Технология PCBA - Навыки проектирования различных типов производства PCBA

На использование устройств в электронных устройствах влияют различные факторы, такие как производительность, окружающая среда и функции. Эти же типы параметров будут влиять на процесс построения PCB. Основываясь на ряде четко определенных шагов, факторы, которые необходимо учитывать при изготовлении платы для критически важных применений, таких как аэрокосмические, автомобильные и промышленные, выходят за рамки того, что обычно требуется для коммерческой электроники.

Давайте рассмотрим эти различные типы производства PCBA в соответствии с приложениями и создадим навыки проектирования, чтобы убедиться, что ваша плата соответствует требованиям ее предполагаемого использования.

Система классификации IPC

Ведущие мировые ассоциации помогают производителям создавать лучшие электронные продукты с помощью надежных стандартов сертификации, образования и обучения, инновационных решений, интеллектуального лидерства, пропаганды и отраслевой мудрости. IPC (Internet Electronics Industry Association).

Стандарты IPC включают в себя идентификаторы категорий использования различных электронных устройств, таких как стандарт IPC - 6011. В целом, система классификации состоит из трех общих категорий, отражающих сложность, функциональные требования к производительности и постепенное увеличение частоты тестирования и проверки.

Эти три категории указывают на уровень качества, который должен быть построен для каждого типа платы, а также на классификацию, которой должен следовать CM при построении PCB самим разработчиком.

Категории в системе классификации IPC

1 Класс IPC 1 включает электронику общего назначения, такую как компьютеры (настольные и портативные компьютеры), периферийные устройства компьютеров и потребительские товары. Во всех случаях эти устройства подходят для применения с косметическими дефектами, основным требованием является функциональность PCBA.

Класс IPC 2 предназначен для специализированных сервисных электронных продуктов, таких как сложные коммерческие машины, приборы и оборудование связи. Это подержанное оборудование, которое требует длительного срока службы и высокой производительности. Хотя такая классификация требует непрерывного обслуживания, это не является ключевым требованием, и некоторые дефекты внешнего вида также допускаются.

Класс IPC 3 предназначен для электроники, требующей высокой надежности в сложных рабочих условиях. Кроме того, эта категория включает оборудование и оборудование, которые должны обеспечивать требуемую или непрерывную производительность. Кроме того, эти устройства или устройства имеют нулевую толерантность к времени простоя и должны выполняться по мере необходимости. Примеры таких устройств, устройств или систем включают космические приложения, такие как системы генерации кислорода НАСА, системы управления полетом и системы жизнеобеспечения. В целом, эта категория PCBA подходит для приложений, которые важны для обслуживания и требуют высокого уровня гарантий.

Следует отметить, что конечный уровень производительности PCBA (сборка, сварка, очистка и тестирование) не может быть выше, чем у голых пластин или сборных PCB. Поэтому, чтобы получить PCBA 3 - го уровня, необходимо назначить уровень IPC 3 для изготовления.

Система классификации различных продуктов строго соответствует строгим проектным соображениям. Ниже приведены три отрасли, которые соответствуют стандарту IPC - 6011.

Мы начнем с трех категорий, включая критически важное оборудование и системы, а также самые строгие руководящие принципы. Кроме того, ни одна отрасль не зависит от своего оборудования и процедур больше, чем эта отрасль. Конечно, аэрокосмическая, за исключением медицинской сферы.

Применение космической техники

Надежность имеет решающее значение: это означает нулевую терпимость к неисправностям и продление жизненного цикла. Поэтому дизайнерам и производителям необходимо избегать использования каких - либо передовых технологий при проектировании и производстве PCB и соблюдать стандартные и проверенные технологии.

2. Использование тяжелой меди: в космосе они контролируют тепло путем охлаждения. Поэтому при сборке для этих применений используйте более тяжелую конструкцию меди, то есть 4 или 5 унций меди с перегретыми отверстиями, и используйте коробку для охлаждения.

3. Выбор материала: использование полиамида (досок), особенно в тех случаях, когда требуется продление срока службы (т.е. более двух - трех лет). Преимущества использования полиамида в ПХБ включают в себя отличную гибкость, отличную прочность на растяжение, тепловую стабильность, высокую долговечность и химическую устойчивость.

4. Процесс сборки и чистота поверхности: при сборке используется свинцовый HASL (стабилизатор потока горячего воздушного припоя). Например, ENIG может использоваться для чистоты поверхности.

5.IPC 6012DS: Всегда ссылайтесь на настоящий стандарт, поскольку он технически усовершенствован для IPC типа 3. Для военных и космических применений это также требования к выпуску, требования к качеству, минимальное количество гальванического покрытия и так далее.

Автомобильные приложения

Автомобильная промышленность продолжает двигаться в направлении электромобилей и автономных транспортных средств. Рост может быть достигнут только путем путешествий по всей индустрии печатных плат. Кроме того, спрос на термостойкость и срок службы отличает автомобильные ПХБ от других отраслей. Соблюдение IPC - 6012DAIATF16949 (ISO 9001 Automobile Standard) является ключевым производственным требованием. Ниже приведены навыки проектирования и производства в автомобильной промышленности:

Если нет других спецификаций, используйте спецификации уровня 3 для всех характеристик платы.

2. Шаг действия и спецификации прокладки находятся в пределах стандарта допуска IPC - 6012DA.

Бурение скважины должно соответствовать требованиям к размеру и качеству IPC - 6012DA, а также соотношению сторон оборудования контрактного производителя.

Спецификации сварных масок должны соответствовать стандарту допуска IPC - 6012DA.

Убедитесь, что CM применяет разумный контроль качества, включая автоматическую оптическую проверку (AOI) для визуального контроля на протяжении всего процесса сборки и изготовления.

6.CM должна соблюдать строгие инструкции по очистке и очищать платы после каждой операции, чтобы избежать чрезмерного обломка, в том числе до и после сварки маски.

Промышленное применение

С помощью промышленной PCBA мы встраиваем платы в более широкую систему промышленного производства. Кроме того, эти панели обычно являются индивидуальными или имеют специальные требования. Ниже приведены некоторые производственные технологии, требующие внимания:

Использование конформного покрытия (стандарт IPC - CC - 830C) для защиты монтажных плат от влаги и обломков.

2. Выбор материала: При выборе следует учитывать механическое, тепловое и электрическое имущество материала. Кроме того, убедитесь, что тип PCB способен выдерживать структурные, тепловые или, возможно, высокоскоростные промышленные условия.

3. Используйте правильную проводку, чтобы убедиться, что вес, сопротивление и длина медной проволоки подходят. Правильная маршрутизация может быть преобразована в целостность сигнала и необходимую пропускную способность.

4. Испытания: Эти типы испытаний включают испытания на экстракцию растворителем (обломки), AOI (размещение точек сварки и деталей) и испытание на сопротивление отслоению (сцепление).

Использование DFM - обнаружения и моделирования для анализа сети передачи мощности (PDN) и теплового сопротивления платы.

Ожидаемая среда PCBA определяет ожидаемый уровень качества, производительности, функциональности и жизненного цикла. Для критически важных применений часто требуется проектирование с учетом суровых условий окружающей среды. Компания Cycle Automation сотрудничает с производственными партнерами PCBA, которые отвечают этим строгим требованиям, а также с сборочными панелями для соответствия стандартам любого уровня классификации.