едно срещу друго.

Подготвяте проект за сглобяване на печатни платки със смесена технология с въпроси за процес или проверка? Изпратете вашите файлове чрезПоискайте офертаили имейлinfo@pcba-china.com.

Заключение

Сглобяването на печатни платки със смесена технология не е просто комбинация от SMT и части с -отвор.

Това е предизвикателство за планиране на процес.

Екипът на EMS трябва да реши правилната последователност, метод на запояване, необходимост от приспособление, точка на проверка и време за тестване за действителния микс от компоненти на платката.

Платката със смесена технология може да бъде добре проектирана и все пак да бъде трудна за изграждане, ако пътят на процеса е неясен.

Ако маршрутът не е ясен, фабриката все пак ще намери начин да изгради дъската, но това може да не е най-повтарящият се начин.

За купувачите на OEM практическият урок е прост: колкото по-рано се съгласуват очакванията за SMT, през-отвор, проверка, тест и преработка, толкова по-лесно става последователното изграждане на платката.

Бордът може да смесва технологии.

Планът на процеса не трябва да смесва предположения.

ЧЗВ

В: Какво представлява сглобяването на печатни платки със смесена технология?

О: Сглобяването на PCB със смесена технология се отнася до сглобяването на PCBA, което включва повече от един метод на сглобяване, обикновено SMT компоненти и компоненти с-отвори на една и съща платка. Може също така да включва селективно запояване, запояване с вълни, ръчно запояване, прес{2}}напасване на части или механични стъпки на сглобяване.

В: Защо сглобяването със смесена технология се нуждае от допълнително планиране на процеса?

О: Сглобяването на смесена технология се нуждае от планиране, тъй като различните типове компоненти може да изискват различни методи на запояване, термично излагане, достъп за проверка, приспособления и време за тестване. Редът на сглобяване може да повлияе както на качеството, така и на възможността за проверка.

В: Сглобяването на печатни платки със смесена технология същото ли е като с{0}}сглобяването с отвори?

О: Не. Монтажът през-отвор е една категория процеси. Сглобяването със смесена технология съчетава SMT, проходен-отвор и понякога други стъпки на процеса на една и съща PCBA, така че маршрутът на процеса обикновено е по-сложен.

Въпрос: Кои методи за запояване се използват при монтажа на печатни платки със смесена технология?

О: Често срещаните опции включват SMT reflow, вълнообразно запояване, селективно запояване, щифт-in-паста, ръчно запояване и-вмъкване при натискане. Правилният метод зависи от оформлението на платката, комбинацията от компоненти, производственото количество, достъпа и термичната чувствителност.

Въпрос: Кои методи за проверка се използват за монтаж на печатни платки със смесена технология?

О: Инспекцията може да включва визуална инспекция, AOI, SPI, рентгенова -инспекция, ICT, FCT и -специфични проверки на процеса в зависимост от комбинацията от компоненти, метода на запояване, достъпа и изискванията на клиента.

В: Кога рентгеновата проверка е полезна при сглобяване със смесена технология?

О: Рентгеновата инспекция е полезна, когато спойките са скрити или трудно се виждат, като BGA, QFN или определени съединения с-дупки, които не могат да бъдат напълно потвърдени само чрез оптична проверка.

В: Защо приспособленията имат значение при монтажа на печатни платки със смесена технология?

О: Приспособленията могат да поддържат печатната платка, да задържат компонентите на позиция, да защитават долните-странични части, да насочват селективно запояване или вмъкване-налягане и да направят тестването по-повтаряемо. Те помагат за намаляване на вариациите между компилациите.

В: Какво трябва да осигурят OEM купувачите преди да започне сглобяването на смесена технология?

О: Купувачите на OEM трябва да предоставят BOM, Gerber или ODB++ файлове, CPL / pick{1}}и-данни за място, монтажни чертежи, подробности за компонентите с-отвори, изисквания за изпитване, механични ограничения, изисквания за покритие или почистване и всякакви специални очаквания за проверка или преработка.