pcba加工失效模式分析

    pcba加工失效模式分析,pcba是重要的電子部件，也是電子元件的支撐體，更是電子元器件線路連接的提供者。由于它是采用電子印刷技術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。那么pcba加工失效模式大家知道是怎么回事嗎？靖邦pcba加工專(zhuān)家來(lái)分析：

   pcba加工失效模式分析

   作為各種元器件的載體與電路信號(hào)傳輸?shù)臉屑~pcba已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分，其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機(jī)設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。但是由于成本以及技術(shù)的原因，pcba在生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了大量的失效問(wèn)題。

   外觀檢查就是目測(cè)或利用一些簡(jiǎn)單儀器，如立體顯微鏡、金相顯微鏡甚至放大鏡等工具檢查PCB的外觀，尋找失效的部位和相關(guān)的物證，主要的作用就是失效定位和初步判斷PCB的失效模式。外觀檢查主要檢查PCB的污染、腐蝕、爆板的位置、電路布線以及失效的規(guī)律性、如是批次的或是個(gè)別，是不是總是集中在某個(gè)區(qū)域等等。

   切片分析就是通過(guò)取樣、鑲嵌、切片、拋磨、腐蝕、觀察等一系列手段和步驟獲得PCB橫截面結(jié)構(gòu)的過(guò)程。通過(guò)切片分析可以得到反映PCB(通孔、鍍層等)質(zhì)量的微觀結(jié)構(gòu)的豐富信息，為下一步的質(zhì)量改進(jìn)提供很好的依據(jù)。但是該方法是破壞性的，一旦進(jìn)行了切片，樣品就必然遭到破壞；同時(shí)該方法制樣要求高，制樣耗時(shí)也較長(zhǎng)，需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來(lái)完成。

   熱機(jī)械分析技術(shù)用于程序控溫下，測(cè)量固體、液體和凝膠在熱或機(jī)械力作用下的形變性能，常用的負(fù)荷方式有壓縮、針入、拉伸、彎曲等。測(cè)試探頭由固定在其上面的懸臂梁和螺旋彈簧支撐，通過(guò)馬達(dá)對(duì)試樣施加載荷，當(dāng)試樣發(fā)生形變時(shí)，差動(dòng)變壓器檢測(cè)到此變化，并連同溫度、應(yīng)力和應(yīng)變等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可得到物質(zhì)在可忽略負(fù)荷下形變與溫度(或時(shí)間)的關(guān)系。

   pcba加工失效模式分析如上，PCBA焊點(diǎn)失效模式對(duì)于循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)非常重要的，是建立其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)。如果大家對(duì)于pcba加工失效模式還有其它疑問(wèn)或是不解，歡迎來(lái)電靖邦咨詢。

PCBA組裝可靠性設(shè)計(jì)

組裝可靠性，也稱工藝可靠性，通常是指PCBA裝焊時(shí)不被正常操作破壞的能力。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，很容易使焊接好的焊點(diǎn)或元器件遭到損壞或損傷。

BGA、片式電容、晶振等應(yīng)力敏感器件，容易因機(jī)械或熱應(yīng)力破壞，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該布局在PCB不容易變形的地方，或進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，或采用適當(dāng)?shù)拇胧┮?guī)避。

(1）應(yīng)力敏感元器件應(yīng)盡可能布放在遠(yuǎn)離PCB裝配時(shí)易發(fā)生彎曲的地方。如為了消除子板裝配時(shí)的彎曲變形，應(yīng)盡可能將子板上與母板進(jìn)行連接的連接器布放在子板邊緣，距離螺釘?shù)木嚯x不要超過(guò)10mm。

再比如，為了避免BGA焊點(diǎn)應(yīng)力斷裂，應(yīng)避免將BGA布局在PCB裝配時(shí)容易發(fā)生彎曲的地方。BGA的不良設(shè)計(jì)，在單手拿板時(shí)很容易造成其焊點(diǎn)開(kāi)裂。

(2)對(duì)大尺寸BGA的四角進(jìn)行加固。

PCB彎曲時(shí)，BGA四角部位的焊點(diǎn)受力大，容易發(fā)生開(kāi)裂或斷裂。因此，對(duì)BGA四角進(jìn)行加固，對(duì)預(yù)防角部焊點(diǎn)的開(kāi)裂是十分有效的，應(yīng)采用專(zhuān)門(mén)的膠進(jìn)行加固，也可以采用貼片膠進(jìn)行加固。這就要求元件布局時(shí)留出空間，在工藝文件上注明加固要求與方法。

以上兩點(diǎn)建議，主要是從設(shè)計(jì)方面考慮的，另一方面，應(yīng)改進(jìn)裝配工藝，減少應(yīng)力的產(chǎn)生，如避免單手拿板、安裝螺釘使用支撐工裝。因此，組裝可靠性的設(shè)計(jì)不應(yīng)僅局限于元件的布局改進(jìn)，更主要的應(yīng)從減少裝配的應(yīng)力開(kāi)始—采用合適的方法與工具，加人員的培訓(xùn)，規(guī)范操作動(dòng)作，只有這樣才能解決組裝階段發(fā)生焊點(diǎn)失效的問(wèn)題。

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PCBA可制造性設(shè)計(jì)概述

PCBA的可制造性設(shè)計(jì)，不僅要解決可制造的問(wèn)題，還要解決低成本、 高質(zhì)量的制造問(wèn)題。而“可制造”與“低成本、高質(zhì)量”目標(biāo)的達(dá)成，不僅 取決于設(shè)計(jì)，也取決于制...PCBA的可制造性設(shè)計(jì)，不僅要解決可制造的問(wèn)題，還要解決低成本、 高質(zhì)量的制造問(wèn)題。而“可制造”與“低成本、高質(zhì)量”目標(biāo)的達(dá)成，不僅 取決于設(shè)計(jì)，也取決于制造，但更取決于設(shè)計(jì)與制造的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，也就是 “一體化”的設(shè)計(jì)。認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)非常重要，是做好PCBA可制造性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 只有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，我們才能夠系統(tǒng)地、地掌握PCBA可制造性設(shè)計(jì)。

在大多數(shù)的SMT討論中，談到可制造性設(shè)計(jì)，基本上就是光學(xué)定位符 號(hào)設(shè)計(jì)、傳送邊設(shè)計(jì)、組裝方式設(shè)計(jì)、間距設(shè)計(jì)、焊盤(pán)設(shè)計(jì)等等，這些都是 一些設(shè)計(jì)“要素”，但核心是如何將這些要素“協(xié)調(diào)與統(tǒng)一”起來(lái)。如果不 清楚這點(diǎn)，即使所有的設(shè)計(jì)都符合要求，也不會(huì)收到預(yù)期的效果。

根據(jù)以上的認(rèn)識(shí)，靖邦小編畫(huà)了一個(gè)圖，企圖闡明PCBA設(shè)計(jì)的核心與原則， 見(jiàn)下圖。

在圖中，空心箭頭表示設(shè)計(jì)的步驟，實(shí)線箭頭表示兩設(shè)計(jì)因素的主從關(guān) 系或決定關(guān)系，而虛線箭頭則表示可制造性設(shè)計(jì)對(duì)質(zhì)量的影響。

在PCBA的可制造性設(shè)計(jì)中，一般先根據(jù)硬件設(shè)計(jì)材料明細(xì)表（BOM ) 的元器件數(shù)量與封裝確定PCBA的組裝方式，即元器件在PCBA正反面的元 器件布局，它決定了組裝時(shí)的工藝路徑，因此也稱工藝路徑設(shè)計(jì)；然后，根 據(jù)每個(gè)裝配面采用的焊接工藝方法進(jìn)行元器件布局；最后根據(jù)封裝與工藝方 法確定元器件之間的間距和鋼網(wǎng)厚度與開(kāi)窗圖形設(shè)計(jì)。

從上圖可以看到以下幾點(diǎn)。

1. 封裝是可制造性設(shè)計(jì)的依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)

從上圖可以看到，封裝是可制造性設(shè)計(jì)的依據(jù)與出發(fā)點(diǎn)。不論工藝路 徑、元器件布局，還是焊盤(pán)、元器件間距、鋼網(wǎng)開(kāi)窗，都是圍繞著封裝來(lái)進(jìn) 行的，它是聯(lián)系設(shè)計(jì)要素的橋梁。

2. 焊接方法決定元器件的布局

每種焊接方法對(duì)元器件的布局都有自己的要求，比如，波峰焊接片式元件，要求其長(zhǎng)方向與PCB波峰焊接時(shí)的傳送方向相垂直，間距大于相鄰元 件比較高的那個(gè)元件的髙度。

3. 封裝決定焊盤(pán)與鋼網(wǎng)開(kāi)窗的匹配性

封裝的工藝特性，決定需要的焊膏量以及分布。封裝、焊盤(pán)與鋼網(wǎng)三者是相互關(guān)聯(lián)和影響的，焊盤(pán)與引腳結(jié)構(gòu)決定了焊點(diǎn)的形貌，也決定了吸 附熔融焊料的能力。鋼網(wǎng)開(kāi)窗與厚度設(shè)計(jì)決定了焊膏的印刷量，在進(jìn)行焊 盤(pán)設(shè)計(jì)時(shí)必須聯(lián)想到鋼網(wǎng)的開(kāi)窗與封裝的需求。下圖所示的兩個(gè)圖分別是 0.4mmQFP不同焊盤(pán)與鋼網(wǎng)匹配設(shè)計(jì)的焊膏熔融結(jié)果，由此可以看到下圖(a)比（b)設(shè)計(jì)要好，焊膏熔化后均勻地鋪展到焊盤(pán)上，顯示焊膏量與焊 盤(pán)尺寸比較匹配，而圖（b)顯示焊膏偏多，焊接時(shí)容易產(chǎn)生橋連。

4.可制造性設(shè)計(jì)與SMT工藝決定制造的良率

可制造性設(shè)計(jì)為高質(zhì)量的制造提供前提條件和固有工藝能力（Cpk)，這 也是質(zhì)量管理課程中提到“設(shè)計(jì)決定質(zhì)量”的理由之一。

這些觀點(diǎn)或邏輯關(guān)系是可制造性設(shè)計(jì)內(nèi)在聯(lián)系的體現(xiàn)，在可制造性設(shè)計(jì)時(shí)必須記住這些觀點(diǎn)，以便以“一體化”的思想進(jìn)行可制造性的設(shè)計(jì)。

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