پاسخ مستقیم
ریسک مونتاژ SMT را با ممیزی فایل های طراحی، کامل بودن BOM و الزامات فرآیند در برابر روندهای مونتاژ PCBA و PCB فعلی قبل از تولید ارزیابی کنید. شما باید الگوهای زمین، بستهبندی اجزا و سطوح حساسیت به رطوبت را زودتر بررسی کنید، زیرا بستههای کوچکتر و زمینهای ظریفتر اکنون طرحهای حاشیهای را نشان میدهند که قبلاً گذشت. این مقاله بررسی ها و داده های خاصی را که شما نیاز دارید توضیح می دهد.
چرا روندهای فعلی PCBA خطر SMT را افزایش می دهند
جهت روندهای مونتاژ PCBA مستقیماً احتمال نقص اتصالات لحیم کاری را افزایش می دهد. اجزا در حال کوچک شدن هستند و حاشیه خطا در حجم خمیر، قرارگیری و مشخصات حرارتی با آنها کوچک می شود.
سه روند برای ارزیابی ریسک SMT بیشترین اهمیت را دارند:
1. Smaller passive components: The move from 0402 to 0201 and 01005 packages reduces the solderable area and paste volume per joint. A stencil aperture that worked for 0402 parts may starve a 0201 joint of paste, leading to insufficient fillet formation and weak mechanical and electrical connection. 2. Finer BGA pitch: BGA devices at 0.5 mm pitch or below require stencil apertures that align precisely with the package footprint. Slight misalignment between the land pattern and the component centroid causes solder to bridge adjacent pads or leave voids under the package. 3. Increased QFN and mixed-package usage: QFN packages rely on coplanarity between the package and the PCB land pattern. If the stencil aperture does not match the package's actual foot pattern, the solder paste may not wet the component edge, creating a void that X-ray inspection must catch.
این روندها به این معنی است که یک بازنگری طراحی که پنج سال پیش گذشت، ممکن است امروز با شکست مواجه شود. شما نمی توانید فرض کنید که یک BOM با شماره قطعات و مجموعه ای از فایل های Gerber کافی است. اسمبلر به همان سطحی از جزئیات نیاز دارد که سازنده بسته مشخص کرده است و شما باید قبل از ساخت آن جزئیات را بررسی کنید.
برای دید گستردهتری از نحوه تعامل این روندها با پردازش حرارتی و بستهبندی پیشرفته، به نحوه ارزیابی SMT ریسک مونتاژ از روندهای FOPLP و پردازش حرارتی مراجعه کنید.
---
BOM را برای کامل بودن، نه فقط شماره قطعات، مرور کنید
BOM اولین جایی است که ریسک اسمبلی SMT پنهان می شود. یک BOM که شماره قطعات و مقادیر سازنده را فهرست میکند کامل نیست. شما باید سه نقطه داده اضافی را برای هر جزء تأیید کنید: سطح حساسیت به رطوبت، ابعاد بسته، و وضعیت منبع جایگزین.
سطح حساسیت به رطوبت (MSD)
بر اساس J-STD-033، دستگاه های حساس به رطوبت به شرایط نگهداری و نگهداری خاصی نیاز دارند. اگر BOM شما سطح MSD را مشخص نکند، اسمبلر ممکن است نداند که آیا اجزا را قبل از جریان مجدد بپزد یا چه مدت می توانند روی خط بنشینند. یک جزء با MSD بالا که رطوبت را جذب می کند، در حین جریان مجدد گاز خارج می شود و حفره هایی در محل اتصال لحیم ایجاد می کند. این امر به ویژه برای بسته های QFN و BGA با حفره های بزرگ مهر و موم شده بسیار مهم است.
بررسی کنید که BOM شامل سطح MSD برای هر مؤلفه ای است که به آن نیاز دارد. اگر سطح در دیتاشیت نیست، با سازنده تماس بگیرید. فرض نکنید که تمام اجزای یک نوع بسته دارای سطح MSD یکسان هستند.
ابعاد و ردپای بسته
BOM باید به نقشه بسته اشاره کند، نه فقط به شماره قطعه. برای BGA، به زمین توپ، قطر توپ و ابعاد لبه بسته نیاز دارید. برای QFN، به الگوی پا و ابعاد بدنه بسته نیاز دارید. این اعداد باعث طراحی استنسیل و برنامه انتخاب و مکان می شوند.
یک اشتباه رایج استفاده از ابعاد اسمی بسته از دیتاشیت بدون بررسی تلرانس است. مقاومت 0201 با تحمل بدنه 0.05 ± میلیمتر ممکن است هنوز خوب باشد، اما یک BGA با گام 0.5 میلیمتر و تلورانس 0.05 ± میلیمتر، مونتاژکننده را ملزم میکند که از فایل مرکز، نه مرکز بسته اسمی، برای قرار دادن استفاده کند.
وضعیت منبع جایگزین
اگر کامپوننت تک منبعی باشد، تاخیر تدارکات کل ساخت را متوقف می کند. اگر منبع جایگزین وجود داشته باشد، مونتاژ کننده باید بداند که آیا جایگزین دارای ابعاد بسته، سطح MSD و ویژگی های لحیم کاری یکسان است یا خیر. خازن 0201 سازنده دیگری ممکن است ارتفاع کیس یا آبکاری ترمینال متفاوتی داشته باشد که حجم خمیر مورد نیاز را تغییر می دهد.
برای نگاهی عمیق تر به اینکه چگونه تصمیمات موجودی و منبع یابی بر ریسک مونتاژ تأثیر می گذارد، به نحوه ارزیابی SMT ریسک مونتاژ از روند موجودی و منبع یابی مراجعه کنید.
---
بررسی الگوهای زمین و طراحی استنسیل در برابر IPC-7351
الگوی زمین در PCB باید با ردپای مؤلفه مطابقت داشته باشد. IPC-7351 الگوهای زمین توصیه شده را برای اجزای SMT تعریف می کند. بررسی طراحی شما باید الگوی زمین فایل Gerber را با توصیه IPC-7351 برای هر نوع بسته مقایسه کند.
چه چیزی را بررسی کنیم
- ابعاد الگوی زمین: عرض، طول و فاصله پد باید در محدوده IPC-7351 توصیه شده برای بسته خاص باشد. برای یک مقاومت 0201، الگوی زمین به اندازه ای کوچک است که خطای 0.05 میلی متری در عرض پد، حجم خمیر را با درصد قابل اندازه گیری تغییر می دهد.
- طراحی دیافراگم شابلون: دیافراگم شابلون دهانه ای است که از طریق آن خمیر لحیم کاری اعمال می شود. معمولاً 10 تا 20 درصد کوچکتر از الگوی زمین است تا از خونریزی خمیر بر روی پدهای مجاور جلوگیری کند. برای BGA ریز، دیافراگم باید طوری طراحی شود که رهاسازی خمیر تمیز باشد. اگر دیافراگم خیلی بزرگ است، پدهای پل را بچسبانید. اگر خیلی کوچک باشد، مفصل گرسنه می ماند.
- ویژگی های آزادسازی خمیر: هندسه دیواره دیافراگم شابلون و رئولوژی خمیر تعیین می کند که خمیر چقدر تمیز از شابلون آزاد می شود. خمیری که بیش از حد چسبنده باشد رشته یا دم کشیده می شود و خمیر اضافی روی تخته باقی می ماند. خمیری که خیلی نازک است زیر شابلون جاری می شود و باعث ایجاد پل می شود.
مثال عملی
تخته ای با گام 0.5 میلی متری BGA را در نظر بگیرید. الگوی زمین در هر IPC-7351 پهنای پد 0.25 میلی متر با شکاف 0.25 میلی متر را می طلبد. دیافراگم شابلون شما 0.20 میلی متر است. این خمیر دارای محتوای جامد 90٪ و ویسکوزیته ای است که برای کارهای با گام ریز مرزی است. در طول ساخت اولین مقاله، مونتاژ کننده متوجه می شود که خمیر به طور تمیز از دیافراگم 0.20 میلی متری آزاد نمی شود و یک لایه نازک روی شابلون باقی می ماند. نتیجه، حجم خمیر ناسازگار در سراسر بسته است که منجر به ایجاد برخی اتصالات با لحیم کاری اضافی و برخی دیگر با لحیم کاری ناکافی می شود.
راه حل یا یک استنسیل با هندسه دیافراگم متفاوت، یک خمیر با چسبندگی کمتر، یا سرعت اجرای خمیر پایینتر است. شما باید این را قبل از تولید کامل شناسایی کنید، نه بعد از 100 تخته اول.
---
از داده های Centroid و Pick-and-Place برای دقت قرار دادن استفاده کنید
فایل مرکز، که به آن فایل قرارگیری نیز می گویند، مختصات دقیق X، Y و چرخش را برای هر جزء تعریف می کند. ماشین انتخاب و مکان از این فایل برای قرار دادن کامپوننت روی خمیر استفاده می کند. اگر فایل سانتروئید با هندسه بسته واقعی مطابقت نداشته باشد، کامپوننت آفست می شود و محل اتصال لحیم کاری نامتقارن خواهد بود.
چرا این اکنون اهمیت بیشتری دارد
با اجزای 0201 و 01005، تلورانس قرارگیری کسری از عرض مولفه است. یک مقاومت 01005 0.4 میلی متر طول دارد. خطای قرار دادن 0.05 میلی متر 12.5 درصد طول قطعه است. این خطا به اندازه ای است که باعث شود قطعه از الگوی زمین خارج شود و یک فیله ضعیف در یک طرف و یک پل لحیم کاری در طرف دیگر ایجاد کند.
برای بسته های BGA، فایل centroid باید الگوی توپ واقعی بسته را در نظر بگیرد، نه فقط طرح کلی بسته را. اگر توپها کاملاً در مرکز بسته نباشند، فایل مرکز باید آن افست را منعکس کند.
نحوه تأیید
1. Compare the centroid file to the assembly drawing. The coordinates should match the drawing's dimensioning scheme. 2. Check the rotation values. A component that is rotated 90 degrees in the centroid file but placed at 0 degrees on the drawing will be misaligned. 3. Confirm that the centroid file references the same origin as the Gerber file. If the Gerber origin is at the board corner and the centroid origin is at the board center, every component will be offset by half the board size.
چه زمانی باید سازنده را درگیر کرد
اگر از یک نوع بسته کامپوننت جدید استفاده می کنید، یا اگر فایل centroid توسط یک ابزار شخص ثالث تولید شده است، اسمبلر را در بررسی مشارکت دهید. اسمبلر میتواند یک شبیهسازی قرار دادن یا یک بیلد مقاله اول را اجرا کند تا تأیید کند که فایل سانتروئید قرارگیری قابل قبولی ایجاد میکند. این امر به ویژه برای بستههای BGA و QFN مهم است، جایی که خطای قرارگیری تا زمان بازرسی اشعه ایکس قابل مشاهده نیست.
---
روشهای بازرسی را در ارزیابی ریسک بگنجانید
بازرسی یک تفکر پس از تولید نیست. این یک مرحله کاهش خطر است که باید در طول بررسی طراحی برنامه ریزی شود. روش بازرسی تعیین می کند که کدام نقص را می توانید پیدا کنید و کدام یک به میدان فرار می کند.
بازرسی نوری خودکار (AOI)
AOI برای عیوب سطح موثر است: وجود جزء، جهت گیری، و ظاهر ناخالص اتصال لحیم کاری. در بسته های BGA یا QFN قابل مشاهده نیست. برای BGA دقیق، AOI ممکن است قدرت تشخیص پل لحیم کاری بین توپ های مجاور را نداشته باشد. شما باید AOI را برای هر تخته برنامه ریزی کنید، اما نباید به آن به عنوان تنها روش بازرسی برای اتصالات پنهان اعتماد کنید.
بازرسی اشعه ایکس
اشعه ایکس برای BGA، QFN، و سایر بستههایی که محل اتصال لحیم در زیر قطعه پنهان است، مورد نیاز است. اشعه ایکس می تواند حفره ها، پل های لحیم کاری و حجم ناکافی لحیم کاری را تشخیص دهد. وضوح سیستم اشعه ایکس مهم است. یک سیستم اشعه ایکس دوبعدی ممکن است فضای خالی یک مفصل توپی 0.3 میلی متری را برطرف نکند. یک سیستم سه بعدی اشعه ایکس (CT) وضوح عمق بهتری را ارائه می دهد اما کندتر و گران تر است.
بازرسی ماده اول (FAI)
FAI اولین ساخت برد است، معمولاً مقدار کمی که قبل از تولید به طور کامل بازرسی می شود. FAI باید شامل بازرسی اشعه ایکس از هر مفصل BGA و QFN باشد، نه یک نمونه. این نقطه ای است که شما بررسی می کنید که طراحی شابلون، خمیر و نمایه جریان مجدد اتصالات لحیم کاری قابل قبولی ایجاد می کند. اگر FAI تصویب شود، شما یک خط پایه برای تولید دارید. اگر شکست خورد، قبل از اینکه به ساخت کامل بپردازید، مشکل را متوجه شده اید.
> Practical note: When you request X-ray inspection, specify the joint types and the defect criteria you care about. A general "X-ray all BGAs" instruction is not enough. Tell the assembler that you need to detect voids larger than a certain percentage of the joint area, and that you need a report for each joint. This forces the assembler to set up the inspection correctly.
---
الزامات فرآیند ویژه را در RFQ ارتباط برقرار کنید
RFQ فرصتی برای شماست تا فرآیند اسمبلر را با الزامات طراحی خود هماهنگ کنید. اگر نیازهای فرآیند خاصی را مشخص نکنید، اسمبلر از فرآیند استاندارد خود استفاده می کند که ممکن است برای برد شما مناسب نباشد.
مواردی که باید در RFQ گنجانده شود
- BOM را با شماره قطعات سازنده، مقادیر، سطوح MSD و منابع جایگزین تکمیل کنید.
- فایل Centroid و فایل های Gerber، با مبدأ و سیستم مختصات به وضوح تعریف شده است.
- نقشه های مونتاژ که محل قرارگیری اجزاء، جهت گیری، و هرگونه نیاز به فاصله را نشان می دهد.
- نیازهای خاص پروفایل جریان مجدد: اگر برد شما دارای جرم حرارتی بالا، بسته بندی مخلوط با آلیاژهای لحیم کاری مختلف، یا قطعه ای است که نمی تواند دمای بالا را تحمل کند، محدودیت های پروفایل جریان مجدد را مشخص کنید.
- نیازهای تمیز کردن: اگر برد بعد از مونتاژ به فرآیند تمیز کردن خاصی نیاز دارد، مانند یک برنامه پزشکی یا هوافضا، آن را بیان کنید.
- شرایط نگهداری و نگهداری MSD: حداکثر زمانی را مشخص کنید که یک جزء می تواند در معرض شرایط محیطی قبل از جریان مجدد قرار گیرد.
- الزامات لحیم کاری دستی : اگر هر جزء باید با دست لحیم کاری شود، به آن توجه کنید. لحیم کاری دستی باعث ایجاد تنوع می شود و در صورت امکان باید از آن اجتناب شود.
اشتباهات رایج در RFQ
- عدم حذف سطح MSD: اسمبلر فرض می کند که جزء حساس به رطوبت نیست و آن را پخته نمی کند. نتیجه ایجاد فضای خالی در محل اتصال لحیم کاری است.
- ارائه یک فایل مرکز بدون سیستم مختصات: اسمبلر فرض می کند مبدا در گوشه برد است، اما در مرکز برد است. هر جزء به اشتباه قرار داده شده است.
- نیازهای بازرسی را مشخص نمی کند: اسمبلر فقط AOI را انجام می دهد و یک فضای خالی BGA به فیلد فرار می کند.
برای دیدگاه گستردهتر در مورد اینکه چگونه PCB روندهای ساخت و منبعیابی روی RFQ شما تأثیر میگذارد، به [نحوه ارزیابی ریسک مونتاژ SMT از PCB روندهای ساخت و منبعیابی_IN_UR_(_L] مراجعه کنید.
---
اشتباهات رایج و چه زمانی باید سازنده را درگیر کرد
مهندسان هنگام ارزیابی ریسک مونتاژ SMT چندین اشتباه قابل پیش بینی مرتکب می شوند. شناخت این اشتباهات به شما کمک می کند از آنها اجتناب کنید.
اشتباه 1: با فرض اینکه BOM کامل است
یک BOM با شماره قطعه کامل نیست. شما باید سطوح MSD، ابعاد بسته، و منبع جایگزین را تأیید کنید. این شایع ترین منبع تاخیر در تدارکات و نقص جریان مجدد است.
اشتباه 2: نادیده گرفتن طراحی دیافراگم استنسیل
برای اجزای ریز BGA و کوچک غیرفعال، دیافراگم شابلون به اندازه الگوی زمین مهم است. طراحی ضعیف دیافراگم باعث ایجاد مشکلاتی در انتشار خمیر می شود که منجر به حجم لحیم کاری ناسازگار می شود.
اشتباه 3: تکیه بر AOI برای مفاصل پنهان
AOI در بسته BGA یا QFN نمی تواند ببیند. شما باید برای بازرسی اشعه ایکس، حداقل برای FAI و برای نمونه برداری برنامه ریزی کنید.
اشتباه 4: عدم تعیین الزامات فرآیند در RFQ
اگر نمایه جریان مجدد، تمیز کردن یا مدیریت MSD را مشخص نکنید، اسمبلر از فرآیند استاندارد خود استفاده خواهد کرد. این فرآیند ممکن است برای هیئت مدیره شما مناسب نباشد.
چه زمانی باید سازنده را درگیر کرد
سازنده را زودتر درگیر کنید، در حالت ایده آل در طول بررسی طراحی یا قبل از RFQ. سازنده میتواند طرح استنسیل، فایل مرکز و BOM شما را برای کامل بودن بررسی کند. آنها همچنین می توانند یک شبیه سازی مکان یا یک FAI کوچک را اجرا کنند تا تأیید کنند که طرح شما قابل ساخت است. این امر به ویژه برای بردهایی با اجزای BGA، QFN، یا 0201 و اجزای کوچکتر مهم است.
برای مشاهده نحوه تأثیرگذاری روندهای PCB مونتاژ و چیپ روی برد (COB) بر ارزیابی ریسک شما، به نحوه ارزیابی SMT ریسک مونتاژ از PCB روندهای مونتاژ و COB مراجعه کنید. برای دیدگاهی در سطح بازار که بر در دسترس بودن مؤلفه و زمانهای فروش تأثیر میگذارد، به چگونه ریسک مونتاژ SMT را از PCB روند چشمانداز بازار و صنعت ارزیابی کنیم مراجعه کنید.
---
پرسشهای متداول
چرا ارزیابی ریسک مونتاژ SMT قبل از تولید مهم است؟
ارزیابی ریسک مونتاژ SMT قبل از تولید به شما کمک میکند از دوباره کاری پرهزینه، زمانبندیهای تاخیری و خرابیهای میدانی جلوگیری کنید. با بررسی فایلهای طراحی، کامل بودن BOM و بستهبندی اجزای اولیه، میتوانید مسائلی را که بر کیفیت اتصالات لحیم کاری، پوشش بازرسی و قابلیت اطمینان طولانیمدت تأثیر میگذارند، شناسایی کنید.
مهندسان معمولاً در کجاها هنگام ارزیابی ریسک مونتاژ SMT اشتباه می کنند؟
یک اشتباه رایج این است که فرض کنیم یک BOM با شماره قطعه کامل است. مهندسان اغلب سطوح دستگاه حساس به رطوبت (MSD)، ابعاد بسته یا وضعیت منبع جایگزین را از دست می دهند که می تواند منجر به نقص جریان مجدد یا تاخیر در تهیه شود. اشتباه دیگر نادیده گرفتن طراحی دیافراگم شابلون برای اجزای ریز گام یا BGA است که منجر به انتشار ضعیف خمیر و نقص در اتصالات لحیم کاری می شود.
چگونه می توانم ریسک اسمبلی SMT را قبل از تعهد به ساخت بررسی کنم؟
میتوانید ریسک را با اجرای طرحی برای بررسی قابلیت ساخت (DFM) تأیید کنید که الگوهای زمین را با IPC-7351 بررسی میکند، بررسی BOM برای سطوح MSD در هر J-STD-033، و تأیید اینکه دادهها با pick-cent مطابقت دارد و تأیید میکند. همچنین، قبل از تولید کامل، بازرسی مقاله اول (FAI) و بازرسی اشعه ایکس را برای بستههای BGA یا QFN درخواست کنید.
چه اطلاعاتی را باید در RFQ ارائه کنم تا به اسمبلر کمک کنم تا خطر SMT را ارزیابی کند؟
BOM کامل را با شماره قطعات سازنده، مقادیر و منابع جایگزین وارد کنید. فایل مرکز فایل های Gerber؛ نقشه های مونتاژ؛ و هرگونه الزامات فرآیندی خاص مانند نمایه جریان مجدد یا تمیز کردن. همچنین سطوح MSD و شرایط ذخیره سازی را مشخص کنید و به اجزایی که نیاز به لحیم کاری دستی یا جابجایی خاص دارند توجه داشته باشید.
روندهای فعلی مونتاژ PCBA چگونه بر ریسک SMT تأثیر می گذارد؟
روندهایی مانند اجزای غیرفعال کوچکتر (0201، 01005)، گام باریکتر BGA، و افزایش استفاده از بسته های QFN خطر نقص اتصالات لحیم کاری مانند باز شدن، شورت، و خالی شدن را افزایش می دهد. این روندها به طراحی استنسیل محکم تر، قرار دادن دقیق تر، و روش های بازرسی پیشرفته مانند 3D AOI و X-ray نیاز دارند.