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组装厂商是如何帮助用户降低成本、提高可靠性的
录入时间:2019/10/22 11:08:40

专栏作者:Ray PrasadRAY PRASAD咨询集团

本期的主题是组装厂商是如何帮助自己的用户降低成本、提高可用性的。当其他人把重点放在解决这个问题的多个不同的方面时,我认为应该把重点放在组装厂商该如何通过减少缺陷和提高产量来帮助自己的用户降低成本。

常见的观点是,缺陷的等级主要取决于组装厂商是如何控制自己的制造工艺。这类错误的信息会让我们永远找不到问题的根源。这会导致这个问题将始终存在。那么,让我来解释这个问题。

正因为在制造过程中发现缺陷并不意味着缺陷是在制造过程中产生的。如果你站在高处审视在电子产品组装中出现缺陷的主要原因,可以把它们归为三类:(1)可制造性设计(DFM),(2)材料质量,(3)制造工艺。

正如我们所知道的,电路板的设计是由用户(OEM厂商)完成的。针对主要的材料(例如,PCB和元件),用户拥有全部决定权;因此,他们控制着在电子产品组装中的缺陷的两个主要来源。与此同时,组装厂商只负责控制他们的制造工艺和设备,除非他们是一站式组装厂商,不仅控制制造工艺和设备,还负责PCB和元件的采购。

在本专栏中,我将重点介绍组装厂商是如何帮助用户做出DFM决策。某些可能导致出现缺陷的DFM问题的例子,包括连接盘图案设计、内部封装间距、元件方向、层压板类型、表面加工处理、焊料掩膜设计、通孔尺寸、走线宽度和间距。

有谁比组装厂商更懂电路板组装?

大多数电路板都是由OEM厂商而不是由组装厂商设计的,但只有极少的设计人员了解制造工艺。我们不是要在这里讨论电路设计;我们讨论的是用于生产制造的电路板的设计。有谁比组装厂商更清楚糟糕的设计会在生产制造过程中导致缺陷的产生呢?这正是组装厂商可以帮助用户的地方,特别是那些没有内部制造能力,而且对设计和制造的复杂性和相互依赖性知之甚少的用户。

用户为什么应该多听组装厂商的意见?

如果用户在组装厂商的帮助下能够排除或最大限度减少他们所控制的缺陷的一些根源,那么就可以大幅度减少缺陷并降低成本。除此之外,由于缺陷和返工减少了,可靠性也会随之提高;因此,由返工造成的损坏的可能性也会随之降低。鉴于产品不需要送去返工,这还会改善按时交货的问题。出于降低成本、提高可靠性和保证按时交货等共同利益的考虑,用户有很多很好的理由与组装厂商展开合作。

组装厂商会怎么帮助用户?

首先是帮助用户了解SMT工艺的基础知识,例如焊膏印刷、贴放,以及所有焊接工艺、维修、清洗、测试和检查,重点关注设计是如何影响缺陷的。例如,如果您有很多元件立碑,那么焊盘图案设计很可能做得不太好(焊盘之间的空间太大)。我并不是要让设计人员成为工艺工程师,而是要让他们充分理解设计是如何影响制造工艺的。

组装厂商下一步是要让客户遵循组装厂商的DFM或者开发他们自己内部特有的DFM。根据我的观察,全球只有不到10%的公司拥有自己内部专属的DFM,尽管每家公司都需要有DFM。DFM文档要求组装厂商和OEM厂商进行合作。我曾给主要的OEM厂商上过课,他们邀请了所有主要的EMS供应商,以确保双方在DFM方面保持一致。

使用行业标准,比如IPC-7531(我担任主席时的IPC-782)就是一个好的开端。但你要清楚,行业标准的存在是为了解决具有普遍性的问题,而不是来解决各公司特有的问题的。许多有共性的问题每家公司可能都会碰到,但是考虑到每家公司分别针对的是不同的应用构建自己的产品,例如第1、2、3类产品,因此每家公司也会有许多自己特定的问题。

在以下这些特定领域,组装厂商可以为用户提供帮助。每个领域也是DFM的一个主要部分:

l 建立设计规则和指导方针,同时强调它们之间的差异的重要性

l 元件的选择标准,包括整合部件列表,减少冗余并排除过期的部件

l 表面加工处理和可焊性方面的注意事项

l 嵌板的注意事项

l 基准要求

l 焊盘图案设计

l 焊料掩膜注意事项

l 通孔位置

l 可测试性设计(DFT)

l 任何对你来说的独特设计

随着高引脚数BGA和BTC的广泛应用,我们无法通过肉眼直观地检查,因此需要认真考虑使用在线测试(ICT)来保证足够的测试覆盖率。我们要清楚的是,没有哪一种检查方法是完美的。防止缺陷出现的唯一办法是依靠部分内容重叠的测试和检查方法。一旦由受过良好训练的团队开发出来的DFM文档得到最终确定并发布,通常就不会出现违反DFM的可能。

创建DFM文档不是件容易的事;但是,它将从根源上纠正问题,防止问题再次发生。特别是基本上所有制造业都被外包或转移到海外的情况下,这一点至关重要。

作者简介Ray PrasadRay Prasad咨询集团的主席和《表面安装技术:原则与实践》一书的作者,这是他第一次在《SMT007杂志》上发表专栏文章。期待Prasad先生在未来发表更多独到的见解。Prasad先生入选IPC名人堂,这是电子行业的最高荣誉,此外,他在表面贴装的各个领域从业数十载,拥有丰富的经验,其中包括在波音公司和英特尔公司担任领导岗位;帮助遍及全球的OEM客户和EMS客户建立强大的内部自成体系的SMT架构;他还提供现场教学,讲授深层次的SMT课程。


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