PCBA生产过程中的机械应力分析与控制.pdf

PCBA生产过程中的机械应力分析与控制 魏富选 陕西凌云电器集团有限公司 陕西宝鸡721006 内容摘要：板级产品PCBA生产过程中对品质的要求越来越高，不合适的机械应力作 用于PCBA上，会产生不同程度的失效或潜在失效。对于焊点而言，会使焊点可靠性下降； 对于元器件而言，可能使元器件产生损伤；对于PCB而言，可能使过孔断裂、印制线路损 伤等，而且难以确定根源所在。通过对整个生产制造过程中有关机械应力的工序／工位进行 定量的测试，为控制机械应力的危害提供了依据。将这种机械应力控制在合理的范围内， 可以根除因机械应力造成的失效或潜在失效，提升板级产品PCBA的品质水平。 关键词：生产过程 PcBA机械应力 失效 潜在失效 IPC一9704A 1引言 在当今高度信息化社会，数字技术、信息技术、网络技术等科学技术飞速发展，电子 信息产品不断朝着高性能化、高速化、轻薄短小化、环保化的发展趋势迈进，小批量、多 品种差异化产品制造越来越多，更讲规模化、专业化生产制造和原厂生产制造。其核心就 是保证生产出来的产品质量在消费者心里具有认同感、好用耐用。 在经济转型、产业升级、发展实体经济的今天，在电子信息产品领域，不管是代工制 造还是原厂制造，都对生产过程控制提出了精细化要求。加强自身的生产制造能力和品质 保证能力建设，一直是从事PCBA生产制造的追求方向。 然而，代工电子制造随着劳动力成本连年递增，还有原始电子设备制造商的挤压，微 利甚至亏损己经摆在面前。正是由于代工电子制造(EMS)企业在市场中的底层命运已是 不争的事实，行业的重新洗牌，代工制造的员工整体素质大多呈现出“三多三少”状况， 即文化程度低的多、高的少；技术技能低的多、高的少；主观意愿不学习的多、爱学习的 少。随着社会性工资水平上涨的结构性调整，电子制造业产业工人的工资水平随着社会性 工资结构的增长不得不增长，但由于增长的极度缓慢，产业工人和技术人员的数量在快速 减少，素质高的产业工人和技术人员也在向别的行业渗透。代工电子制造招工难也成为普 遍现象，一方面是代工电子制造企业要求利润，要扩大生产；另一方面是员工的工资较低， 没有人愿意来干。 438 由于代工电子制造企业的利润率低甚至在零利润率周围徘徊，自然很难进行工艺技术 装备的更新。顾客对产品质量的要求越来越高，而制造的利润分成越来越低，由此形成了 强烈的反差。 对于从事PCBA生产制造来说，上游整机企业要求品质可靠性逐年拔高，我们给某世 o(230 界500强代工的PCBA质量水平要求接近5 ppm)。在面对这样的顾客，对PCBA 代工制造是一个挑战，不但要有稳定的员工队伍，更多的还要有工艺技术设备的保证，除 了必须的基础设备贴片机、回流焊、AOI等，还需要增添X射线检测仪、锡膏厚度检测仪、 机械应力测试仪等设备，要做精细化的工艺技术分析与控制。 2关注PC队失效分析 在PCBA生产制造过程中，PCBA失效的影响因素如图l所示。 图1 PCBA失效的影响因素 根据中国赛宝实验室可靠性研究分析中心提供的PCBA电装品质问题分析统计，主要 的组装失效模式分布图如图2所示． ●焊接不良 ■爆板(分层或起泡) l口漏电 57％ 口孔铜断裂(过孔不 良) ●腐蚀(氧化变色) 图2 组装失效模式分布