PCB 스텐실 잘못 등록 및 묘비 결함에 대한 포괄적 인 솔루션: DOE 실험은 최적의 프로세스 매개 변수를 보여줍니다

전자 제조 산업에서, PCBA의 수율 (인쇄 회로 보드 어셈블리) 처리는 생산 비용과 시장 경쟁력에 직접 영향을 미칩니다. 연구 기반의 연구 IPC 국제 표준은이를 나타냅니다 80% 설계 단계에서 생산 결함을 식별하고 최적화 할 수 있습니다..

에서 SMT (표면 실장 기술) 조립 프로세스, 묘비 결함 - 칩 구성 요소의 한쪽 끝이 패드에서 멀어지게됩니다. (그림과 같이 1)- 가장 일반적인 문제 중 하나입니다. 소규모 수동 구성 요소에서 자주 발생합니다, 특히 0402 칩 커패시터 및 저항. 이 기사는 심층 분석을 제공합니다, 실험 설계에 기초합니다 (암사슴) 방법론, 스텐실 잘못 등록과 묘비 결함 사이의 관계, 실용적이고 효과적인 솔루션을 제안합니다.

1. 묘비 결함의 메커니즘 및 영향

묘비의 기본 원인은 구성 요소의 두 단자에 대한 납땜 장력의 불균형입니다.. 솔더 페이스트가 녹을 때, 표면 장력 또는 비동기 용융 시간의 차이로 인해 솔더 페이스트가 나중에 녹는 끝에서 성분을 위로 당길 수 있습니다..

1.1 묘비 결함의 형성 메커니즘

리플 로우 납땜 중, 칩 구성 요소의 상단과 하단 표면이 가열됩니다.. 일반적으로, 가장 큰 노출 구역이있는 패드가 먼저 가열됩니다., 솔더 페이스트의 융점 이상의 온도에 도달. 결과적으로, 나중에 젖은 구성 요소의 끝은 종종 반대쪽 끝에 이미 고정 된 솔더의 표면 장력에 의해 당겨집니다..

납땜 인장 균형 균형 공식:
f_net = f1 – F2 = γ_LV (cosθ₂ – cosθ₁) · l
어디:
F_net은 순 긴장력입니다,
γ_LV는 액체 증기 표면 장력입니다,
θ는 접촉각입니다,
L은 패드 길이입니다.

1.2 묘비 결함에 기여하는 요인

현장 데이터 분석을 기반으로합니다, 묘비 결함은 주로 다음 요인에 의해 영향을받습니다:

• PCB 설계 요인 (30%): 불규칙한 패드 크기 설계 및 차선책 레이아웃

• 재료 요인 (25%): 구성 요소의 솔더 가능성이 좋지 않습니다, 산화 된 종단

• 프로세스 요소 (45%): 납땜 페이스트 잘못 등록, 배치 정확도가 충분하지 않습니다, 부적절한 리플 로우 납땜 온도 프로파일

2. DOE 실험 설계 및 방법론

DEK 스텐실 프린터의 잘못 등록으로 인한 묘비 문제를 해결하려면, 기술 팀 UGPCB 프로세스 매개 변수의 최적 조합을 식별하기 위해 엄격한 DOE를 설계했습니다..

2.1 실험적인 목표와 특성 가치 정의

특징적인 가치: 납땜 페이스트 잘못 등록 (단위: mm)
특징적인 유형: 더 작은 베터

• 측정 장비: AOI (자동 광학 검사)

• 측정 방법: 각 조합에 대해, 측정하다 10 무대. 각 보드에서, 솔더 페이스트의 오해를 5 개로 측정하십시오 0402 구성 요소 패드, 그리고 해당 이사회의 잘못 등록으로 최대 가치를 취하십시오..

• 계산 방법: 평균 오도 값 10 보드는 해당 매개 변수 조합의 잘못된 등록 값으로 간주됩니다..

2.2 고정 및 실험 요소의 선택

고정 요인:

• 보드 유형: 록 레이크 (인텔)

• 생산 라인: 선 14

• 원판: 전체적으로 사용 된 것과 동일한 스텐실

• 스퀴지: 전체적으로 사용 된 것과 동일한 스퀴지 세트

• 기계적 상태: 장비는 유지 보수를 거쳤습니다

실험적 요인:

• 요인 a: 진공 보류 시간 (유지 시간 지속 시간을 조정하여 진공력 수준을 제어합니다)

• 요인 b: 컨베이어 레일 폭 (고정하기 위해 폭을 조정합니다 PCB 그리고 움직임을 방지하십시오)

• 요인 c: 압박 압력

• 요인 d: 인쇄 속도

• 요인 e: 신세 마크 사이의 거리

3. 실험 결과 및 분석

실험은 두 단계로 수행되었습니다: 첫 번째 단계는 중요한 요소를 상영했습니다, 두 번째 단계는 파라미터 조합을 최적화했습니다.

3.1 1 단계 결론

중요한 요인 효과: 에이, 광고 (상호 작용), CD (상호 작용), 이자형
2 단계에 대해 선택된 요인: 에이, 기음, 디, 이자형
매우 중요한 요소: 에이, 광고, CD
예상치 못한 발견: 요인 b (컨베이어 레일 폭), 처음에는 매우 영향력이 있다고 생각했습니다, 큰 영향을 미치지 않았습니다. 가장 중요한 효과는 상호 작용 효과였습니다.

3.2 2 단계 실험 및 ANOVA 분석

ANOVA 결과는 요인 a, 기음, 그리고 D는 두 번째 단계에서 중요하지 않았다. 이것은 관찰 된 주요 변동이 임의의 오류로 인한 것임을 시사합니다., 매개 변수 최적화가 거의 최적 수준에 도달했음을 나타냅니다.

4. 최적의 프로세스 매개 변수 및 표준화

실험 결과를 기반으로합니다, 최적의 생산 공정 매개 변수를 결정했습니다:

테이블 1: 개선 전후의 프로세스 매개 변수 비교

선택된 매개 변수 조합에 대한 이론적 근거:

• 요인 a (진공 보류 시간): 선택된 0.4 프린터 시간 손실을 최소화하기 위해 0.4 ~ 0.8 초 범위 내에서.

• 요인 c (압박 압력): 하위 레벨을 선택했습니다 5.4 kg, 과도한 압력으로 인해 스텐실 변형과 더 두꺼운 솔더 페이스트 증착을 유발할 수 있습니다..

• 요인 d (인쇄 속도): 선택된 50 mm/sec, 빠른 속도로 인해 솔더 페이스트 방출이 좋지 않아.

5. 혜택 평가 및 비용 분석

프로세스 매개 변수 최적화 후, 상당한 경제적 이점과 품질 개선이 이루어졌습니다:

5.1 품질 향상 결과

묘비 결함 속도는 감소했습니다 29% 에게 18%, an 11 백분율 포인트 감소. IPC-7912 표준에 따라 계산됩니다, 프로세스 기능 지수 CP가 개선되었습니다 0.89 에게 1.32, 그리고 CPK는 개선되었습니다 0.72 에게 1.08.

5.2 경제 이익 계산

1. 비용 절감을 재 작업하십시오: 66 주당 SMT 라인 당 결함이있는 보드가 적습니다. ~에 2 보드 당 다시 재 작업:
   노동 저축 = 66 보드 × 2 최소/보드 × 8 선 × 4 주 = 4224 최소/월
   비용 절감 = 90 RMB/Hour × (4224 / 60) = 6,336 RMB/월

2. 생산량 증가 이익: 사전 개선, 잘못 등록을위한 프린터 조정은 약. 5 최소/라인/데이:
   노동 저축 = 5 최소/일 × 30 날 × 8 라인 = 1200 최소/월
   출력 증가 이익 = (1200 / 60 / 24) × 1500 보드/일 × 90 RMB/보드 = 112,500 RMB

3. 총 월간 비용 절감 = 6,336 + 112,500 = 118,836 RMB

6. 풀 프로세스 품질 관리 시스템 구축

묘비 문제를 철저히 해결합니다, 모든 단계를 다루는 포괄적 인 품질 보증 시스템을 구축하는 것이 필수적입니다.: 들어오는 재료 → 프로세스 내 생산 → 완제품 검사 → 판매 후 고장 분석.

6.1 들어오는 품질 관리 (IQC)

IQC는 첫 번째 체크 포인트입니다. PCB 구리 호일과 같은 주요 원료 기판 외관 및 치수 샘플링 검사가 필요합니다: 구리 호일 표면에는 산화가 없어야합니다, 핀홀, 그리고 흠집; 기판 두께 공차는 ± 0.05mm 표준을 충족해야합니다.

6.2 프로세스 품질 관리 (IPQC)

IPQC는 전체 PCB 제조 공정에 걸쳐 있습니다, ~와 함께 “품질 체크 포인트” 각 키 작동 후. 내부 층 이미징 후, 추적 폭/간격 및 에칭 균일 성을 검사하십시오; 라미네이션 후, X- 레이 검사를 사용하여 인터레이어 공극 및 오해를 확인하십시오.; 도금 후, 구리 두께 테스터를 사용하여 구멍과 표면 구리 두께를 측정하십시오..

6.3 최종 품질 관리 (FQC)

FQC는 배송 전 최종 테스트입니다, 세 가지 주요 차원을 포함합니다: 모습, 전기 성능, 신뢰성. 외관을 위해, 매뉴얼과 AOI 검사의 조합을 사용하십시오; 전기, 공연하다 100% 열리지 않거나 반바지를 보장하기 위해 플라잉 프로브 또는 손 초과 테스트; 신뢰성을 위해, 고객 요구 사항에 따라 환경 테스트를 수행합니다.

7. PCB 설계 최적화 권장 사항

프로세스 최적화를 넘어서, PCB 설계 최적화는 묘비 결함을 방지하는 데 중요합니다.

7.1 패드 디자인 표준

랜드 패턴 설계 최적화 - 적절한 패드 확장 치수 확인. 패드의 가장자리가있는 시나리오를 피하십시오 (일직선) 45 °를 초과하는 습식 각도를 형성합니다. IPC-7351 표준에 따르면, ~을 위한 0402 구성 요소, 패드 간격은 0.35 ± 0.05mm 이내에 제어해야합니다, 패드 너비는 0.5 ± 0.05mm이어야합니다.

7.2 레이아웃 최적화 전략

부족한 구성 요소 레이아웃은 크기 크기 변화로 이어질 수 있습니다. 구성 요소 PCB에서. 리플 로우 납땜 중, 이것은 과도한 온도 차이를 유발합니다, 구성 요소의 양쪽에서 고르지 않은 가열, 그리고 묘비. 균일 한 열 분포를 보장하기 위해 설계 중에 고출력 장치 옆에 작은 구성 요소를 배치하지 마십시오..

8. 후속 조치 및 지속적인 개선

개선의 지속 가능성을 보장하기 위해 다음 조치가 구현되었습니다.:

8.1 지속적인 모니터링 및 통계 분석

묘비 수율 데이터를 지속적으로 수집하십시오 30 날, 모니터링을 위해 제어 차트를 활용하십시오, 지속적인 개선 효과를 확인합니다. 10 월의 데이터는 지속적인 개선이 심각한 것으로 나타났습니다, 잘못 등록에 지속적으로 긍정적 인 영향을 미칩니다.

8.2 인과 관계 분석 및 제어 표준

개선 결과를 기반으로합니다, 잘못 등록과 묘비 사이의 인과 관계를 연구하십시오, 제어 표준을 설정하십시오, 이를 매일 관리에 통합합니다. 구현 a “품질 추적 성 코드” 각 PCB에 대해, 원료 배치와 같은 기록 정보, 생산 장비, 검사 데이터, 그리고 운영자.

8.3 확장 및 기술 이전

이 DOE의 결과를 다른 생산 라인 및 제품 모델로 확장. 프로세스 매개 변수 데이터베이스를 설정하십시오, 입증 된 솔루션의 매개 변수를 표준화하십시오, 새로운 프로그램 디버그 시간을 줄입니다 24 몇 시간 3 시간.

9. 결론과 전망

DOE 방법론 사용, 우리는 솔더 페이스트 잘못 등록에 영향을 미치는 주요 프로세스 매개 변수를 성공적으로 식별하고 묘비 결함 속도를 줄였습니다. 29% 에게 18% 매개 변수 최적화를 통해. 이는 약 118,836 엔의 월별 비용 절감을 달성합니다, 연간 약 1426 백만 엔의 연간 절약으로 번역.

앞을 내다보며, 우리는 프로세스 연구를 더욱 심화시킬 것입니다, 프로세스 매개 변수 최적화에서 AI 기술의 적용을 탐색하십시오., 지능형 프로세스 최적화 시스템을 구축하십시오, 제품 품질 및 생산 효율성의 지속적인 개선을 달성합니다..

신제품 소개 요구가있는 전자 제조업체의 경우, UGPCB와 같은 원 스톱 솔루션 제공 업체를 선택하는 것이 좋습니다., PCB 디자인을 통합합니다, 조작, PCB, 그리고 PECVD 서비스. 설계 단계에서 PCB 및 PCBA 프로세스 중 잠재적 인 문제를 고려합니다., 다양한 시뮬레이션 테스트를 수행합니다, 들어오는 재료에서 테스트 및 포장에 이르기까지 풀 프로세스 품질 관리 시스템을 구현하십시오., 제품 품질 안정성 및 일관성 보장.