Τεχνικός οδηγός για την αξιοπιστία των συγκολλήσεων σε στυλό ανάγνωσης, την ασυμφωνία του συντελεστή θερμικής διαστολής PCB και την επικύρωση του προφίλ επαναροής SAC305 χωρίς μόλυβδο για OEM/ODM.

Δημοσιεύτηκε στις: Δεκ 06, 2023 - 127 Προβολές

Αξιοπιστία συγκολλήσεων και συντελεστής θερμικής διαστολής PCB σε στυλό ανάγνωσης

Κοινό: Αυτό το άρθρο απευθύνεται σε μηχανικούς υλικού OEM/ODM, αγοραστές ποιότητας B2B και ειδικούς συμμόρφωσης που χρειάζονται μια ποσοτική εικόνα του πώς η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μέσα σε ένα ηλεκτρονικό στυλό ανάγνωσης αντέχει τη θερμική καταπόνηση, τη συγκόλληση reflow χωρίς μόλυβδο και τη χρήση από τον τελικό χρήστη — όχι μια επισκόπηση μάρκετινγκ.

Μια τετράχρονη επιστρέφει το στυλό ανάγνωσής της σε διανομέα χώρας του Κόλπου επειδή το ηχείο τρίζει. Ο αγοραστής ανοίγει ένα δείγμα από την ίδια παρτίδα, πατάει αναπαραγωγή και ακούει την ίδια παραμόρφωση μετά από δεκαπέντε λεπτά. Το αναφέρει: η πλακέτα πέρασε κάθε ηλεκτρική δοκιμή στη γραμμή, κάθε λειτουργικό έλεγχο πάγκου, κάθε δειγματοληψία AQL II. Η βασική αιτία, μετά από εγκάρσια τομή, είναι μια μικρορωγμή σε ένα stack pad BGA (ball grid array) που εξαπλώθηκε σε χιλιάδες κύκλους φόρτισης, δεκάδες διαδρομές με σχολικό λεωφορείο σε σακίδιο και έξι μήνες παραμονής σε παρκαρισμένο αυτοκίνητο στους 55 °C. Αυτός είναι ο τρόπος αστοχίας που τροφοδοτεί τις αξιώσεις εγγύησης των στυλό ανάγνωσης σε περιοχές με θερμό κλίμα, και σχεδόν πάντα ανάγεται σε μία μηχανολογική μεταβλητή: την ασυμφωνία μεταξύ του συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE) του υποστρώματος FR-4 και του τσιπ πυριτίου ή κεραμικού που φέρει, πολλαπλασιασμένη με τον αριθμό των θερμικών κύκλων που βλέπει στην πράξη ένα στυλό ανάγνωσης στο πεδίο.

Στα 11 τρέχοντα SKU μας (B1, B2, F8, K7, KF1, L5, P2, Q6, Q8, T2, Y6), κάθε σχεδίαση PCB μοιράζεται την ίδια πρόκληση: περίπου 320 εξαρτήματα σε πλακέτα 4 στρώσεων 1,0 mm, σε reflow δύο φορές με προφίλ SAC305 χωρίς μόλυβδο, και στη συνέχεια υποβάλλεται σε θερμικούς κύκλους από τους τελικούς χρήστες. Αυτός ο οδηγός εξηγεί πώς σχεδιάζουμε την αξιοπιστία των συνδέσμων συγκόλλησης, τι μετράμε, τι απορρίπτουμε και τι πρέπει να ρωτήσει ένας αγοραστής B2B έναν προμηθευτή πριν υπογράψει συμβόλαιο 10.000 μονάδων.

1. Γιατί η ασυμφωνία CTE έχει σημασία σε ένα PCB στυλό ανάγνωσης

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής (CTE) περιγράφει πόσο διαστέλλεται ένα υλικό ανά βαθμό μεταβολής θερμοκρασίας. Για ένα πακέτο BGA 0,8 mm² τοποθετημένο σε FR-4, η τοπική παραμόρφωση σε κάθε μπάλα συγκόλλησης μετά από διακύμανση 100 °C είναι κατά προσέγγιση:

ε = (Δα × ΔT × L) / h

Όπου Δα είναι η διαφορά CTE, ΔT είναι η θερμική διακύμανση, L είναι η διαγώνια απόσταση ως το ουδέτερο σημείο του πακέτου και h είναι το ύψος standoff του συνδέσμου συγκόλλησης. Για ένα τυπικό BGA με pitch 0,8 mm σε FR-4 (CTE ~14 ppm/°C εντός επιπέδου) που φέρει τσιπ πυριτίου (CTE ~2,6 ppm/°C), το Δα είναι 11,4 ppm/°C. Μια διακύμανση 100 °C σε διαγώνιο 8 mm παράγει ~6,1 µm μετατόπισης κατά μήκος του συνδέσμου — εντός των ορίων της ελαστικής περιοχής για μια νέα μπάλα SAC305, αλλά σωρεύεται με κάθε κύκλο.

Υλικό CTE εντός επιπέδου (ppm/°C) CTE κατά πάχος Σημειώσεις
FR-4 (Tg 135) 13–15 50–70 Τυπικό χαλκός 1 oz, 4 στρώσεις
FR-4 (Tg 170, υψηλό-Tg) 11–13 45–60 Χρησιμοποιείται σε κύριες πλακέτες K7, KF1, T2, Y6
Τσιπ πυριτίου 2,6 2,6 Flip-chip BGA, QFN, MCU
Υπόστρωμα ρητίνης BT (CSP) 6–8 30 ICs οδηγητή κάτω από την οθόνη
Κεραμικό (LTCC) 5–7 5–7 Μικρόφωνο MEMS, κρύσταλλος RTC
Συγκόλληση SAC305 21–24 21–24 Ευτηκτικό Sn96,5/Ag3,0/Cu0,5
Περίβλημα ABS+PC 70–80 70–80 Θερμαίνει τοπικά την πλακέτα μέσω αγωγής

Ο αριθμός του περιβλήματος είναι η έκπληξη-μεταβλητή για πολλούς αγοραστές. Όταν ένα παιδί αφήνει ένα στυλό ανάγνωσης σε ένα ηλιόλουστο περβάζι, το κέλυφος ABS+PC μπορεί να φτάσει τους 60 °C σε δώδεκα λεπτά ενώ το τσιπ πυριτίου μέσα στο MCU λειτουργεί στους 45 °C. Αυτή η βαθμίδα των 15 °C μεταφράζεται σε μηχανική καταπόνηση σε κάθε πακέτο, όχι μόνο στα μεγάλα. Σε 1.000 κύκλους φόρτισης συν 200 ώρες έκθεσης σε θερμότητα πεδίου, μικρορωγμές ξεκινούν στα pad γωνίας του πακέτου και εξαπλώνονται κατά μήκος της διαμεταλλικής στιβάδας.

Συμβουλή αγοραστή: Αν ένας προμηθευτής αναφέρει μόνο "δοκιμή αποθήκευσης -20 °C έως +60 °C περαστήκε", ζητήστε το προφίλ κύκλων. Μια δοκιμή αποθήκευσης κρατά τη μονάδα σε κάθε ακραία τιμή για ώρες· μια δοκιμή κύκλων ανεβάζει 5 °C/λεπτό μεταξύ των ακραίων τιμών. Οι κύκλοι σκοτώνουν τους συνδέσμους συγκόλλησης· η αποθήκευση από μόνη της όχι.

2. Προφίλ Reflow χωρίς μόλυβδο για SAC305 σε PCB στυλό ανάγνωσης

Κάθε πλακέτα B1, B2, F8, K7, KF1, L5, P2, Q6, Q8, T2, Y6 εκτελείται στο ίδιο προφίλ reflow SAC305 σε φούρνο μεταφοράς 12 ζωνών Heller 1936 MK5 ή αντίστοιχο. Το παράθυρο διεργασίας είναι στενό λόγω του μικτού πληθυσμού εξαρτημάτων — πακέτα QFN χωρίς μόλυβδο με pitch 0,4 mm, micro-BGA σε pitch 0,5 mm και παθητικά 0805, όλα στην ίδια πλακέτα 4 στρώσεων.

Ζώνη προφίλ Στόχος θερμοκρασίας Χρόνος Ανοχή
Προθέρμανση (κλίση 1) 25 → 150 °C 90 s ±10 s
Εμποτισμός (κλίση 2) 150 → 200 °C 80 s ±10 s
Άνοδος στη μέγιστη 200 → 245 °C 60 s ±5 s
Χρόνος πάνω από το liquidus (217 °C) Μέγιστη 245 °C 60–90 s ±5 s
Μέγιστη θερμοκρασία 245 °C Διαβροχή 5 s μέγ. 250 °C
Ψύξη 245 → 100 °C 120 s ράμπα ≤ 4 °C/s

Δύο μετρήσεις αυτού του προφίλ έχουν μεγαλύτερη σημασία από οποιεσδήποτε άλλες. Πρώτον, ο χρόνος πάνω από το liquidus (TAL) — εάν το TAL πέσει κάτω από 50 s, τα σφαιρίδια BGA δεν καταρρέουν πλήρως και ο κίνδυνος γεφύρωσης αυξάνεται από 0,4 % σε 2,1 % στο AQL πρώτης διέλευσης. Δεύτερον, η μέγιστη θερμοκρασία — εάν ξεπεραστεί το όριο των 250 °C για περισσότερα από 10 s, προκαλείται υπερβολική ανάπτυξη διαμεταλλικών ενώσεων (Cu₆Sn₅ → Cu₃Sn), η οποία κάνει τη συγκόλληση εύθραυστη και μειώνει τη διάρκεια ζωής σε θερμικούς κύκλους κατά ~30 %.

Για συναρμολογήσεις διπλής όψης — η βαθμίδα ενισχυτή ήχου Class-D στα L5 και Y6 διαθέτει θωρακισμένο επαγωγέα στην κάτω πλευρά που απαιτεί δεύτερη διέλευση reflow — περιορίζουμε τη δεύτερη μέγιστη θερμοκρασία στους 240 °C και προσθέτουμε παραμονή 30 λεπτών στους 150 °C μεταξύ των διελεύσεων για την απομάκρυνση της υπολειμματικής υγρασίας από την πρώτη reflow. Η υγρασία που παγιδεύεται μεταξύ των δύο διελεύσεων μπορεί να ραγίσει τους κεραμικούς πυκνωτές, ιδίως τους 22 µF X5R αποσύζευξης όγκου στη ράγα ήχου.

SAC305 Reflow Profile — Reading Pen PCB

3. Στόχοι αξιοπιστίας σε επίπεδο εξαρτημάτων ανά μοντέλο

Δεν φέρει κάθε γραφίδα ανάγνωσης του καταλόγου το ίδιο θερμικό φορτίο. Η ναυαρχίδα T2 με την κυψέλη Li-ion 18650 2.500 mAh και την οθόνη αφής 5 ιντσών λειτουργεί πιο ζεστά από τη βασική P2 με την κυψέλη 500 mAh και το τμηματικό LCD 1,5 ιντσών. Διαστασιολογούμε τη στοίβα PCB, το βάρος χαλκού και το γέμισμα των vias διαφορετικά στα 11 μοντέλα.

Μοντέλο Μπαταρία (mAh) Στρώματα PCB Βάρος Cu Tj μέγ. (°C) Κύκλοι έως πρώτη ρωγμή (στόχος)
B1 700 Li-poly 4 1 oz εξωτερικά / 0,5 oz εσωτερικά 85 1.500
B2 800 Li-poly 4 1 oz / 0,5 oz 85 1.500
F8 600 Li-poly 4 1 oz / 0,5 oz 80 1.200
K7 800 Li-ion 14500 4 1,5 oz / 1 oz 90 1.800
KF1 800 Li-ion 14500 4 1,5 oz / 1 oz 90 1,800
L5 1.200 Li-poly 6 1,5 oz / 1 oz 95 2,000
P2 500 Li-poly 2 1 oz 75 800
Q6 900 Li-poly 4 1 oz / 0,5 oz 85 1,500
Q8 1.000 Li-poly 4 1 oz / 0,5 oz 85 1,500
T2 2.500 Li-ion 18650 6 2 oz / 1 oz 95 2,200
Y6 2.000 Li-poly 6 1,5 oz / 1 oz 95 2,000

Η στήλη "κύκλοι έως την πρώτη ρωγμή" προέρχεται από θερμικό σοκ αέρα-σε-αέρα -40 °C ↔ +85 °C σε δοκίμια αντιπροσωπευτικά της παραγωγής, σε θάλαμο ESPEC TSA-102S στη γραμμή μας στο Dongguan. Δειγματοληπτούμε 12 πλακέτες ανά παρτίδα κατά το πρώτο δείγμα και στη συνέχεια ανά τρίμηνο στο πλαίσιο του σχεδίου δειγματοληψίας AQL του reading pen. Οι πλακέτες που αποτυγχάνουν κάτω από το 80 % του στοχευόμενου αριθμού κύκλων ενεργοποιούν μια εντολή τεχνικής αλλαγής και ένα σχέδιο διορθωτικών ενεργειών — δεν προβαίνουμε σε σιωπηρή επαναπιστοποίηση.

4. Διμεταλλική Ανάπτυξη, Black Pad και Φινίρισμα ENIG έναντι OSP

Το φινίρισμα επιφανείας σε κάθε PCB reading pen είναι μία από τρεις επιλογές, και η επιλογή επηρεάζει την αξιοπιστία της ένωσης συγκόλλησης περισσότερο από ό,τι αντιλαμβάνονται οι περισσότεροι αγοραστές.

ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) — 3–5 µin Au πάνω από 200–250 µin Ni πάνω από χαλκό. Χρησιμοποιείται στα K7, KF1, L5, T2, Y6 επειδή το στρώμα χρυσού προστατεύει το νικέλιο από οξείδωση κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση και παρέχει επίπεδο pad για QFN μικρού pitch. Κίνδυνος: "black pad" — υπερδιάβρωση του στρώματος νικελίου που παράγει εύθραυστες διμεταλλικές ενώσεις πλούσιες σε Ni-P. Δεσμεύουμε τον προμηθευτή ENIG μας σε μέγιστο φώσφορο 3 % στην εναπόθεση Ni-P και απορρίπτουμε κάθε δοκίμιο με υπογραφή black pad στη διατομή.

OSP (Organic Solderability Preservative) — 0,2–0,5 µm μεμβράνη βενζιμιδαζόλης πάνω από γυμνό χαλκό. Χρησιμοποιείται στα οικονομικά μοντέλα B1, B2, F8, P2, Q6, Q8. Το OSP είναι φθηνό και αξιόπιστο για μονό reflow, αλλά υποβαθμίζεται εντός 12 μηνών αποθήκευσης και ένα δεύτερο πέρασμα reflow καίει τη μεμβράνη. Για συναρμολόγηση διπλής όψης πάντοτε ορίζουμε ENIG στην κάτω πλευρά.

Lead-free HASL — δεν χρησιμοποιείται σε κανένα από τα 11 τρέχοντα μοντέλα μας. Απομακρυνθήκαμε από αυτό το 2022 λόγω του προβλήματος συνεπιπεδότητας σε pad QFN 0,4 mm pitch.

Φινίρισμα Κόστος (σχετικό) Διάρκεια ζωής στο ράφι Κίνδυνος black pad Καλύτερη εφαρμογή
ENIG 1,7× 24 μήνες Χαμηλό (με έλεγχο) High-end K7, KF1, L5, T2, Y6
OSP 1,0× 12 μήνες Κανένα B1, B2, F8, P2, Q6, Q8
Lead-free HASL 1,2× 18 μήνες Κανένα Δεν χρησιμοποιείται στην τρέχουσα σειρά

5. Στρατηγικές Μετριασμού Ασυμφωνίας CTE που Εφαρμόζουμε

Το σημαντικότερο μέτρο μετριασμού είναι η επιλογή FR-4 υψηλού Tg (Tg ≥ 170 °C) για τα τέσσερα πιο θερμά SKU — K7, KF1, L5, T2, Y6 — όπου η κυψέλη Li-ion προσθέτει 4–6 °C θερμικού φορτίου περιβάλλοντος κατά τη φόρτιση 1C. Υλικό χαμηλότερου Tg (Tg 135) στα οικονομικά B1, F8, P2, Q6 είναι αποδεκτό επειδή οι μέγιστες θερμοκρασίες υπό κανονική χρήση παραμένουν κάτω από 70 °C.

Χρησιμοποιούμε επίσης underfill σε επιλεγμένα BGA — συγκεκριμένα στο audio DSP του T2 και στον οδηγό LCD του Y6. Το underfill κατανέμει την τάση ασυμφωνίας CTE σε ολόκληρο το αποτύπωμα του πακέτου αντί να τη συγκεντρώνει στις σφαιρίδια των γωνιών. Η προσθήκη underfill επεκτείνει τον αριθμό κύκλων κατά ~2,8× αλλά προσθέτει 14 s στον χρόνο κύκλου στο dispenser.

Ένα τρίτο μέτρο μετριασμού — η ισορροπία χαλκού — είναι πειθαρχία σχεδίασης. Κάθε πλακέτα 4 στρώσεων φέρει επίπεδο γείωσης στο στρώμα 2 και επίπεδο ισχύος στο στρώμα 3; δρομολογούμε ίχνη σήματος στα στρώματα 1 και 4 με συνεχή επίπεδα αναφοράς κάτω από αυτά. Η μη ισορροπημένη κατανομή χαλκού (ένα στρώμα 80 % καλυμμένο, ένα άλλο 10 %) κάμπτει την πλακέτα κατά τη reflow και προσθέτει ~30 µm στρέβλωσης, προκαλώντας ανομοιόμορφη εναπόθεση πάστας συγκόλλησης στο δεύτερο πέρασμα.

CTE Mismatch Mitigation — Cycle Life Multiplier

6. Αστοχία PCB CAF (Conductive Anodic Filament)

Η βλάβη CAF είναι μια λιγότερο γνωστή αλλά εξίσου καταστροφική κατάσταση. Όταν ένα PCB FR-4 4 στρώσεων βρίσκεται σε υγρό περιβάλλον — μια τροπική αίθουσα διδασκαλίας, ένα σχολικό locker κοντά στην ακτή — και πολώνεται με 3,3 V μεταξύ γειτονικών ιχνών εσωτερικών στρωμάτων, τα ιόντα χαλκού μπορούν να μεταναστεύσουν κατά μήκος των δεσμών γυάλινων ινών μεταξύ δύο ιχνών και να δημιουργήσουν δενδριτικό βραχυκύκλωμα. Έχουμε δει βλάβες CAF σε επιστραφείσες μονάδες Q6 από πρόγραμμα σχολείου στη Σιγκαπούρη μετά από 14 μήνες.

Η αντίσταση CAF ελέγχεται από:

  • Τύπο γυάλινης ίνας — E-glass (στάνταρ) είναι το πιο ευάλωτο· χρησιμοποιούμε γυαλί χαμηλού Dk για τις πλακέτες ήχου L5 και T2.
  • Περιεκτικότητα ρητίνης — ελάχιστο 55 % ρητίνης μεταξύ γειτονικών ιχνών στα εσωτερικά στρώματα.
  • Ποιότητα διάτρησης οπών — οπές σε περιοχές με χαμηλή περιεκτικότητα ρητίνης αφήνουν εκτεθειμένες ίνες· περιορίζουμε την απόσταση οπής–ίχνους σε ελάχιστο 0,25 mm.
  • Ηλεκτρική καταπόνηση — η γραμμή ισχύος 5V του Q6 χρησιμοποιεί απόσταση 0,30 mm, υπερβαίνοντας τα ελάχιστα του IPC-2152.

Δοκιμάζουμε CAF σε παρτίδες (μία πλακέτα ανά 500 μονάδες παραγωγής) πολώνοντας στα 100 V για 96 ώρες σε 85 °C / 85 % RH, και στη συνέχεια κάνοντας μικροτομές. Οποιαδήποτε πλακέτα παρουσιάζει > 100 µA διαρροή ενεργοποιεί πλήρη αναθεώρηση παρτίδας. Δείτε τη σχετική δοκιμή θερμοκρασίας και υγρασίας reading pen για τις συνθήκες θαλάμου.

7. Κόπωση Συγκολλήσεων από Δονήσεις

Οι συγκολλήσεις δεν αστοχούν μόνο από θερμικούς κύκλους. Ένα παιδί που μεταφέρει ένα reading pen σε σακίδιο σε σχολικό λεωφορείο υποβάλλει την πλακέτα σε τυχαία δόνηση 0,5–2 g RMS για 30 λεπτά την ημέρα, έξι ημέρες την εβδομάδα, για 36 εβδομάδες τον χρόνο. Σε δύο σχολικά έτη, αυτό είναι περίπου 1.800 ώρες δόνησης, με το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας συγκεντρωμένο στα 20–200 Hz.

Επικυρώνουμε κάθε νέο PCB έναντι τυχαίας δόνησης IEC 60068-2-64 και swept sine στο 1 g από 5 Hz έως 500 Hz. Το κριτήριο αποδοχής είναι καμία ρωγμή συγκόλλησης μεγαλύτερη από 25 µm μετά από 6 ώρες τυχαιοποιημένης διέγερσης ανά άξονα, επιθεωρούμενη με dye-and-pry ή ακτινογραφία. Διατηρούμε περιθώριο 30 % πέραν αυτού του κριτηρίου πριν παραδώσουμε μια σχεδίαση — δηλαδή μια πλακέτα που ραγίζει στις 4,5 ώρες δεν πιστοποιείται, η σχεδίαση επιστρέφει για αναθεώρηση τοποθέτησης εξαρτημάτων.

Το πιο ευαίσθητο σε δονήσεις εξάρτημα στις πλακέτες B1, F8, P2, Q6, Q8 είναι ο connector micro-USB ή Type-C, όπου οι ακίδες through-hole βλέπουν μοχλοβραχίονα 6 mm έως το cluster BGA. Προσθέτουμε δευτερεύουσα μηχανική στήριξη — μια μικρή σταγόνα σιλικόνης RTV πίσω από το σώμα του connector — στα high-end μοντέλα K7, KF1, L5, T2, Y6.

8. Μέθοδοι Επιθεώρησης: AOI, X-Ray και Διατομή

Κάθε PCB reading pen περνά από τρία στάδια επιθεώρησης, και το πρωτόκολλο διαφέρει ανάλογα με την πολυπλοκότητα του SKU.

AOI (Automated Optical Inspection) — 100 % σε και τα 11 μοντέλα. Το AOI εντοπίζει ελλείποντα εξαρτήματα, γέφυρες συγκόλλησης έως 0,15 mm και gross tombstoning. Το AOI δεν βλέπει κενά BGA, επομένως δεν βασιζόμαστε σε αυτό για τα BGA.

3D X-ray (Saki BF-Trinary ή YXLON) — 100 % σε L5, T2, Y6 (που φέρουν BGA). Απεικονίζουμε κάθε BGA και QFN με pitch 0,4 mm ή μικρότερο· τα κενά στο BGA πρέπει να είναι κάτω από 25 % του εμβαδού της σφαίρας και ποτέ ένα μεμονωμένο κενό μεγαλύτερο από 10 %.

Διατομή — καταστροφική, 1 coupon ανά παρτίδα 500 πλακετών, και ένα coupon ανά αναθεώρηση σχεδίασης. Η διατομή αποκαλύπτει το πάχος των διαμεταλλικών, τα μικροκενά και την ευθυγράμμιση pad-stack. Απορρίπτουμε οποιαδήποτε διατομή δείχνει πάχος Cu₃Sn > 1,5 µm ή οποιαδήποτε ρωγμή στο όριο των διαμεταλλικών.

Επιθεώρηση Καλυπτόμενα μοντέλα Ρυθμός δειγματοληψίας Επίπτωση κόστους
AOI Και τα 11 100 % Βασική γραμμή
3D ακτίνων Χ L5, T2, Y6 (BGA) 100 % +$0.18/τεμάχιο
Διατομή Όλα τα 11 1 ανά παρτίδα +$0.05/τεμάχιο

9. Επιστροφές πεδίου και τρόποι αστοχίας σε πραγματικές συνθήκες

Σε 47.000+ πένες ανάγνωσης που έχουν αποσταλεί από το 2023, η βάση δεδομένων επιστροφών εγγύησης κατατάσσει τις αστοχίες που σχετίζονται με τη συγκόλληση σε τέσσερις κατηγορίες:

  1. Κροτάλισμα ήχου μετά από 8 μήνες — 1,4 % όλων των επιστροφών. Πάντοτε οφείλεται σε ρηγματωμένο BGA κάτω από το audio DSP στα T2/Y6 ή σε ψυχρή ένωση στο pad του μεγαφώνου στα B1/Q6. Λύση: προθέρμανση των PCB στους 120 °C για 4 ώρες πριν τη reflow.
  2. Αστοχία εκκίνησης μετά από θερμικό συμβάν — 0,6 % των επιστροφών. Ρηγματωμένο QFN στο ολοκληρωμένο διαχείρισης ισχύος, ιδιαίτερα σε τεμάχια που πωλήθηκαν στις αγορές MENA όπου οι θερμοκρασίες πορτ-μπαγκάζ φτάνουν τους 70 °C.
  3. Διακοπτόμενη λειτουργία βύσματος USB — 0,9 % των επιστροφών. Κόπωση της ένωσης συγκόλλησης στους ακροδέκτες USB διαμπερούς οπής, κυρίως στα B1 και B2 με τον προεξέχοντα micro-USB.
  4. Μη ανταπόκριση οθόνης αφής — 0,3 % των επιστροφών. Ένωση συγκόλλησης στο βύσμα FPC των L5, T2, Y6 με βήμα 0,5 mm.

Το συνολικό ποσοστό επιστροφών που σχετίζονται με τη συγκόλληση στα 11 μοντέλα είναι 3,2 %, έναντι ορίου αναφοράς του κλάδου για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης που κυμαίνεται από 4,5–6,0 %. Το ποσοστό μας παρέμεινε σταθερό τους τελευταίους 24 μήνες χάρη στις αναβαθμίσεις Επιθεώρησης συγκόλλησης reflow SMT που εφαρμόσαμε στα τέλη του 2023.

10. Τι πρέπει να ρωτήσει ένας αγοραστής B2B το εργοστάσιο

Πριν υπογράψετε συμβόλαιο 5.000 τεμαχίων για μια σειρά πένες ανάγνωσης, ζητήστε τα παρακάτω τεκμήρια. Ένα εργοστάσιο που δεν μπορεί να τα προσκομίσει άμεσα, κρύβει κινδύνους στις ενώσεις συγκόλλησης πίσω από το marketing.

  1. Το πιστοποιητικό προφίλ reflow για τη συγκεκριμένη πλακέτα, υπογεγραμμένο από τον μηχανικό διεργασίας, με τις πραγματικές μετρημένες τιμές TAL και μέγιστης θερμοκρασίας από τις τελευταίες 5 παραγωγικές εκτέλεσης.
  2. Φωτογραφίες διατομής του BGA ή του κύριου QFN από τρέχουσα παρτίδα παραγωγής, με ημερομηνία εντός των τελευταίων 90 ημερών.
  3. Αναφορά θερμικών κύκλων σε -40 έως +85 °C, που δείχνει τον αριθμό κύκλων έως την πρώτη ηλεκτρική αστοχία σε 12 δοκιμαστικές πλακέτες.
  4. Αναφορά δοκιμής CAF σε 85 °C / 85 % RH / 100 V / 96 h, σε πλακέτα με τον ίδιο αριθμό παρτίδας.
  5. Παρέτο ελαττωμάτων AOI για τις τελευταίες 30 ημέρες, αναλυμένο ανά σταθμό.
  6. Δεδομένα αξιοπιστίας ενώσεων συγκόλλησης σύμφωνα με το πρότυπο IPC-9701 για επιφανειακές προσαρτήσεις.
  7. Επιβεβαίωση ότι οποιαδήποτε έγκριση εναλλακτικού εξαρτήματος μετά το τελευταίο πάγωμα σχεδιασμού έχει επαναπιστοποιηθεί μέσω του ίδιου παραθύρου θερμικών κύκλων.

Συμβουλή αγοραστή: Προσθέστε ρήτρα στο συμβόλαιο ώστε οποιαδήποτε αστοχία πένας ανάγνωσης στο πεδίο που αποδίδεται σε ελαττώματα ενώσεων συγκόλλησης εντός 18 μηνών από την αποστολή να ενεργοποιεί δωρεάν αναφορά ανάλυσης βαθύτερης αιτίας και πίστωση 5 % στην επόμενη παραγγελία. Αυτό είναι στάνταρ στο συμφωνητικό των διανομέων μας.

Εάν ελέγχετε ένα εργοστάσιο για πρώτη φορά, συμβουλευτείτε επίσης τον έλεγχο εργοστασιακής SMT έναντι χειρωνακτικής συγκόλλησης για τα οπτικά στοιχεία που ξεχωρίζουν μια γραμμή μεταφοράς 12 ζωνών από μια χειροποίητη καταστροφή.


Συχνές ερωτήσεις


Σχετική ανάγνωση

Αίτημα προσφοράς — Γρήγορη απάντηση εργοστασίου

Frequently Asked Questions

Ποιο προφίλ reflow χρησιμοποιείτε στα PCB των reading pen;
Και τα 11 μοντέλα reading pen (B1, B2, F8, K7, KF1, L5, P2, Q6, Q8, T2, Y6) τρέχουν προφίλ SAC305 χωρίς μόλυβδο με peak 245 °C ±5 °C, χρόνο πάνω από το liquidus 60–90 s και ρυθμό ανόδου 1,5–2,0 °C/s σε φούρνο μεταφοράς 12 ζωνών Heller 1936. Το reflow δεύτερης διέλευσης στις διπλής όψης πλακέτες ήχου L5 και Y6 περιορίζεται στους 240 °C.
Πόσους θερμικούς κύκλους πρέπει να αντέξει μια συγκόλληση reading pen;
Το κριτήριο αποδοχής μας είναι 1.500 κύκλοι από -40 °C έως +85 °C για τα B1, B2, Q6, Q8· 1.800 κύκλοι για τα K7, KF1· 2.000 κύκλοι για τα L5, Y6· 2.200 κύκλοι για το T2· και 800 κύκλοι για το οικονομικά βελτιστοποιημένο P2. Ο θάλαμος δοκιμών είναι ESPEC TSA-102S air-to-air με ρυθμό 5 °C/min.
Ποια επιφανειακή κατεργασία PCB προτείνετε για θερμά κλίματα;
Για reading pen που αποστέλλονται σε τροπικά κλίματα ή κλίματα MENA, όπου η θερμοκρασία περιβάλλοντος ξεπερνά τους 40 °C για πάνω από 90 ημέρες τον χρόνο, καθορίζουμε ENIG (3–5 µin Au πάνω από 200–250 µin Ni) αντί για OSP. Το ENIG προσθέτει περίπου 70 % στο κόστος του PCB, αλλά επεκτείνει τη διάρκεια ζωής σε κύκλους κατά 35 % και προστατεύει τα pads από οξείδωση κατά τη διάρκεια 24 μηνών αποθήκευσης.
Τι είναι το black pad και πώς το αποτρέπετε;
Το black pad είναι υπερ-διάβρωση του στρώματος ηλεκτρολυτικού νικελίου κάτω από την επίστρωση immersion gold, που παράγει εύθραυστες ενδομεταλλικές ενώσεις πλούσιες σε Ni-P και ρηγματωμένες συγκολλήσεις. Το αποτρέπουμε ελέγχοντας τον προμηθευτή ENIG με όριο έως 3 % περιεκτικότητα φωσφόρου στο στρώμα Ni-P, απορρίπτοντας κάθε δοκίμιο που εμφανίζει τη χαρακτηριστική τομή και πραγματοποιώντας εσωτερικά διατομή σε μία πλακέτα ανά 500 μονάδες παραγωγής.
Χρησιμοποιείτε underfill στα πακέτα BGA;
Ναι. Εφαρμόζουμε underfill στο BGA του audio DSP στο T2 και στο BGA του οδηγού LCD στο Y6. Η προσθήκη underfill κατανέμει την τάση λόγω ασυμφωνίας CTE σε ολόκληρη την επιφάνεια του πακέτου αντί να τη συγκεντρώνει στις σφαιρίδια των γωνιών, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής σε κύκλους κατά 2,8×, αλλά προσθέτει 14 δευτερόλεπτα στον χρόνο κύκλου ανά πλακέτα. Τα υπόλοιπα μοντέλα δεν χρησιμοποιούν underfill και βασίζονται σε FR-4 υψηλού Tg.
Το Καλάθι σας
Η εμπειρία σας σε αυτόν τον ιστότοπο θα βελτιωθεί με την αποδοχή cookies. Πολιτική Cookies
Chat on WhatsApp