Peranti tanpa wayar industri seperti gerbang, nod penderia dan modul I/O jauh menggabungkan radio, pengatur selar berganti dan litar digital berkelajuan tinggi dalam sebuah bekas yang kecil. Prestasi EMC sebahagian besarnya ditentukan pada peringkat susun atur dan reka bentuk bekas. Namun, reka bentuk yang kelihatan baik di atas kertas masih boleh gagal dalam pengukuran pra-pematuhan disebabkan oleh variasi pemasangan kecil yang tidak disedari sesiapa di barisan pengeluaran.
Artikel ini membincangkan faktor risiko EMC yang boleh diperkenalkan atau dicegah oleh proses pemasangan, serta amalan pemeriksaan dan artikel pertama yang dapat mengesannya dengan awal. Ia tidak membincangkan ujian pensijilan EMC, yang dilakukan oleh OEM atau makmal pihak ketiga yang bertauliah.
Apa yang Boleh dan Tidak Boleh Dikawal oleh Perhimpunan
Perhimpunan tidak boleh membetulkanreka bentuk laluan balik yang lemah, topologi penapis yang terhad atau sambungan penutup yang tidak mencukupi. Namun, ia boleh memastikan bahawa papan itu sepadan dengan hasrat reka bentuk: setiap sambungan pembumian dibuat, setiap perisai dipasang, setiap komponen penyahgandingan dan penapisan hadir, diletakkan dengan betul dan disolder dengan betul.
Papan yang menyimpang daripada niat reka bentuknya dalam salah satu cara ini mungkin lulus ujian fungsi namun masih memancarkan atau menggandingkan hingar secara berbeza daripada sampel kejuruteraan. Keputusan pra-pematuhan kemudian menjadi sukar untuk ditafsirkan, kerana jurutera tidak dapat menentukan sama ada kegagalan itu adalah masalah reka bentuk atau masalah pembinaan.
Faktor Risiko EMC yang Diperkenalkan oleh Pemasangan
Keutuhan Pematerian Lubang Melalui Bumi dan Pin Bumi
Laluan balik impedans rendah bergantung pada sambungan bumi yang lengkap. Dalam pemasangan, titik kegagalan yang berkaitan termasuk:
Cangkerang penyambung lubang tembus, tab perisai dan pin bumi dengan isian lubang yang tidak mencukupi
Pad tanah terdedah pada pakej QFN dan pakej serupa dengan kebosongan yang berlebihan atau diedarkan dengan lemah
Pad bersambung ke tanah dengan pemendapan pes yang terhad
Sambungan yang berterusan secara elektrik tetapi lemah dari segi mekanikal atau termal boleh meningkatkan impedans pembumian, dan perkara ini sukar dilihat melalui pemeriksaan visual. Untuk ciri pembumian lubang tembus, pematerian gelombang selektif automatik dengan perlindungan nitrogen menyokong pengisian lubang yang boleh diulang. Untuk sambungan tersembunyi,X-ray luar talian dengan keupayaan sudut serongmembolehkan penilaian kekosongan dan pengisian di bawah pakej QFN dan BGA.
Kawalan Tempat Duduk Perisai dan Jurang
Penutup perisai RF hanya berfungsi jika ia terletak rata dan membuat sentuhan berterusan di sekeliling perimeter mereka. Sumber jurang pada peringkat pemasangan termasuk:
Offset atau putaran penempatan
Kecondongan komponen semasa refluks
Lelengkungan papan yang mengangkat satu sudut rangka
Kerja semula yang mengganggu perisai yang telah dipasang sebelumnya
Jurang tidak disengajakan bertindak sebagai celah yang boleh membocorkan tenaga pada frekuensi yang berkaitan dengan panjangnya. Oleh itu, kawalan herotan semasa reflow merupakan sebahagian daripada pengurusan risiko EMC, bukan sekadar isu koplanariti.Lekapan batu tiruanmembantu mengekalkan papan yang nipis atau tidak simetri agar rata sepanjang pemprosesan terma, dan ketuhar refluks berbilang zon seperti JTR-1200D-N membolehkan profil dilaras untuk jisim terma bercampur, supaya rangka perisai bersaiz besar dan komponen pasif kecil mencapai suhu refluks secara serentak.
Sambungan perisai, terutamanya di sudut, memerlukan kriteria pemeriksaan yang jelas dan khusus dan bukannya penilaian umum “penempatan OK”.
Penggandingan Terpisah dan Pengguguran Komponen Penapis serta Ofset
Kapasitor nyahganding, manik ferit dan elemen penapis RF adalah kecil dan banyak bilangannya, dan ia termasuk dalam komponen yang paling berkemungkinan tertinggal akibat ralat pengumpan atau tersasar disebabkan isu pes atau penempatan. Sebuah kapasitor 0402 atau 0201 yang hilang jarang menyebabkan kegagalan fungsi. Namun, ia boleh meningkatkan hingar pada rel bekalan kuasa atau melemahkan penapis tanpa sebarang simptom yang jelas, sehingga kecacatan itu melepasi pengukuran EMC sebagai “masalah reka bentuk.”
Kedudukan juga penting. Sebuah kapasitor nyahganding yang dialihkan jauh dari padnya akan kehilangan sebahagian daripada manfaat keluasan gelung yang telah direka bentuk oleh susun atur. Keanjaran dan fenomena “tombstoning” pada komponen ini harus dianggap sebagai kecacatan fungsi, bukan kecacatan kosmetik.
Di Mana AOI 3D Sesuai: Mengesahkan Kehadiran dan Kedudukan
Risiko komponen yang tertinggal ialah ia menjadi tidak kelihatan pada peringkat seterusnya. Setelah papan litar melalui proses reflow, tiada apa-apa dalam ujian fungsi standard yang mengesahkan setiap kapasitor pintasan wujud. Di sinilah reka bentuk pemeriksaan menjadi penting.
AOI 3Dboleh mengesahkan, untuk komponen nyahganding dan penapisan kritikal:
Kehadirankomponen itu berada pada padnya, bukannya tiada
Kedudukan dan putaran:ofs relatif kepada pad adalah dalam had yang ditetapkan
Kepolaran atau orientasi:di mana bahagian itu dipolarisasikan
Pembentukan sambungan pateri:bentuk fillet dan pembasahan pada kedua-dua hujung terminal
Langkah praktikalnya ialah mengklasifikasikan komponen kritikal EMC dalam program AOI supaya semakan kewujudan komponen tersebut menggunakan kriteria ketat yang telah disemak, bukannya ambang lalai. Digabungkan dengan SPI 3D di peringkat hulu, proses menjadi gelung tertutup: masalah isipadu dan penjajaran pes yang boleh menyebabkan komponen kecil terjungkit (tombstoned) atau tersesar akan dikesan dan dibetulkan sebelum reflow, bukan selepasnya. Pencetakan jet dan pendispensan dengan sistem MYCRONIC juga boleh membantu pada papan berketumpatan tinggi di mana pencetakan stensil adalah sukar berhampiran komponen tinggi.
Keputusan pemeriksaan hanya bermakna setakat kriteria di sebaliknya. Tentukan apa yang dikira sebagai komponen kritikal EMC sebelum program ditulis, bukan selepas berlakunya kegagalan pertama.
Pengesahan Artikel Pertama: Menambah Semakan Kritikal EMC
Pemeriksaan artikel pertamaadalah tempat semula jadi untuk mengesahkan niat reka bentuk, kerana setiap unit selepas itu mewarisi apa yang disahkan di sini. Untuk papan tanpa wayar industri, pertimbangkan untuk menambah perkara berikut pada senarai semak artikel pertama piawai:
Senarai komponen kritikal EMC:senarai ringkas, dibekalkan oleh pasukan reka bentuk, bagi komponen nyahgandingan, penapisan, ferit dan perisai yang mesti disahkan secara individu berbanding BOM dan lukisan penempatan
Tempat duduk pelindung:pengesahan pengukuran visual dan 3D bahawa rangka terletak rata, tanpa sebarang kenaikan yang kelihatan pada bucu atau tepi
Sambungan bumi:pengesahan pengisian lubang pada ciri lubang tembus bersambung ke tanah, dan semakan X-ray pada pad tanah di bawah pakej QFN
Kawasan larangan antena dan RF:pengesahan bahawa tiada komponen yang tidak diingini, sisa atau kawasan sensitif terhadap salutan konformal wujud di mana reka bentuk memerlukannya untuk kekal kosong
Penyimpangan rujukan:sebarang penggantian yang diluluskan pada bahagian penapis atau penyahgandingan, seperti dielektrik atau pengeluar yang berbeza, didokumenkan dan dimaklumkan kepada pasukan reka bentuk sebelum pengeluaran besar-besaran
Tujuannya bukan untuk menambah kerja kertas tetapi untuk memastikan soalan mengenai bahagian yang berkaitan EMC ditanya sekali sahaja, pada permulaan, dengan penglibatan pemilik reka bentuk.
Memproses Rekod Yang Menyokong Analisis Pra-Pematuhan
Apabila papan gagal pra-pematuhan, soalan pertama ialah sama ada ia berbeza daripada papan yang telah lulus.MES Pintar dengan kebolehkesanan UID dan penandaan lasermemaut pautan setiap papan kepada kelompok komponen, parameter proses dan keputusan pemeriksaan masing-masing. Jika satu unit berkelakuan berbeza, jurutera boleh membandingkan rekod binaan dengan unit yang berprestasi baik.
Ini adalah keupayaan rekod pembuatan dan proses. Ia bukan akreditasi metrologi atau penentukuran, dan ia juga bukan pensijilan makmal ujian EMC. Ujian EMC formal dan sebarang pengisytiharan yang terhasil kekal di pihak OEM dan makmal bertauliahnya.
Senarai Semak Kendiri Risiko EMC Peringkat Pemasangan
Gunakan senarai ini sebelum melepaskan reka bentuk tanpa wayar industri untuk pemasangan:
Komponen nyahganding, penapis dan ferit kritikal EMC dikenal pasti dan ditandakan dalam BOM
Kriteria AOI 3D yang ditetapkan untuk kewujudan dan anjakan komponen-komponen tersebut
Bingkai dan bekas pelindung yang dinyatakan dengan keperluan pemeriksaan tempat duduk dan sambungan bucu
Ciri lubang tembus yang disambungkan ke bumi dan pad bumi QFN dikenal pasti untuk pengisian lubang dan semakan X-ray
Kawasan sensitif kebengkokan, terutamanya di sekeliling rangka pelindung, disemak untuk sokongan fiikstur
Zon larangan antena dan zon RF ditandakan pada lukisan pemasangan
Sekatan kerja semula dipersetujui untuk kawasan terlindung dan ditapis
Senarai semak artikel pertama dilanjutkan dengan item kritikal EMC
Peraturan penggantian yang diluluskan didokumenkan untuk bahagian penapis dan nyahgandingan
Tahap kebolehkesanan telah dipersetujui, supaya rekod binaan boleh dibandingkan jika keputusan pra-pematuhan berbeza
Jika anda sedang menyediakan reka bentuk tanpa wayar industri untuk pembinaan, PCBCart boleh menyemak fail anda berasaskan faktor peringkat pemasangan ini, termasuk pengesahan komponen kritikal EMC, sebelum pengeluaran dimulakan.Hantar projek anda untuk pra-semak DFMbersama BOM anda, lukisan pemasangan dan sebarang senarai bahagian kritikal EMC.
Sumber yang Berguna
•Memastikan Kejayaan Pertama Kali dalam Reka Bentuk EMC PCB
•Reka Bentuk PCB untuk Litar Frekuensi Radio dan Keserasian Elektromagnetik
•Senarai Semak Audit DFM untuk PCBA Industri: 38 Peraturan Reka Bentuk yang Mengurangkan Kadar Kerja Semula Lebih 40%
•Perbandingan AOI, ICT dan AXI serta Masa untuk Menggunakannya semasa Pemasangan PCB SMT
