I PCB (printed circuit boards) sono ampiamente utilizzati nell’industria elettronica moderna, incluso nei caricabatterie per laptop. Il caricabatterie per laptop è caratterizzato da un volume ridotto e da un design interno semplice, con un uso limitato di materiali. In quanto uno degli elementi essenziali nell’industria elettronica, il PCB svolge un ruolo chiave come supporto che ospita i componenti.
I PCB utilizzati dai caricabatterie per laptop sono a doppia faccia. Per quanto riguarda i PCB a doppia faccia prodotti in grandi volumi, se i componenti sulle schede sono progettati in modo inadeguato, non compatibili con le specifiche di progettazione, oppure se le schede PCB presentano problemi come ossidazione, circuiti aperti, cortocircuiti e distacco della solder mask, la qualità e le prestazioni della saldatura ne risentiranno, inclusi stampa della pasta saldante non conforme, circuiti aperti sul PCB, cortocircuiti e distacco della solder mask. Questo articolo fornirà alcune soluzioni basate sui problemi sopra menzionati per migliorare ulteriormente la qualità dei PCB per caricabatterie di laptop.
Migliorare le soluzioni per la stampa della pasta saldante su PCB
La stampa non conforme della pasta saldante può essere classificata in stampa non conforme della pasta saldante sui pin del trasformatore e stampa non conforme della pasta saldante dovuta all’ossidazione del PCB.
Stampa di pasta saldante non qualificata sui pin del trasformatore
Per l’analisi della stampa della pasta saldante sui pin del trasformatore, l’analisi deve essere effettuata in termini di temperatura durante la stampa della pasta saldante. In base ai registri operativi pratici, la temperatura di pre-riscaldamento è superiore a 100°C. La temperatura della prima ondata di saldatura è compresa tra 230°C e 260°C, mentre la temperatura della seconda ondata di saldatura è superiore a 150°C. Entrambe le temperature di saldatura a onda sono inferiori a 260°C con un tempo di stampa compreso tra 3 e 6 secondi, in linea con i requisiti di stampa. Pertanto, si può concludere che sia la temperatura di stampa sia il tempo di stampa sono conformi. Segue l’analisi delle specifiche dei pin del trasformatore. La lunghezza del filo di giunzione nero è compresa tra 22 mm e 25 mm, il che porta a una stampa della pasta saldante non conforme. Pertanto, il filo di giunzione nero deve essere modificato in un intervallo compreso tra 20 mm e 23 mm. Di conseguenza, il tasso di difettosità della stampa della pasta saldante sarà ridotto a 0.
Stampa di pasta saldante non qualificata a causa dell’ossidazione del PCB
La stampa non qualificata della pasta saldante dovuta all'ossidazione del PCB è causata dai seguenti motivi.
a.I problemi di imballaggio che portano a una stampa di pasta saldante non qualificata a causa dell’ossidazione del PCB includono principalmente:
① I PCB vengono lasciati dal produttore per un periodo piuttosto lungo con una sigillatura insufficiente. In altre parole, le schede PCB non vengono conservate con un imballaggio sottovuoto completo.
① I PCB vengono conservati in magazzino per lungo tempo e senza alcun controllo in termini di temperatura e umidità costanti.
b.I produttori di PCB prestano poca attenzione alla gestione dell’OSP (preservanti organici della saldabilità) e non effettuano l’SPC (controllo statistico di processo) a intervalli regolari. Finora, l’intervallo di controllo è 0,35 μm ± 0,1 μm, ma il valore misurato effettivo è di circa 0,34 μm, che rappresenta il valore limite inferiore.
c.La tecnologia di asciugatura non viene applicata in modo adeguato e il bastoncino di spugna per assorbire l’acqua assorbe troppa acqua, così che l’acqua sulla superficie dei PCB non può essere completamente eliminata. Inoltre, la temperatura di asciugatura è impostata a 80°C ma la temperatura effettivamente misurata è di 75,6°C, per cui non si riesce a ottenere un’asciugatura completa, causando l’ossidazione del pad del PCB dopo il passaggio nel forno ad alta temperatura.
d.Gli operatori possono toccare direttamente le schede PCB con le mani, lasciando così alcuni contaminanti sulla superficie della scheda elettronica.
Il miglioramento delle soluzioni che rispondono ai tre problemi sopra menzionati sarà elencato in questo paragrafo. Per quanto riguarda il confezionamento sottovuoto, i produttori devono imballare i PCB con confezione sottovuoto, altrimenti verranno restituiti. Inoltre, una volta aperta la confezione sottovuoto, i PCB devono passare attraverso la stampa della pasta saldante entro 7 giorni e i PCB dopo l’assemblaggio SMT (surface mount technology) devono essere conservati in un ambiente a temperatura e umidità costanti, che devono essere ispezionate a intervalli regolari. Durante il processo di produzione, l’OSP deve essere ispezionato ogni due ore e deve essere eseguito anche l’SPC. Inoltre, il controllo della tecnologia di essiccazione deve essere rafforzato e la spugna assorbente deve essere sostituita ogni settimana e lavata ogni 4 ore. La temperatura effettiva deve essere compatibile con la temperatura impostata. Inoltre, i PCB non devono essere toccati a mani nude, cosa che deve essere comunicata agli operatori e ai lavoratori.
Dopo una tale serie di misure, la stampa di pasta saldante non conforme dovuta all’ossidazione del PCB diminuirà drasticamente dallo 0,0089% precedente allo 0,001%.
Migliorare le soluzioni per i circuiti aperti sui PCB
I circuiti aperti dei PCB sono classificati in due categorie: circuiti aperti dei via e circuiti aperti del foglio di rame.
Soluzioni per circuiti aperti via
I circuiti aperti sui via presentano una complessità di gran lunga superiore rispetto ai comuni problemi tecnologici, poiché coinvolgono numerosi processi di produzione, tra cui il materiale del substrato, la laminazione, la foratura e la ramatura del rame, ecc. Inoltre, questo tipo di difetti non può mai essere individuato prima dell’assemblaggio SMT. Di conseguenza, la soluzione fondamentale a questo problema risiede nella sua prevenzione alla radice.
Durante l’analisi del via in circuito aperto, si può riscontrare che il rame è distribuito uniformemente sulla parte superiore e inferiore del via, mentre a un’estremità del via non è presente rame. Dopo aver rimosso la solder mask, si constata che il circuito è aperto.
L’analisi viene quindi applicata alla foratura del PCB, alla galvanizzazione, al dry film, all’incisione, al collaudo elettrico e all’ispezione del prodotto. I circuiti aperti dei via possono essere generati eventualmente per i seguenti motivi: le bave di foratura non sono completamente rimosse; la pulizia non è completa prima della galvanizzazione; il dry film viene applicato a una velocità troppo elevata; il dry film non è sufficientemente pulito; dopo l’incisione non viene effettuata un’ispezione in controluce su ciascun via del PCB; non ci sono segni di identificazione chiari tra prodotti qualificati e non qualificati durante il collaudo elettrico; non vengono eseguite ispezioni sul rame dei via.
Devono essere implementate soluzioni migliorative per eliminare tutti i difetti sopra menzionati. Per evitare che le bave di foratura non vengano pulite completamente, gli operatori devono lucidarle insieme alla lucidatura manuale. Per pulire completamente i prodotti prima della galvanizzazione, le bave alle aperture dei via devono essere rimosse mediante lucidatura. Per evitare che il film secco si asciughi troppo rapidamente, la velocità di laminazione del film deve essere regolata a 2,0 m/s.
Soluzioni per circuiti aperti in lamina di rame
I circuiti aperti del foglio di rame si verificano solitamente durante l’ingegneria di incisione, l’ingegneria di collaudo e l’ingegneria di galvanizzazione. Di conseguenza, le soluzioni dovrebbero essere attuate da questi tre aspetti.
L'ingegneria di incisione deve essere attentamente monitorata e analizzata. Una volta rilevata un'incisione sporca, gli operatori devono provvedere alla pulizia. Se il film secco si rompe durante la pulizia, è probabile che si generino circuiti aperti. Perchéprimo articolonon viene ispezionata o approvata durante l’incisione, l’incisione incompleta non sarà regolata o rispettata con circuiti aperti nel foglio di rame che confluiranno nella fase di ingegneria successiva.
Sulla base dell’osservazione e dell’analisi dell’ingegneria di collaudo, i campioni conformi e non conformi non sono ben monitorati. Se i campioni non conformi vengono collocati in modo disordinato, gli operatori potrebbero portare all’esposizione sul mercato di prodotti non conformi.
Per quanto riguarda l’ingegneria della galvanoplastica, i tagliacapelli elettrici presentano una scarsa conduttività e il rame elettrodeposto risulta sottile, il che porta facilmente al verificarsi di circuiti aperti.
Le soluzioni possono essere realizzate conformemente alle seguenti istruzioni:
a.Il primo articolo deve essere ispezionato e approvato per i prodotti da incidere che non devono essere fabbricati finché il primo articolo non è stato approvato.
b.Le misure di modifica devono essere regolamentate per far fronte all’incisione non pulita, includendo la riparazione manuale sul bordo della scheda e la seconda lavorazione all’interno della scheda.
c.Per il rame sinistro che raggiunge un’incisione del bordo della scheda non qualificata inferiore al 10%, è necessario effettuare una riparazione manuale.
d.La pulizia deve essere eseguita lungo le tracce e la pulizia con acqua deve essere effettuata immediatamente sulla pellicola danneggiata.
e.I prodotti conformi e non conformi devono essere contrassegnati con identificazioni distinte.
f.I tempi di manutenzione dovrebbero essere migliorati per i tagliacapelli, passando da una volta alla settimana a una volta al giorno, in modo da garantire un’eccellente conduttività.
Migliorare le soluzioni per i cortocircuiti sui PCB
I cortocircuiti dei PCB sono un tipo di difetto grave, in grado di causare risultati distruttivi, che dovrebbe essere evitato il più possibile.
Un semplice test dovrebbe essere eseguito sul loop non qualificato dei cortocircuiti del PCB, il che indica che i cortocircuiti di solito si concentrano sul foro asolato ovale. Poiché sulle pareti interne del foro asolato è stato placcato del rame, si applica la foratura a controllo numerico per partecipare alla produzione. Poiché le attrezzature di foratura vengono utilizzate per un lungo periodo di tempo, la foratura non risulta così completa.
Per risolvere questo problema, il foro asolato deve essere ampliato e devono essere impostate le compensazioni per lo smusso in base alle diverse apparecchiature a controllo numerico, al fine di evitare che si verifichino cortocircuiti sul PCB.
Migliorare le soluzioni per il distacco della solder mask PCB
Le ragioni del distacco della solder mask del PCB includono:
a.Il PCB è soggetto a temperature elevate e a lunghi tempi durante la saldatura a rifusione;
b.Le caratteristiche della maschera saldante presentano un'adesione insufficiente oppure i PCB subiscono un pretrattamento eseguito in modo scorretto;
Sulla base dei due motivi, le soluzioni di miglioramento dovrebbero essere analizzate da due prospettive. In conformità con il primo motivo, vengono analizzate le curve di temperatura per diversi forni di rifusione appartenenti a diverse linee di produzione, così che non si riscontrano reali problemi sulla curva di temperatura di rifusione. Di conseguenza, il primo motivo può essere trascurato.
Quando si tratta del secondo motivo, tuttavia, è possibile trovare soluzioni:
a.Una volta che l’attrezzatura subisce un guasto, la produzione deve essere immediatamente interrotta.
b.Gli operatori devono essere consapevoli che l’ispezione deve essere eseguita nuovamente durante lo smontaggio delle apparecchiature, in modo da evitare non conformità nelle fasi successive di produzione.
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