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小問題大不良,細節不注意全局出問題

來源:一博自媒體 時間:2019-5-6 類別:微信自媒體

作者:王輝東 一博科技高速先生團隊隊員

風未起,云沒動,趙理工的心中卻是風起云涌。

“嘀嗒”這已是手機微信第五次響起,工作中的趙理工匆忙中拿起手機點開微信,看到是在B設計公司上班的發小張揚發來的信息:

“趙,今天真倒霉,上次給客戶設計的板子,制作100片,貼裝完成,測試后有30多片地電短路,我這么優秀的設計,怎么會有這么多短路……”

趙理工信息沒有看完,心中就有無名的怒火在竄動,他和張揚雖然不在一個公司上班,但是發小的設計能力他還是很清楚的,除了細節有點毛躁外,那技術還真不是蓋的。這是什么焊接廠,貼裝水平真心說不過去,怎么能做成這樣子呢。

趙理工真心替張揚打抱不平,是時候讓他們提供8D報告了,是時候讓他們清醒一下了。

 當初看著如煙哭的梨花帶雨,趙理工突然想到了設計部女博士曾經說過的話語,偷偷的用微信發到如煙的手機。

看著你哭的稀里嘩啦,
我沒敢講話,
我們都一樣,
撐著這不容易的縫隙,
活在這不容易的年紀,

如煙,
忘記已有的痛苦,
記住本有的快樂,
活回我們自己,
做不一樣的PCB.
請不要啜泣,

若你流淚,濕得是你的臉傷的是我的心。
相信榜樣的力量,我來做設計,咱們一起看看什么是奇跡。
 趙理工確實很牛氣,這幾天正在設計一個PCB。

明天他就要投板了,等著見證奇跡,帶著如煙一起宵夜,一起笑語……

晚上的時候,張揚回復微信說工廠的8D報告收到了,短路問題80%的起因是自己,內容回復簡單概括如下:

因原PCB設計中有多處空接線,在PCB 加工過程中出因磨刷等因素導致空接線彎曲變形,伸到阻焊凈空區,在焊接時出現連錫導致短路。

“啥,兜兜轉轉,又回到了起點,明明是焊接短路,怎么最后又是設計導致的不良,空接線是個什么鬼”趙理工心里嘀咕道。

不能讓問題過夜,走,找大師兄去。

1. 什么是空接線
也叫斷線頭,或stub trace, 是PCB板layout布線過程中產生的其中一端未連接任何孔或SMT pad的空接銅皮線;或PCB 生產工廠的CAM工程師在線路優化時,因為掏銅避讓造成的細小空接銅皮線。

由于其一般在gerber資料中屬于銅皮屬性,并非線路屬性,現有線路板廠使用的一些專業CAM軟件無法對其進行有效識別和篩選,故在CAM制作過程中,只能靠工程師個人經驗排查,特別容易漏失。

如下圖所示一端與大銅皮連接的,圖中綠色部分為原稿,紅色部分為修改后的工作稿,黃色為兩者重合部分。

 
還有一種是兩端都不與大銅面連接,孤立的銅皮。如下圖:
 
危害:
1.形成天線效應,容易出現信號完整性的問題。
2.造成短路(本次主要介紹的部分)
形成原因如下圖所示:
 
下面為正常和異常的比對圖片。
 
形成過程如下:

1、 工廠CAM制作時通常不會對大銅面做蝕刻補償,那么在線路蝕刻工序,化學藥水不但會向下蝕刻線路,同時也會對周圍銅皮和線路進行側蝕,所以蝕刻后沒有做補償的空接線會變細。

2、 印刷阻焊前,通常為了增加油墨的附著力,會對銅面對行磨刷粗化,那么在蝕刻過程中變細了的空接線,在此工序中有可能因磨刷而導致變形彎曲。

3、 還有一種情況是板子在生產線上搬運轉線時,因碰撞摩擦導致空接線彎曲。

4、 趙理工想,那電測時怎么會查不到呢。是的查不到,是真的查不到,為什么呢?

因為此時空接線雖然彎曲變形,但是它沒有真正與SMD焊盤接觸。它如果與SMD接觸,在電測工序,就一定能查出來短路不良。

那空接線此時究竟在哪里呢,這回又要說到PCB的焊盤封裝設計。

我們正常的開窗與焊盤的關系是阻焊開窗比SMD焊盤單邊大2mil.,空接線它就是伸出來了那么一點點,到了這個2mil的凈空區。肉眼是看不出來的,只有在高倍鏡下才能看到它的影子。

PCB裸板的電測試是測不到的,那么真正的病癥發作,在什么時候呢,就是我們SMD貼裝回流焊后,錫膏熔化了,流動了,與空接線連錫了,短路發生了。
 
下面為正常的阻焊開窗示意圖:
 
正常的一個阻焊封裝建立,為了防止在阻焊工序曝光時對位的偏移,導致在顯影時油墨上焊盤,通常阻焊開窗比SMD焊盤單邊大2mil,整體大4mil.。
 
上圖為實際板子上單邊2mil的凈空區。
那么后續怎么預防空接線呢?
改善方案魚骨圖如下:

 

從上圖我們可以看出,除了在生產時認真管控外,造成空接線最基本的原因還是PCB原設計和工廠CAM制作的優化影響很大。對此我們設計工程師在設計時,如果空接線的銅皮寬度小于下面列表中數據,我們最好把其優化掉。

現實總是給人一棍悶擊,讓人沒有還手之力。

要給如煙做榜樣的趙理工,聽著大師兄侃侃而談,心中一驚,不禁倒吸一口冷氣,自己的設計里貌似也有這種問題,幸虧在對的時間遇到對的人。

來不及告知發小張揚空接線的形成原因機理和危害,趙理工悄悄的回到座位,悄悄的去優化銅皮。

風起了,云涌了,天空飄起了雨,這是誰的傷,像極了此時趙理工的心理,剛笑完如煙,這回也差點輪到了自己。

誰的過錯呢,四周靜寂。

這正是:
小小一銅皮,
優化不徹底。
焊接易連錫,
最終害自己。


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