IPC/WHMA-A-620 เป็นมาตรฐานฉันทามติด้านฝีมือสำหรับชุดสายเคเบิลและสายรัดสายไฟ ครอบคลุมการปอกสาย การย้ำหรือต่อสาย การบรรเทาแรงดึง และการต่อลงกราวด์ของชิลด์
ในการประกอบกล่องเครื่องมือวินิจฉัย การนำไปใช้ที่จุดเชื่อมต่อระหว่าง PCBA กับสายฮาร์เนส — ไม่ใช่แค่ภายในสายฮาร์เนสเองเท่านั้น — คือสิ่งที่ช่วยป้องกันความล้มเหลวในระดับคอนเน็กเตอร์ที่ดูเหมือนเป็นข้อบกพร่องของ PCBA แต่จริง ๆ แล้วมีต้นกำเนิดจากการเชื่อมต่อทางกล
เครื่องมือวินิจฉัยมักไม่ค่อยเกิดความล้มเหลวเฉพาะที่ระดับ PCBA ในการประกอบแบบบ็อกซ์บิลด์ — เช่น เครื่องวิเคราะห์ ระบบย่อยด้านการถ่ายภาพ แพลตฟอร์มการตรวจวินิจฉัย ณ จุดดูแล — สัดส่วนที่ไม่สมดุลของการส่งคืนสินค้าจากภาคสนามมักจะถูกสืบย้อนกลับไปยังเลเยอร์การเชื่อมต่อระหว่างกัน: การเข้าหัวสายรัดที่ผ่านการตรวจสอบด้วยสายตาแต่ไม่เป็นไปตามสเปกทางกล อินเทอร์เฟซคอนเน็กเตอร์ที่ผ่านการทดสอบความต่อเนื่องในชิ้นงานตัวอย่างแรกแต่เสื่อมสภาพหลังจากผ่านรอบการเสียบ–ถอดซ้ำหลายครั้ง หรือรายละเอียดการยึดป้องกันการดึงสายที่ไม่เคยถูกระบุไว้ในแบบร่าง มาตรฐาน IPC/WHMA-A-620 ถูกจัดทำขึ้นโดยเฉพาะเพื่ออุดช่องว่างนั้น สำหรับผู้ให้บริการ EMS ที่ดูแลงานเต็มรูปแบบการบูรณาการการประกอบกล่องแทนที่จะใช้เพียงแค่แผงวงจรเปล่า (PCBA) การนำมาตรฐาน A-620 มาใช้กับระดับสายรัดอย่างเข้มงวดไม่ใช่ขอบเขตที่เป็นทางเลือก แต่เป็นความแตกต่างระหว่างบอร์ดที่ทดสอบได้ดีเมื่อแยกใช้งานเดี่ยว กับเครื่องมือที่สามารถใช้งานได้ตลอดอายุการใช้งาน
บทความนี้อธิบายโดยละเอียดถึงจุดที่เกณฑ์การยอมรับตามมาตรฐาน A-620 มาบรรจบกับการบูรณาการระหว่าง PCBA กับสายรัดในกระบวนการประกอบเครื่องมือวิเคราะห์ โหมดความล้มเหลวของอินเทอร์เฟซที่พบบ่อยที่สุด วิธีที่การตรวจสอบย้อนกลับของสายรัดถูกรวมเข้าไปในบันทึกของระบบ MES และลักษณะของการตรวจสอบทางไฟฟ้าที่ขอบเขตของคอนเน็กเตอร์
สิ่งที่มาตรฐาน IPC/WHMA-A-620 กำกับดูแลจริงๆ
IPC/WHMA-A-620 ซึ่งดูแลร่วมกันโดย IPC และสมาคมผู้ผลิตสายรัดสายไฟ (Wire Harness Manufacturers Association) เป็นมาตรฐานฉันทามติด้านฝีมือการผลิตสำหรับชุดสายเคเบิลและสายรัดสายไฟ — การลอกและเตรียมตัวนำ การย้ำและขั้วต่อบัดกรีการติดตั้งคอนเน็กเตอร์และหน้าสัมผัส การต่อเชื่อมสายดิน การป้องกันการดึงสาย และการมัด/ร้อยสาย เป็นมาตรฐานเชิงภาพที่อ้างอิงตามเกณฑ์: แต่ละข้อกำหนดจะกำหนดสภาพเป้าหมาย สภาพที่ยอมรับได้ ตัวบ่งชี้กระบวนการ และข้อบกพร่อง ซึ่งช่วยขจัดการตัดสินเชิง主观ออกจากการตรวจสอบสายรัด
มีสามประเภทของการยอมรับที่สำคัญในที่นี้:
ชั้นเรียนที่ 1— ผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคทั่วไป เน้นประสิทธิภาพการใช้งาน ยอมรับตำหนิด้านรูปลักษณ์ได้
ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2— อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับงานบริการเฉพาะทางที่ต้องการอายุการใช้งานยาวนานและการให้บริการที่ต่อเนื่อง แต่ไม่ได้มีความสำคัญในระดับวิกฤต
ชั้นประถมศึกษาปีที่ 3— อุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง/การทำงานต่อเนื่อง รวมถึงอุปกรณ์ที่ไม่สามารถยอมรับให้เกิดความล้มเหลวได้ เครื่องมือวินิจฉัยและวิทยาศาสตร์ชีวภาพมักถูกกำหนดให้เป็นระดับ Class 2 หรือ Class 3 ขึ้นอยู่กับความสำคัญเชิงวิกฤตของหน้าที่การทำงานที่สายรัดรองรับ
พื้นที่สามส่วนของ A-620 ทำงานส่วนใหญ่ในงานประกอบกล่องสำหรับการวินิจฉัย:
ความยาวของการลอกฉนวนและสภาพตัวนำ
ความยาวของการปอกฉนวนต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดของผู้ผลิตขั้วต่อหรือคอนเน็กเตอร์ และมาตรฐาน A-620 กำหนดค่าความเผื่อของความยาวนั้นรวมถึงขีดจำกัดของความเสียหายต่อเส้นลวดระหว่างการปอกด้วย เส้นลวดที่ถูกบิ่นหรือขูดจะทำให้หน้าตัดตัวนำที่มีประสิทธิภาพลดลง ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่ไม่สามารถมองเห็นได้จากการตรวจสอบความต่อเนื่องในช่วงเริ่มต้น แต่จะแสดงผลในภายหลังเป็นความร้อนเฉพาะจุดหรือการล้าตัวจนเสียหายภายใต้การสั่นสะเทือนหรือการโค้งงอซ้ำ ๆ สำหรับเครื่องมือวินิจฉัยที่มีแท่นเคลื่อนที่ด้วยมอเตอร์ ปั๊ม หรือระบบออปติกที่เคลื่อนที่ได้ สายไฟที่เดินใกล้ชุดชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ใด ๆ จะถูกตรวจสอบเป็นพิเศษในเรื่องคุณภาพการปอกและระยะห่างของฉนวน
คุณภาพการยุติสาย — การย้ำและการบัดกรี
การประเมินจุดต่อแบบบีบอัดจะพิจารณาจากความสูงของจุดบีบอัด การมองเห็นตัวนำภายในปลอกบีบอัด และการรองรับฉนวน โดยแต่ละรายการต้องอยู่ภายในช่วงค่าความคลาดเคลื่อนที่ผู้ผลิตขั้วต่อกำหนด ไม่ใช่ใช้ตัวเลขทั่วไป ในกรณีที่ใช้การบัดกรีแทนการบีบอัด มาตรฐาน A-620 จะสอดคล้องกับ IPC J-STD-001 ในด้านการเปียกของโลหะบัดกรี การเกิดฟิลเลต และการไม่มีตำหนิเช่นรอยต่อเย็นหรือการลอกเปียกของโลหะบัดกรี สำหรับสายรัดเครื่องมือวินิจฉัย วิธีการทำจุดต่อมักถูกกำหนดโดยตระกูลคอนเนกเตอร์ที่ระบุไว้แล้วใน BOM ด้านไฟฟ้า — วิศวกรรมกระบวนการของเราจะทบทวนวิธีการทำจุดต่อเทียบกับข้อมูลแรงดึงของการบีบอัด/การบัดกรีของคอนเนกเตอร์ระหว่างขั้นตอน DFM แทนที่จะตั้งค่าเริ่มต้นให้ใช้วิธีใดวิธีหนึ่งโดยอัตโนมัติ
การผ่อนแรงดึง
นี่เป็นจุดล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดจุดเดียวที่เราพบในส่วนต่อระหว่าง PCBA กับสายฮาร์เนส A-620 กำหนดให้ต้องมีตัวบรรเทาแรงดึง (strain relief) ที่จัดการแรงตึงบริเวณจุดต่อระหว่างสายกับคอนเน็กเตอร์ เพื่อไม่ให้โหลดทางกลบนสายถูกถ่ายไปยังจุดเทอร์มิเนชันหรือฟุตพรินต์คอนเน็กเตอร์บน PCB กฎโดยทั่วไปที่ใช้ทั่วทั้งมาตรฐานคือ รัศมีการโค้งงอขั้นต่ำประมาณสามเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายสำหรับการเดินสายแบบคงที่ (ต้องใช้รัศมีใหญ่กว่าสำหรับสายที่ต้องโค้งงอขณะทำงาน เช่น ฮาร์เนสที่เดินผ่านบานพับหรือกลไกลิ้นชักในโครงเครื่องมือวัด) ในกรณีที่ฮาร์เนสต่อเข้ากับคอนเน็กเตอร์แบบติดบอร์ดโดยตรงโดยไม่มีคลิปหรือยางกันกระแทกสำหรับบรรเทาแรงดึงแยกต่างหาก การจับถือซ้ำ ๆ ระหว่างการซ่อมบำรุงหรือการขนส่งจะถ่ายทอดแรงดึงตรงเข้าสู่ข้อต่อบัดกรีหรือพินแบบอัดแน่นบน PCBA ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่ดูเหมือนเป็นปัญหา PCBA แบบเป็น ๆ หาย ๆ แต่ที่จริงแล้วเป็นช่องว่างในการออกแบบฮาร์เนส
จุดที่การบูรณาการระหว่าง PCBA กับสายรัดล้มเหลว
ในการประกอบบ็อกซ์สำหรับเครื่องมือวินิจฉัย จุดเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับฮาร์เนสคือจุดที่เจตนารมณ์ด้านการออกแบบกับความเป็นจริงในการผลิตมักจะแตกต่างกัน ปัญหาที่พบซ้ำ ๆ ได้แก่:
ความไม่สอดคล้องกันของค่าความเผื่อระหว่างฟุตปรินต์ของคอนเน็กเตอร์กับคอนเน็กเตอร์ตัวเมติงขั้วต่อ PCBA อาจอยู่ภายในสเปกของตัวมันเอง แต่คีย์ตำแหน่ง ระยะพิทช์ของพิน หรือมิติของโครงครอบจากล็อตซัพพลายเออร์ที่แตกต่างกัน อาจทำให้แรงในการประกบเกินกว่าช่วงที่คาดไว้
การลดแรงดึงสายที่ไม่ระบุรายละเอียดที่ขั้วต่อแบบติดตั้งบนแผงวงจรแผนผังวงจรไฟฟ้ากำหนดเส้นทางสัญญาณ แต่แทบไม่เคยกำหนดการจัดการแรงทางกล หากไม่มีการระบุอย่างชัดเจน การผลิตสายร้อยสายไฟจะถูกตั้งค่าเริ่มต้นเป็นวิธีที่ผู้ปฏิบัติงานเห็นว่าสมเหตุสมผล ซึ่งเป็นสิ่งที่มาตรฐาน A-620 มีขึ้นมาเพื่อกำจัดออก
ความไม่สอดคล้องกันของการต่อปลอก/กราวด์บอร์ดวินิจฉัยที่มีส่วนหน้าจำเพาะแบบแอนะล็อกที่มีความไวสูง (อาร์เรย์โฟโตไดโอด อินพุตเทอร์โมคัปเปิล) มีความไวต่อวิธีการและตำแหน่งที่ต่อสายชิลด์เข้ากับกราวด์ของแชสซีหรือกราวด์ของบอร์ด ชุดสายไฟที่ประกอบตามมาตรฐานฝีมือ A-620 ก็ยังอาจก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนได้ หากจุดต่อปลายสายชิลด์ไม่ได้ถูกกำหนดระบุไว้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบทางไฟฟ้า ไม่ใช่เพียงแค่การสร้างทางกลเท่านั้น
การรวมและการจัดเส้นทางใกล้แหล่งกำเนิดความร้อนหรือแหล่งกำเนิด EMIสายรัดที่เดินใกล้ชุดบอร์ดที่ผ่านกระบวนการรีโฟลว์หรือส่วนแปลงพลังงานจำเป็นต้องเว้นระยะห่าง และในกรณีที่เกี่ยวข้องต้องระบุการสวมท่อหุ้มไว้ตั้งแต่ขั้นตอนการประกอบกล่อง (box-build integration) ไม่ใช่ปล่อยให้ไปแก้ไขในขั้นตอนการประกอบขั้นสุดท้าย
เราแยกการกำหนดส่วนเชื่อมต่อระหว่างสายรัดกับแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) ออกมาเป็นส่วนของมันเองจุดตรวจสอบ DFMแยกออกจาก PCBA DFM อย่างชัดเจน เนื่องจากปัญหาเหล่านี้จะปรากฏขึ้นในขั้นตอนการบูรณาการเชิงกล ไม่ใช่ในขั้นตอนการตรวจสอบบอร์ดเปล่าหรือกระบวนการ SMT
การบันทึกการตรวจสอบย้อนกลับของสายรัดเข้ากับบันทึก MES
สำหรับเครื่องมือวินิจฉัยและเครื่องมือวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ชุดสายไฟฮาร์เนสจำเป็นต้องมีความสมบูรณ์ของบันทึกในระดับเดียวกับแผงวงจรพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ (PCBA) ที่เชื่อมต่อด้วย ของเราMES อัจฉริยะแพลตฟอร์มซึ่งกำหนดการตรวจสอบย้อนกลับด้วย UID ในระดับบอร์ดด้วยการมาร์กด้วยเลเซอร์ จะขยายบันทึกในระดับล็อตและระดับผู้ปฏิบัติงานเดียวกันนั้นไปยังชุดสายรัดย่อยที่ป้อนเข้าสู่กระบวนการประกอบกล่อง: หมายเลขล็อตของสายไฟและคอนเน็กเตอร์ สถานะการสอบเทียบของเครื่องมือย้ำหางปลาในขณะทำการย้ำ อ้างอิงใบรับรองคุณสมบัติของผู้ปฏิบัติงาน และผลการตรวจสอบ (ยอมรับ เป็นตัวบ่งชี้กระบวนการ หรือเป็นชิ้นงานเสียตามเกณฑ์ A-620) จะถูกบันทึกผูกกับ UID ของสายรัดและเชื่อมโยงกับหมายเลขซีเรียลของยูนิตสุดท้ายในขั้นตอนการอินทิเกรต ซึ่งหมายความว่าปัญหาหน้างานที่ถูกสืบย้อนกลับไปยังล็อตของสายรัดชุดใดชุดหนึ่ง สามารถอ้างอิงไขว้กับหน่วย PCBA ที่แน่นอนซึ่งถูกจับคู่ด้วยได้ แทนที่จะต้องทำการสืบสวนทั้งล็อต
การตรวจสอบส่วนต่อประสานทางไฟฟ้าที่ขอบเขตของแผงวงจรพิมพ์ประกอบ
การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านฝีมือการผลิตตามมาตรฐาน A-620 ยืนยันว่าได้สร้างสายรัดอย่างถูกต้องแล้ว แต่ไม่ได้ยืนยันว่าการเชื่อมต่อระหว่างสายรัดกับแผงวงจร PCBA ทำงานได้ถูกต้องภายใต้สภาพการใช้งานจริงของคอนเน็กเตอร์ การตรวจสอบสองอย่างต่อไปนี้จะช่วยปิดช่องว่างดังกล่าว:
การตรวจสอบแรงเสียบ/ถอดขั้วต่อ— ยืนยันว่าแรงในการเสียบและดึงออกอยู่ภายในช่วงที่ผู้ผลิตคอนเน็กเตอร์กำหนด ซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับคอนเน็กเตอร์ที่ต้องทำการเสียบและถอดซ้ำหลายครั้งระหว่างการบำรุงรักษาหรือการสอบเทียบเครื่องมือ
การทดสอบความต่อเนื่องและการแยกฉนวนที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสายรัดกับแผงวงจรพิมพ์ (PCBA)— ตรวจสอบเน็ตทุกเส้นของสายฮาร์เนสเทียบกับผังขา (pinout) ของคอนเน็กเตอร์บนแผงวงจร PCBA รวมถึงการตรวจสอบความต่อเนื่องของชิลด์ตามที่ระบุ ก่อนที่จะยอมรับสายฮาร์เนสให้เข้าสู่กระบวนการประกอบรวม (box-build integration) แทนที่จะเลื่อนไปค้นพบปัญหาเอาในขั้นตอนทดสอบการทำงานสุดท้าย
การดำเนินการตรวจสอบเหล่านี้ในขั้นตอนการประกอบย่อย แทนที่จะทำเฉพาะในขั้นตอนการทดสอบเครื่องมือขั้นสุดท้าย จะช่วยป้องกันไม่ให้ข้อบกพร่องในระดับสายรัดไปใช้ทรัพยากรแรงงานของการประกอบแผงวงจรพิมพ์และการบูรณาการในขั้นตอนถัดไปก่อนที่จะถูกตรวจพบ
การประกันคุณภาพของชุดสายไฟและสายเคเบิลมักถูกประเมินต่ำเกินไปในใบเสนอราคาการประกอบกล่อง เนื่องจากอยู่กึ่งกลางระหว่างการออกแบบทางไฟฟ้าและการบูรณาการทางกล โดยไม่มีสาขาวิชาใดสาขาหนึ่งรับผิดชอบอย่างเต็มที่ หากโครงการเครื่องมือวิเคราะห์ของคุณมีจุดเชื่อมต่อระหว่างแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) กับชุดสายไฟที่ยังไม่ผ่านการทบทวนตามเกณฑ์การยอมรับมาตรฐาน A-620 นั่นคือช่องโหว่ที่ควรได้รับการแก้ไขก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะเข้าสู่การทดสอบขั้นสุดท้าย ไม่ใช่หลังจากนั้น
ทีมวิศวกรรมของ PCBCart จะตรวจสอบแผนผังวงจรไฟฟ้า รายการวัสดุของคอนเน็กเตอร์ (BOM) และแบบร่างสายรัดร่วมกันเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) สำหรับการประกอบตู้ (box-build) ไม่ได้ประเมินเป็นใบเสนอราคาแยกส่วน ส่งรายละเอียดโครงการของคุณเพื่อรับการประเมินการประกอบตู้ (box-build) และรับข้อเสนอแนะทางวิศวกรรมเกี่ยวกับความเสี่ยงของอินเทอร์เฟซระหว่างสายรัดกับแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) พร้อมกับใบเสนอราคาของคุณ
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
●การจัดการความน่าเชื่อถือด้านความร้อนในแผงวงจรพิมพ์ของเครื่องมือวินิจฉัย
●การประกอบกล่องแบบเทิร์นคีย์ (Turnkey Box Build Assembly) ในบริการ EMS คืออะไร?
