Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCBs) werden in der modernen Elektronikindustrie, einschließlich bei Laptop-Ladegeräten, weit verbreitet eingesetzt. Laptop-Ladegeräte zeichnen sich durch ein kleines Volumen und ein einfaches internes Design mit geringem Materialeinsatz aus. Als eines der wesentlichen Elemente in der Elektronikindustrie spielt die Leiterplatte eine Schlüsselrolle als Träger für Bauteile.
Die in Laptop-Ladegeräten verwendeten Leiterplatten sind doppelseitig. Bei doppelseitigen Leiterplatten in der Massenproduktion gilt: Wenn die Bauteile auf den Leiterplatten ungeeignet ausgelegt sind, nicht mit den Design-Spezifikationen übereinstimmen oder die Leiterplatten Probleme wie Oxidation, Unterbrechungen, Kurzschlüsse und das Ablösen der Lötstoppmaske aufweisen, werden Lötqualität und Leistung beeinträchtigt, einschließlich nicht qualifiziertem Lotpastendruck, Leiterbahnunterbrechungen, Kurzschlüssen und Ablösen der Lötstoppmaske. Dieser Artikel wird auf Basis der oben genannten Probleme einige Lösungen vorstellen, um die Qualität der Leiterplatten für Laptop-Ladegeräte weiter zu verbessern.
Verbesserung von Lösungen für das Drucken von Lötpaste auf Leiterplatten
Nicht qualifizierter Lotpastendruck lässt sich in nicht qualifizierten Lotpastendruck auf Transformatorpins und nicht qualifizierten Lotpastendruck aufgrund von PCB‑Oxidation einteilen.
Unqualifizierter Lotpastendruck auf Transformatorpins
Für die Analyse des Lötpastendrucks auf Transformatorpins sollte die Analyse in Bezug auf die Temperatur während des Lötpastendrucks durchgeführt werden. Entsprechend den praktischen Betriebsaufzeichnungen liegt die Vorheiztemperatur über 100 °C. Die Temperatur der ersten Wellenlötung liegt zwischen 230 °C und 260 °C, während die Temperatur der zweiten Wellenlötung über 150 °C liegt. Beide Wellenlöttemperaturen liegen unter 260 °C bei einer Druckzeit zwischen 3 und 6 Sekunden und entsprechen damit den Druckanforderungen. Daher kann gefolgert werden, dass sowohl die Drucktemperatur als auch die Druckzeit qualifiziert sind. Als Nächstes folgt die Analyse der Spezifikationen der Transformatorpins. Die Länge des schwarzen Überbrückungsdrahts liegt im Bereich von 22 mm bis 25 mm, was zu einem nicht qualifizierten Lötpastendruck führt. Daher sollte der schwarze Überbrückungsdraht auf den Bereich von 20 mm bis 23 mm geändert werden. Infolgedessen wird die Fehlerrate des Lötpastendrucks auf 0 reduziert.
Unqualifizierter Lotpastendruck aufgrund von Leiterplattenoxidation
Unqualifizierter Lotpastendruck aufgrund von Leiterplattenoxidation ergibt sich aus den folgenden Gründen.
a.Zu den Paketproblemen, die aufgrund von PCB-Oxidation zu einer nicht qualifizierten Lotpastendruckqualität führen, gehören hauptsächlich:
① Leiterplatten werden beim Hersteller über einen ziemlich langen Zeitraum mit unzureichender Versiegelung gelagert. Mit anderen Worten: Leiterplatten werden ohne vollständige Vakuumverpackung aufbewahrt.
① Leiterplatten werden über einen langen Zeitraum im Lager aufbewahrt, ohne eine Regelung hinsichtlich konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit.
b.Leiterplattenhersteller schenken der Verwaltung von OSP (organischen Lötbarkeitskonservierungsmitteln) wenig Aufmerksamkeit und führen keine SPC (statistische Prozesskontrolle) in regelmäßigen Abständen durch. Bis jetzt liegt der Kontrollbereich bei 0,35 μm ± 0,1 μm, aber der praktisch gemessene Wert beträgt ungefähr 0,34 μm, was einem unteren Grenzwert entspricht.
c.Die Trocknungstechnologie wird nicht ordnungsgemäß umgesetzt, und der Schwammstab zur Wasseraufnahme nimmt zu viel Wasser auf, sodass das Wasser auf der Oberfläche der Leiterplatten (PCBs) nicht vollständig entfernt werden kann. Außerdem ist die Trocknungstemperatur auf 80 °C eingestellt, aber die tatsächlich gemessene Temperatur beträgt 75,6 °C, sodass keine vollständige Trocknung erreicht wird, was dazu führt, dass die PCB-Pads nach dem Durchlauf durch den Hochtemperaturofen oxidieren.
d.Bediener können Leiterplatten direkt mit den Händen berühren, sodass einige Verunreinigungen auf der Oberfläche der Leiterplatte zurückbleiben.
Die Verbesserung von Lösungen zur Bewältigung der oben genannten drei Probleme wird in diesem Abschnitt aufgeführt. Beim Vakuumverpacken müssen Hersteller Leiterplatten (PCBs) vakuumverpacken, andernfalls werden sie zurückgewiesen. Außerdem müssen Leiterplatten, sobald die Vakuumverpackung geöffnet wurde, innerhalb von 7 Tagen den Lötpastendruck durchlaufen, und Leiterplatten nach der SMT- (Surface-Mount-Technology-) Bestückung müssen in einer Umgebung mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert werden, die in regelmäßigen Abständen überprüft werden sollte. Während des Herstellungsprozesses sollte OSP alle zwei Stunden überprüft werden, und es sollte ebenfalls SPC durchgeführt werden. Darüber hinaus sollte die Trocknungstechnologie stärker kontrolliert werden, und der wasserabsorbierende Schwamm sollte jede Woche ausgetauscht und alle 4 Stunden gewaschen werden. Die tatsächliche Temperatur muss mit der eingestellten Temperatur übereinstimmen. Außerdem dürfen Leiterplatten nicht mit bloßen Händen berührt werden, worauf die Bediener und Arbeiter hingewiesen werden sollten.
Nach einer solchen Reihe von Maßnahmen wird der Anteil an nicht qualifizierten Lotpasten-Druckvorgängen aufgrund von PCB-Oxidation drastisch von zuvor 0,0089 % auf 0,001 % sinken.
Verbesserung von Lösungen für Leiterplatten-Unterbrechungen
PCB-Unterbrechungen werden in zwei Kategorien eingeteilt: Via-Unterbrechungen und Unterbrechungen der Kupferfolie.
Lösungen für Via-Unterbrechungen
Offene Schaltungen an Vias weisen weitaus mehr Komplexität auf als gewöhnliche technologische Probleme, da sie zahlreiche Fertigungsprozesse betreffen, einschließlich Substratmaterial, Laminierung, Bohren und Kupferbeschichtung usw. Darüber hinaus können diese Arten von Defekten erst bei der SMT-Bestückung entdeckt werden. Folglich liegt die wesentliche Lösung für dieses Problem in seiner Vermeidung an der Wurzel.
Bei der Analyse der offenen Durchkontaktierung (Via) kann festgestellt werden, dass Kupfer gleichmäßig auf der Ober- und Unterseite der Via verteilt ist, während an einem Ende der Via kein Kupfer vorhanden ist. Nach dem Entfernen der Lötstoppmaske wird festgestellt, dass die Leiterbahn unterbrochen ist.
Die Analyse wird dann bei Leiterplattenbohrung, Galvanisierung, Trockenfilm, Ätzen, elektrischem Test und Produktprüfung durchgeführt. Unterbrechungen in Vias können möglicherweise aus folgenden Gründen entstehen: Bohrgrate werden nicht vollständig entfernt; die Reinigung vor der Galvanisierung ist unvollständig; der Trockenfilm wird mit zu hoher Geschwindigkeit aufgebracht; der Trockenfilm ist nicht ausreichend sauber; nach dem Ätzen wird keine Durchlichtprüfung an jedem Via der Leiterplatte durchgeführt; es gibt keine eindeutigen Kennzeichnungen zur Unterscheidung zwischen qualifizierten und nicht qualifizierten Produkten während des elektrischen Tests; es werden keine Prüfungen der Via-Kupferbeschichtung durchgeführt.
Verbesserte Lösungen müssen implementiert werden, um alle oben genannten Mängel zu beseitigen. Um zu verhindern, dass Bohrgrate unvollständig entfernt werden, müssen die Bediener sie zusammen mit der manuellen Politur nachpolieren. Um die Produkte vor der Galvanisierung vollständig zu reinigen, sollten die Grate an den Durchkontaktierungsöffnungen entfernt werden. Um ein zu schnelles Trocknen des Trockenfilms zu verhindern, sollte die Laminiergeschwindigkeit auf 2,0 m/s angepasst werden.
Lösungen für Unterbrechungen in Kupferfolie
Kupferfolien-Unterbrechungen treten in der Regel während der Ätztechnik, der Prüftechnik und der Galvanotechnik auf. Daher sollten Lösungen aus diesen drei Blickwinkeln erarbeitet werden.
Die Ätztechnik sollte sorgfältig überwacht und analysiert werden. Sobald eine verschmutzte Ätzung festgestellt wird, müssen die Bediener sie reinigen. Wenn der Trockenfilm während der Reinigung beschädigt wird, neigen Unterbrechungen dazu, aufzutreten. Dennerster Artikelwird während des Ätzens nicht geprüft oder freigegeben, wird unvollständiges Ätzen nicht geregelt oder berücksichtigt, sodass offene Kupferfolien-Leiterbahnen in den nächsten Entwicklungsschritt übergehen.
Basierend auf Beobachtung und Analyse im Testingenieurwesen werden qualifizierte und nicht qualifizierte Proben nicht ausreichend überwacht. Wenn nicht qualifizierte Proben chaotisch abgelegt werden, kann dies dazu führen, dass Bediener nicht qualifizierte Produkte auf den Markt gelangen lassen.
In Bezug auf die Galvanotechnik weisen elektrische Haarschneider eine schlechte Leitfähigkeit auf, und die Kupferbeschichtung ist dünn, was leicht zum Auftreten von Unterbrechungen im Stromkreis führt.
Lösungen können unter Einhaltung der folgenden Anweisungen erreicht werden:
a.Der Erstmusterartikel sollte geprüft und freigegeben werden für Ätzprodukte, die nicht gefertigt werden dürfen, bevor das Erstmuster freigegeben ist.
b.Änderungsmaßnahmen sollten im Hinblick auf unsauberes Ätzen geregelt werden, einschließlich manueller Nacharbeit am Plattenrand und eines zweiten Arbeitsgangs innerhalb der Platte.
c.Wenn der verbleibende Kupferanteil an der nicht qualifizierten Leiterplattenkante weniger als 10 % beträgt, sollte eine manuelle Nachbearbeitung durchgeführt werden.
d.Die Reinigung sollte entlang der Spuren durchgeführt werden, und bei beschädigter Folie sollte sofort eine Nassreinigung erfolgen.
e.Qualifizierte und nicht qualifizierte Produkte sollten mit unterschiedlichen Kennzeichnungen versehen werden.
f.Die Wartungsintervalle für Haarschneidemaschinen sollten von einmal pro Woche auf einmal pro Tag verkürzt werden, damit eine hervorragende Leitfähigkeit gewährleistet werden kann.
Verbesserung von Lösungen für Kurzschlüsse auf Leiterplatten
Kurzschlüsse auf Leiterplatten sind eine so schwerwiegende Art von Defekt, die möglicherweise zerstörerische Folgen haben können, dass sie so weit wie möglich verhindert werden sollten.
Ein einfacher Test sollte an nicht qualifizierten Schleifen von Leiterplattenkurzschlüssen durchgeführt werden, was darauf hinweist, dass sich Kurzschlüsse in der Regel auf ovale Langlöcher konzentrieren. Da auf die Innenwand des Langlochs Kupfer aufgebracht wurde, wird numerisch gesteuertes Bohren im Herstellungsprozess eingesetzt. Da die Bohrgeräte über einen langen Zeitraum verwendet werden, ist der Bohrvorgang nicht vollständig.
Um dieses Problem zu lösen, sollte das Langloch vergrößert und die Kompensationseinstellungen für die Fase entsprechend den verschiedenen CNC-Geräten vorgenommen werden, um Kurzschlüsse der Leiterplatte zu verhindern.
Verbesserung von Lösungen für das Ablösen der Leiterplatten-Lötstoppmaske
Die Gründe für das Ablösen der Leiterplatten-Lötstoppmaske umfassen:
a.Die Leiterplatte ist während des Reflow-Lötens hohen Temperaturen und langer Einwirkzeit ausgesetzt;
b.Lötstopplack weist unzureichende Haftung auf oder Leiterplatten wurden unzureichend vorbehandelt;
Auf der Grundlage der beiden Gründe sollten Verbesserungsmaßnahmen aus zwei Perspektiven analysiert werden. Entsprechend dem ersten Grund werden Temperaturkurven für verschiedene Reflow-Lötöfen, die zu unterschiedlichen Fertigungslinien gehören, analysiert, sodass tatsächlich keine Probleme mit der Reflow-Löttemperaturkurve vorliegen. Daher kann der erste Grund vernachlässigt werden.
Wenn es jedoch um den zweiten Grund geht, sind Lösungen erreichbar:
a.Sobald eine Anlage einen Ausfall erleidet, sollte die Produktion sofort gestoppt werden;
b.Die Bediener sollten sich darüber im Klaren sein, dass während der Demontage der Ausrüstung erneut eine Inspektion durchgeführt werden muss, um Nichtkonformitäten in späteren Fertigungsstufen zu vermeiden.
Kontaktieren Sie PCBCart für Leiterplattenfertigungsservice
PCBCart verfügt über langjährige Erfahrung in der Herstellung von Leiterplatten für Embedded-Systeme und Laptops. Sie können unsere freundlichen Mitarbeiter hier kontaktieren, um Ihr Projekt zu besprechen oder ein Online-Angebot für Leiterplatten zu erhalten, indem Sie auf die Schaltfläche unten klicken.
Erhalten Sie sofort ein Angebot für die Leiterplattenfertigung
Hilfreiche Ressourcen
•PCBCart Komplettservice für Leiterplattenfertigung
•PCBCart bietet ebenfalls kundenspezifische Leiterplattenbestückung an
•Wie bewertet man Leiterplattenhersteller und wählt den wettbewerbsfähigsten aus?
•Laptop-Leiterplattenmontagetechnik
