单板二次回流掉件背后的故事
问题描述
某司新开发产品首次试制加工,期间并没人发现有什么异常。不过板子拿给硬件调试的时候却出了问题:单板调试不通过。简单定位,发现单板背面一颗大电感不翼而飞了,仔细一查看,发现所有单板上的那颗电感都不见了。
原因分析
首先排除了撞件问题。因为掉件位置的焊点并没有撞件的痕迹,从焊点的形貌来看,残留的锡膏也有重熔的现象。
然后查了生产记录,发现B面AOI测试的时候,电感都还在单板上。
那么为什么拿回来的板子上电感会不翼而飞呢?开发人员简直有些莫名其妙了。就在大家一筹莫展的时候,生产那边的调查有了消息:这些电感都在加工T面的时候,掉在了回流炉里面。
原来,SMD器件在板子上的布局有一条规则:双面回流焊的PCB,对一次回流面的器件重量是有要求的,不同封装的器件,其器件重量与引脚/焊盘间接触面积的比值最大不能大于0.075g/mm2,否则就会在二次回流的时候有掉件的风险。而这颗电感却远远超出了这一重量要求,因此在二次回流时,B面锡膏熔化,锡膏的张力不足以承受器件重量,导致器件掉在了回流炉里面。
找到了原因,公司立即制定了改善对策:
1.此单板后续加工时,B面贴片前,在电感下方增加人工点红胶的动作,以便固定电感。
2.在设计规则中要求,单板一次回流面禁止布局超重器件,大重量器件布局在一次回流面的,必须经过评审和验证。
点评
前面提到的解决对策在IPC的相关规范里面是有明确要求的,只是这家公司的开发人员对生产制程并不了解,也没有熟悉单板DFM的工程师在这个地方把关,才会导致这么低级的错误发生。
DFM是Design for manufacture 的英文简称,通常叫做可制造性设计。DFM是面向制造的设计,指电子产品设计需要满足产品制造的要求,具有良好的可制造性,使得产品以最低的成本、最短的时间、最高的质量制造出来。
所以,在单板开发过程中,DFM评审是很有必要的一个环节,能在开发初期就帮助产品有效规避质量问题,并且在降低产品成本的同时有效提高产品的可靠性。
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