PCBA 기술 - SMT 전자 조립 공정의 신뢰성 분석

PCBA 전자 제품의 광범위한 응용에 따라 전자 제품의 신뢰성 문제가 날로 두드러지고 있다.대부분의 애플리케이션은 전자 제품의 안정적이고 신뢰할 수 있으며 안전한 작동을 요구합니다.항공, 우주, 군사, 통신, 금융, 감시 등 분야에서 전자시스템의 고장과 실효는 막대한 손실을 초래할 수 있다.

전자제품과 시스템은 유형이 복잡하고 재료가 다른 전자부품, 인쇄회로기판, 용접재, 부품과 소프트웨어로 구성되어 있기 때문에 신뢰성이 특히 복잡하다.전자제품 제조의 관점에서 볼 때, 전자제조는 레벨 0(반도체 제조), 레벨 1(PCB 설계 및 제조, IC 패키지, 패키징 부품 제조, 공정 재료 및 기타 전기 기계 부품 제조), 레벨 2(전자제품 보드 레벨 조립) 등 네 단계로 나눌 수 있다.그리고 레벨 3 (전자제품의 전체 조립).네 가지 차원의 분류에 대응하여 전자 제품의 신뢰성도 네 가지 측면으로 나눌 수 있다.전자제품의 시스템급 신뢰성은 기계의 조립에 대응하고 판급 공정의 신뢰성은 판급 공정의 신뢰도, 즉 표면 조립 공정의 신뢰성에 대응하며 부품의 신뢰성은 포장, 부품과 공정 재료에 대응한다.반도체 제조의 신뢰성은 반도체 공정의 신뢰성에 대응한다.

전자 조립 과정의 신뢰성 설계는 모방 설계, 실효 분석과 신뢰성 테스트 세 가지를 포함한다.업계 선두의 대형 전자 회사의 프로세스 신뢰성 부서의 업무 발전과 인원 배치는 기본적으로 모두 이 틀을 바탕으로 한다.정성 분석에서 정량 설계에 이르기까지 이 세 가지 측면은 모두 조립 과정의 신뢰성 요구를 만족시킬 수 있다.그러나 대부분의 중소형 전자 회사들은 이러한 방대한 시스템을 구축하기 어렵고 완전한 신뢰성 부서와 설계 프로세스를 구성하기 어렵다.그들에게 더 효과적인 방법은 PCB 설계 단계, PCBA 조립 과정, 공정 고장 분석 및 공정 신뢰성 테스트 및 새로운 공정이 나타날 때 신뢰성 요구 사항을 보장하기 위한 조치를 취하는 방법을 안내하기 위해 자체 전자 조립 공정 신뢰성 사양 또는 지침을 구축하는 것입니다.

구멍(Via)은 다층 PCB의 중요한 구성 부분으로 드릴링 비용은 일반적으로 PCB 생산 비용의 30~40% 를 차지한다.따라서 오버홀 설계는 PCB 설계의 중요한 부분이 되었습니다.간단히 말해서, PCB의 각 구멍을 오버홀이라고 할 수 있습니다.기능적 관점에서 볼 때, 오버홀은 레이어와 레이어 간의 전기 연결로 사용되는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.둘째, 디바이스를 고정하거나 위치를 지정하는 데 사용됩니다.공예적으로 말하자면, 이러한 구멍은 일반적으로 세 종류로 나뉘는데, 즉 맹공, 매공 및 통공이다.

블라인드 구멍은 인쇄 회로 기판의 위쪽 및 아래쪽 표면에 위치하며 깊이가 일정합니다.서피스 선과 아래쪽 내부 선을 연결하는 데 사용됩니다.일반적으로 구멍의 깊이는 일정한 축척 (구멍 지름) 을 초과하지 않습니다.내장형 구멍은 인쇄회로기판 내부에 있는 연결 구멍으로 인쇄회로기판 표면까지 확장되지 않습니다.내장 구멍은 회로 기판의 내부 레이어에 있으며 레이어를 누르기 전에 구멍을 통해 프로세스를 형성합니다.

빈 구멍이 형성되는 동안 약간의 내층은 중첩될 수 있다.세 번째 구멍은 내부 상호 연결 또는 어셈블리 설치 위치 구멍에 사용할 수 있는 전체 보드를 통과하는 통과 구멍이라고 합니다.통공은 기술적으로 실현하기 쉽고 원가가 낮기 때문에 대부분의 인쇄회로기판은 이를 사용하여 다른 두 통공을 대체한다.설계의 관점에서 볼 때, 통공은 주로 두 부분으로 구성되어 있다: 한 부분은 드릴링의 드릴링이고, 다른 한 부분은 구멍 주위의 패드 영역이다.이 두 부분의 크기가 오버홀 크기를 결정합니다.

분명히, 고속 PCB와 고밀도 PCB를 설계할 때, 회로 기판 설계자는 항상 구멍이 작을수록 좋기를 바라며, 이렇게 하면 PCB에 더 많은 배선 공간을 남길 수 있다;또한 구멍이 작을수록 기생 용량이 작아 고속 회로에 더 적합합니다.그러나 구멍 크기의 감소는 비용 증가를 가져오며 드릴링 및 도금 기술의 제한으로 구멍을 통과하는 크기를 무한히 줄일 수 없습니다.구멍이 작을수록 드릴하는 시간이 길어지고 중심을 벗어나기 쉽다.현재의 PCB 제조 기술의 경우, PCB 기판의 두께와 공경의 비 (즉, 두께의 비) 가 10을 초과할 때, 공벽의 구리 도금이 균일하다는 것을 보장할 수 없으며, 구리층의 두께가 균일하지 않으며, 특히 코팅 중간에서 PCB 판공의 피로 수명에 심각한 영향을 줄 수 있다.