Cause più comuni di rilavorazione e scarto nell'assemblaggio delle PCB

Ci sono molti errori che possono verificarsi durante l'assemblaggio delle PCB. Quando si acquistano circuiti stampati e assemblaggi di PCB, semplici cose come voci di BOM errate e incongruenze nei footprint possono costringere a ritardare, rielaborare o scartare un assemblaggio. Alcune delle caratteristiche in un layout di PCB possono anche aumentare le possibilità di difetti che richiederanno lo scarto di un PCB fabbricato. I fabbricanti di PCB sottoporranno un design a una revisione DFM, ma una revisione DFM non è una garanzia di alta resa.

Nella mia esperienza, ho trovato alcuni fattori comuni che portano allo scarto dei PCB o alla rielaborazione degli assemblaggi di PCB. In questo articolo, delinerò questi fattori comuni.

Scarto di PCB

Quando un PCB presenta difetti durante la fabbricazione, dovrà essere scartato. Davvero non c'è modo di rielaborare un PCB nudo che presenta difetti di fabbricazione. I difetti di fabbricazione dei PCB generalmente producono circuiti aperti o cortocircuiti dove non te li aspettavi, e ci sarà molto poca possibilità che l'assemblaggio del PCB funzioni come progettato.

La tabella sottostante riassume alcune cause dello scarto di PCB e alcune soluzioni per prevenire lo scarto.

Disposizione dei pad errata che non corrisponde a nessuna impronta di componente, impronta sbagliata nella libreria PCB, rivedere e modificare l'impronta come necessario

Certo, questa non è una lista completa dei difetti di fabbricazione, ma li ho visti tutti in qualche momento. I produttori dovrebbero eseguire una revisione DFM completa al fine di identificare i rischi che ho delineato nella tabella sopra. Tuttavia, alcuni produttori non eseguiranno una revisione completa del progetto a meno che non venga specificamente richiesto. Gli acquirenti di CBA dovrebbero essere consapevoli di ciò che stanno ottenendo quando ordinano servizi di produzione e assemblaggio.

Se una scheda è destinata ad essere scartata, allora il momento migliore per scartarla è prima che vada in assemblaggio. Oltre a una revisione DFM prima della fabbricazione del PCB, i loro PCB dovrebbero essere sottoposti ad alcuni test elettrici. Il test elettrico più veloce e semplice è il test di continuità, che misura la presenza di circuiti aperti e corti. Questo viene poi confrontato con l'esportazione della tua netlist dal software di progettazione PCB. Gli acquirenti che stanno creando ordini con una fabbrica di PCB dovrebbero anche richiedere questo servizio poiché il costo richiesto per impostare tali test automatizzati è molto economico.

Rilavorazione dell'Assemblaggio PCB

In contrasto con i circuiti stampati nudi fabbricati, gli assemblaggi PCB possono essere rielaborati e modificati fino a un certo punto. La rielaborazione dell'assemblaggio PCB può essere semplice come ritoccare o pulire le giunzioni di saldatura su pad accessibili, o complessa come dissaldare completamente e sostituire componenti selezionati. La rielaborazione più avanzata coinvolge lo staccamento e la pulizia dei contatti BGA o LGA, così come il reballing dei BGA per un altro ciclo di assemblaggio.

Ci sono molte cause comuni di difetti di assemblaggio che possono essere affrontate con la rielaborazione, e non tutti questi problemi sono colpa del progettista. Alcune delle cause comuni sono:

• Il ponticellamento di saldatura tra componenti a causa di spaziature ridotte
• Profilo di riflusso irregolare, che porta al tombstoning
• Componenti storti a causa di eccesso di pasta o raffreddamento lento della saldatura
• Flusso di saldatura attraverso fori e vie non riempiti, come il bias termico
• Vuoti di saldatura su grandi pad di attacco del die
• Deposizione insufficiente, in particolare su piccoli lead di pacchetti SMD
• Difetti di deformazione su pacchetti senza lead, come il difetto head-in-pillow nei pacchetti BGA
• Eccessivi residui di flusso di saldatura, inclusi quelli del flusso no-clean, che richiedono ulteriori pulizie

Questo non è un elenco esaustivo dei potenziali difetti nell'assemblaggio dei PCB, ma sono motivi comuni per cui le schede possono essere rispedite all'assemblatore per la rilavorazione. Gli assemblatori di PCB dovrebbero eseguire determinate ispezioni per identificare gli assemblaggi che richiederanno una rilavorazione, che tipicamente consistono in un'ispezione visiva con AOI, un'ispezione a raggi X dei componenti senza piombo e un ultimo passaggio di pulizia.

Cosa possono fare gli acquirenti di PCB?

Gli acquirenti di PCB hanno la responsabilità di comprendere le capacità dei loro fornitori e di controllare la qualità dei loro fornitori. A basso volume o nelle fasi di prototipazione, questo è meno importante, ma diventa più importante man mano che le serie di produzione aumentano di dimensione. Ogni scheda scartata e ogni passaggio di rilavorazione si traduce in una minore resa sul pavimento della fabbrica e aumenta le possibilità che un assemblaggio meno affidabile venga impiegato sul campo.

Diverse aziende eseguono diversi livelli di audit e hanno diversi requisiti di affidabilità che potrebbero superare alcuni degli standard di qualità comuni dell'industria, come ISO 9001 e AS9100. Oltre a controllare i processi e le procedure sul pavimento della fabbrica, gli acquirenti dovrebbero anche essere consapevoli delle ispezioni e delle aspettative di qualità richieste dagli ingegneri. Queste dovrebbero essere comunicate ai fornitori di PCB; quando questi requisiti non possono essere soddisfatti, è il momento di considerare l'uso di un diverso fornitore.

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