Mikä määrittää PCB-laadun? Valmistus- ja suunnittelutekijät selitetty

Piirilevyn laatua ei määritellä yksittäisellä tarkastusvaiheella tai testituloksella.
Se on suunnittelupäätösten, materiaalivalintojen, valmistusprosessin valvonnan ja laadunhallinnan kumulatiivinen tulos..

Sähkötestauksen läpäissyt piirilevy voi silti vioittua ennenaikaisesti, jos laaturiskit otetaan käyttöön valmistusprosessin aikaisemmassa vaiheessa.

Tässä artikkelissa selitetään mikä todella määrittää PCB:n laadunsuunnittelun ja valmistuksen näkökulmasta.

Tuotantokontekstista ks:
PCB valmistusprosessi selitetty

Mitä "PCB-laatu" todella tarkoittaa?

Piirilevyn laadulla tarkoitetaan yleensä levyn kykyä:

• Täyttävät sähkötekniset vaatimukset
• Mekaanisen eheyden ylläpitäminen
• Kestää lämpö- ja ympäristöstressiä
• Toimii luotettavasti koko odotetun käyttöiän ajan

Laatu on tiiviisti sidoksissa luotettavuus, ei vain alkuperäistä toiminnallisuutta.

Suunnittelutekijät, jotka vaikuttavat PCB-laatuun

Suunnittelu määrittelee valmistusmarginaalin.

Keskeisiä suunnitteluun liittyviä laatutekijöitä ovat:

• Jäljen leveys ja väli
• Rakenteen ja kuvasuhteen kautta
• Tasapaino ja symmetria
• Hallittu impedanssin tarkkuus
• Kuparin jakautuminen

Prosessin rajoja ylittävät mallit heikentävät valmistuksen tuottoa ja pitkän aikavälin luotettavuutta.

Suunnittelun, kustannusten ja laadun suhde:
PCB-suunnittelun kustannustekijät

Materiaalin valinta ja laadun vaikutus

Materiaalivalinta vaikuttaa suoraan:

• Lämpöstabiilisuus
• Kosteudenkestävyys
• Dielektrinen johdonmukaisuus
• Mekaaninen lujuusN/OFF)

Heikkolaatuiset tai yhteensopimattomat materiaalit lisäävät riskiä:

• Delaminaatio
• CAF (johtava anodifilamentti)
• Dielektrinen läpilyönti

Materiaali-kustannus-luotettavuus-suhde:
PCB-materiaalin ja kerroksen kustannukset

Valmistusprosessin valvonta

Piirilevyjen laatu riippuu siitä, miten johdonmukaisesti valmistusprosesseja valvotaan.

Kriittisiä prosessivaiheita ovat:

• Sisäisen kerroksen kuvantamistarkkuus
• Poraus tarkkuus
• Kuparipinnoituksen tasaisuus
• Syövytyksen johdonmukaisuus
• Laminointipaine ja -lämpötila

Prosessivaihtelu on yksi tärkeimmistä piilevien luotettavuusvirheiden syistä.

Prosessin yksityiskohdat:
PCB-kustannusten jakautuminen

Tuotto ja laatu liittyvät läheisesti toisiinsa

Tuotto on laadun vakauden mitattavissa oleva indikaattori.

Alhainen tuotto on usein merkki:

• Prosessin epävakaus
• Suunnittelun ja valmistuksen yhteensopimattomuus
• Riittämättömät valvontarajat

Korkeatuottoiset prosessit tuottavat yleensä ajan mittaan luotettavampia piirilevyjä.

Tarkastus ja testaus laatuportteina

Tarkastus ja testaus auttavat havaitsemaan viat, mutta ne eivät luo laatua.

Yleisiä laatutarkastuksia ovat:

• Automaattinen optinen tarkastus (AOI)
• Sähköinen testaus
• Röntgentarkastus (HDI:n osalta)
• Poikkileikkausanalyysi

Tarkastus on tehokkainta silloin, kun se yhdistetään vakaisiin tuotantoketjun alkupään prosesseihin.

PCB-laatu vs. PCB-valmistuskustannukset

Korkeampi laatu ei aina tarkoita korkeampia kustannuksia.

Itse asiassa:

• Vakaat prosessit vähentävät jälkitöitä
• Korkeampi tuotto alentaa kustannuksia
• Vähemmän kenttävikoja vähentää kokonaiskustannuksia.

Kustannusten ja laadun tasapaino:
PCB:n valmistuskustannukset selitetty

Valmistajan rooli laadunvarmistuksessa

Piirilevyvalmistajilla on ratkaiseva rooli laatutulosten kannalta:

• DFM-sääntöjen täytäntöönpano
• Prosessin seurantavalmiudet
• Materiaalin hankinnan valvonta
• Tuotto- ja vikatietojen analysointi

TOPFASTissa laadunhallinnassa keskitytään vikojen ehkäiseminen prosessitasollasen sijaan, että luotettaisiin pelkästään lopputarkastukseen.

Päätelmä

PCB-laatu on seurausta suunnittelukuri, materiaalien eheys, valmistuksen valvonta ja järjestelmällinen laadunhallinta..

Ymmärrys siitä, mikä määrittää piirilevyjen laadun, auttaa insinöörejä ja ostajia tekemään tietoon perustuvia päätöksiä, jotka parantavat luotettavuutta ilman tarpeetonta kustannusten nousua.

Tämä artikkeli muodostaa perustan PCB laatu ja luotettavuus sisällön klusteri.

FAQ: PCB Quality Determinants