PCBA生產(chǎn)過程中的常見問題

隨著電子行業(yè)的不斷發(fā)展，面對客戶們的各種需求，市場競爭力等挑戰(zhàn)，越來越多產(chǎn)品追求小體積，低成本。這給設(shè)計(jì)師們在空間，元件數(shù)量，元件類型的采用上加了一些限制，給設(shè)計(jì)帶來一定的難度，一些先天的設(shè)計(jì)缺陷無可避免地被帶到產(chǎn)品上來，給生產(chǎn)過程帶來了困擾。

一個良好的生產(chǎn)管理，不僅能高效，高質(zhì)的完成產(chǎn)品的生產(chǎn)，也能一定程度上包容設(shè)計(jì)缺陷。接下來的一段時間，下面和大家分享電子產(chǎn)品的主體硬件部分PCBA的相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)，常見問題及對應(yīng)的預(yù)防措施。

如以下PCBA的生產(chǎn)流程圖，其中忽略了生產(chǎn)過程中的一些人工外觀檢查，SMT印刷錫膏后的錫膏厚度檢查，SPC的一些監(jiān)控手法等。今天我們就從前加工開始分享。

前加工（preforming）包含一些物料的準(zhǔn)備工作。最主要包含標(biāo)簽的列印和元器件的烘烤，及IC的燒錄工作等。

1、標(biāo)簽的列印標(biāo)簽有很多種，包含序列號標(biāo)簽，網(wǎng)絡(luò)地址標(biāo)簽等。每個客戶需求不同，列印的標(biāo)簽類別和格式略有不同。其中最不少缺少的是序列號標(biāo)簽。每個PCBA上都有一個唯一的序列號，工廠有很多種叫法，如SN，PPID等，它和人的身份證號功能類似。這個序列號SN會被收集到SFCS（shop floor control system生產(chǎn)資訊管理系統(tǒng)）里做追蹤。這個SN會與各工序的生產(chǎn)時間，作業(yè)員，所使用到的治工具，包括SMT使用的錫膏，刮刀，H/I所使用到的載具編號，IC里的燒錄程式版本，測試用到的程式等信息一一連接起來。為后續(xù)了解這個產(chǎn)品的相關(guān)制造信息，調(diào)查問題提供關(guān)鍵檢索信息。標(biāo)簽從最開始的一維紙質(zhì)條碼標(biāo)簽，到后來體積較小的二維條碼標(biāo)簽， 再發(fā)展到逐漸引入的激光標(biāo)簽。紙質(zhì)標(biāo)簽會存在一些人為的失誤，容易出現(xiàn)打印品質(zhì)不良導(dǎo)致后續(xù)無法掃描標(biāo)簽條碼，序號重復(fù)，標(biāo)簽脫落等問題。這需要在生產(chǎn)過程中使用條碼檢測儀定期監(jiān)測條碼列印的品質(zhì)。SFCS系統(tǒng)可以偵測出重復(fù)的SN標(biāo)簽，但有一定的漏洞，一些違規(guī)的操作，如撕標(biāo)簽，也可能使序號重復(fù)的產(chǎn)品流至客戶端，不能完全杜絕。激光標(biāo)簽在線列印，由機(jī)器完成，不可撕下，可以有效防止人為故意的違規(guī)行為，至于是否有一些弊端，需要持續(xù)觀察。

2、元器件的烘烤部分濕敏性器件（MSD）在使用前需要做烘烤的處理。如PCB，IC， LED等。這些都是PCBA生產(chǎn)中的關(guān)鍵器件，如未按要求烘烤會給生產(chǎn)帶來毀滅性的災(zāi)難。PCB有多種類型，低端產(chǎn)品的PCB板多使用噴錫，OSP板。高端多層的服務(wù)器主機(jī)板使用浸銀，浸金的居多。不過隨著工業(yè)制造的發(fā)展，要求極高的服務(wù)器主機(jī)板也可以使用OSP板，OSP板成本低，只是對PCBA加工過程的時間管控要求嚴(yán)格。不過OSP不能進(jìn)行烘烤，如果出現(xiàn)表面有機(jī)涂覆層異常的情況，PCBA加工廠不能直接烘烤使用，只能退給PCB生產(chǎn)廠商去除表面涂覆層，重新做新的表面處理。使用較多的浸銀，浸金PCB板如需要但未按要求烘烤，因板內(nèi)吸有潮氣，最容易在回流焊，波峰焊的生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)焊盤氧化造成的焊接不良。大面積的焊接不良，尤其是BGA，內(nèi)存槽等焊接不良可能造成整板報(bào)廢，有些焊接不良無法被工廠的測試完成檢出，有流于客戶端的風(fēng)險(xiǎn)。在高溫的過程中，也可能出現(xiàn)PCB分層起泡的問題，同樣會導(dǎo)致整塊PCBA板報(bào)廢。服務(wù)器主機(jī)板使用的IC，如CPU等，一般使用球形觸點(diǎn)陣列BGA（ball grid array），如未按要求烘烤，在焊接過程中會出現(xiàn)鍚珠，焊點(diǎn)有氣泡。部分BGA是可以維修更換以重新焊接，有些錫珠過多，又與附近的過孔焊在一起等復(fù)雜情形，是無法維修的，只能報(bào)廢。有些濕敏度比較高的LED，未按要求烘烤會出現(xiàn)燈不亮的問題，這類問題在生產(chǎn)過程無法完全通過測試偵測出來，會流出至客戶端，帶來客戶投訴。所以按要求烘烤濕敏性器件很重要。

3、IC燒錄前加工的燒錄是把IC從原裝的邊帶或者托盤中取出，通過燒錄器把軟件加載到IC里的過程，這種叫離線燒錄（offline programming），這種燒錄方式有利有弊。相比在線燒錄（online programming），離線燒錄最突出的優(yōu)點(diǎn)是用時少，對于產(chǎn)品的制造效率來說，這個優(yōu)點(diǎn)尤為重要。但同時離線燒錄也有一些弊端，把元件從連帶或托盤里取出，放入燒錄器底座，燒錄完成后再擺回托盤，這個過程有過多的人工操作，會有一些作業(yè)問題產(chǎn)生，如漏燒錄，燒錄錯軟件，元件腳歪斜等。不過基本上這些問題，能在后續(xù)的測試過程中檢測出來。完善燒錄流程，做好首件的檢查，記錄，可以有效地避免IC在燒錄過程中出現(xiàn)問題，減少品質(zhì)成本。