Поддержка по электронной почте
info@kingfieldpcb.comПозвоните в службу поддержки
+86-13828722658Рабочий час
Пн - Пт 08:00 - 17:00
Если честно, когда слышишь ?поверхностный монтаж?, первое, что приходит в голову — это паяльная печь и компоненты на плате. Но на деле это лишь верхушка айсберга. Многие, особенно те, кто только начинает заказывать сборку, думают, что главное — это цена за точку пайки. А потом удивляются, почему плата с ?дешёвым? монтажом не работает, или почему поверхностный монтаж на высокочастотных платах даёт такие наводки. Сам через это проходил.
Вот, допустим, присылаешь производителю файлы — Gerber, BOM, центровки. Всё по инструкции. А потом получаешь образцы, и оказывается, что мелкие компоненты 0201 смещены, или паяльная паста под большими BGA-корпусами распределилась неравномерно. И начинается: ?это у вас в файлах ошибка?, ?это паяльная паста такая?. Опыт работы с разными сборщиками, включая ООО Цзиньеда Электроник (Шэньчжэнь), показал, что проблема часто в цепочке ?проектирование — технология — исполнение?. Компания, которая занимается полным циклом, от проектирования до сборки, как та же Цзиньеда, обычно имеет лучшее понимание этих стыков. Они с 2013 года на рынке, и видно, что инженеры у них часто задают уточняющие вопросы по BOM ещё до начала производства — не для формальности, а чтобы избежать именно таких сюрпризов.
Был у меня случай с одним заказом на датчики. Плата небольшая, компоненты в основном пассивные, но один микроконтроллер в корпусе QFN. На первом прототипе от другого поставщика была жуткая проблема с мокрыми подушечками (voiding) под тепловым рассеивателем этого QFN. Переделывали трижды, меняли пасту, профиль печи — безрезультатно. Потом обратились в компанию, которая делает акцент именно на комплексных услугах. Их технолог сразу спросил не только о файлах, но и о предполагаемых режимах работы платы, о тепловом режиме именно этого чипа. Оказалось, что в моём BOM была рекомендованная паста, но не для случая, когда под корпусом есть большая тепловая площадка. Они предложили другую, с иным составом флюса и размером частиц. И — о чудо — проблема ушла. Это тот самый момент, когда понимаешь, что поверхностный монтаж — это не отдельный цех, а часть инжиниринга.
Ещё один важный момент — это трафареты. Казалось бы, просто кусок нержавейки с отверстиями. Но толщина, геометрия апертур, полировка стенок — всё это влияет на объём и форму нанесённой пасты. Для тех же компонентов 0201 или для плотных шагов BGA-шариков это критично. Иногда дешевле заплатить за более качественный трафарет с лазерной резкой и электрополировкой, чем потом выбраковывать партию плат или бороться с мостиками.
Паяльная паста, флюсы, даже сами PCB — тут экономия почти всегда выходит боком. Особенно для серийных заказов. Помню историю с одной партией промышленных контроллеров. Заказчик решил сэкономить и закупил пасту у непроверенного местного поставщика, подешевле. Всё шло хорошо, пока платы не попали на термоциклирование. После 200 циклов начались отказы — трещины в паяных соединениях, особенно на компонентах с большой массой. Причина — паста с высоким содержанием серебра и плохой смачиваемостью после многократного нагрева. Пришлось полностью перепаивать партию, что в итоге вышло в разы дороже.
Поэтому сейчас при выборе партнёра для сборки я всегда смотрю на их политику по материалам. На сайте kingfieldpcb.ru в описании услуг, кстати, прямо указано, что они используют материалы от проверенных мировых поставщиков (названия, конечно, не пишут, но по опыту сотрудничества — это Alpha, Indium, подобные бренды). Это не реклама, а необходимость. Потому что если сборщик экономит на пасте, покупая no-name, то вся его современная линия поверхностного монтажа с оптическим контролем и 3D SPI теряет смысл. Мусор на входе — мусор на выходе.
Отдельно про сами печатные платы. Качество поверхности — HASL, ENIG, иммерсионное олово — напрямую влияет на паяемость. Был неприятный опыт с платами под иммерсионным оловом от одного завода. Визуально — прекрасно. Но в процессе хранения, всего за пару месяцев, на поверхности началось окисление. В результате на монтаже получились плохие смачиваемые соединения, особенно по краям площадок. Хороший сборщик должен уметь не только припаять, но и заранее предупредить о таких рисках, исходя из выбранной технологии и условий будущей эксплуатации устройства.
Многие думают, что если на линии стоит автоматический оптический контроль (AOI), то все проблемы решены. Увы, это не так. AOI — отличный инструмент, но он зависит от программы, освещения, углов обзора. Он хорошо ловит отсутствие компонентов, перевороты, грубые смещения. Но он может пропустить плохую пайку под корпусом микросхемы, микротрещины или недостаточное количество припоя на шариках BGA.
Поэтому в серьёзных проектах всегда настаиваю на комбинации методов: SPI (контроль паяльной пасты до монтажа), AOI после пайки, а для ответственных узлов — выборочный рентген-контроль (AXI). Особенно это важно для поверхностного монтажа компонентов с скрытыми выводами. Компания Цзиньеда в своих описаниях делает акцент на комплексном контроле, и это правильно. Потому что дефект, пропущенный на этапе сборки, обходится в десятки раз дороже при обнаружении на стороне заказчика или, что хуже, у конечного пользователя.
Один раз наблюдал, как на линии из-за неправильно настроенного порога в AOI пропускали микросхемы памяти, которые были припаяны с небольшим наклоном (tombstoning эффект в зачаточном состоянии). Платы проходили контроль, но на функциональном тесте давали сбой. Проблему нашли только после ручной проверки под микроскопом выборочных плат. Выяснилось, что в AOI был слишком широкий допуск по углу, чтобы не было ложных срабатываний на других компонентах. Пришлось переписывать программу, разделив проверку для разных типов корпусов.
Компоненты становятся всё мельче. 0201 уже никого не удивляет, в ход идут 01005. Это требует не только точного оборудования, но и идеальной подготовки поверхности платы, контроля влажности в упаковках компонентов (проблема ?вспучивания? — popcorning), и, конечно, виртуозной настройки профиля печи. Малейший перегрев — и микроскопический компонент просто улетает с потоками воздуха или перекашивается.
Другая головная боль — это сборка в корпус (Package on Package, PoP), когда одна BGA-микросхема монтируется поверх другой. Здесь критически важна точность нанесения пасты и дозирование флюса между корпусами. Недостаток флюса — холодная пайка, избыток — короткие замыкания. Нужен очень точный контроль по рентгену. Не каждый завод возьмётся за такое, нужен именно опыт в сложном поверхностном монтаже.
И ещё про тепловые режимы. Бессвинцовые припои (RoHS) требуют более высоких температур пайки. Это создаёт нагрузку и на компоненты, и на саму PCB. Особенно для плат со множеством слоёв и разной тепловой массой в разных зонах. Построить универсальный температурный профиль для такой платы — это искусство. Часто приходится идти на компромиссы или использовать зональный нагрев. В этом плане, кстати, полезно, когда поставщик, как упомянутая компания, предлагает полный цикл — от проектирования платы с учётом тепловых деформаций до её сборки. Они могут заранее, на этапе разводки, дать рекомендации по балансировке медного покрытия или размещению термопереходов, чтобы упростить жизнь на производстве.
Итак, к чему я веду. Выбирая подрядчика для поверхностного монтажа, смотришь не только на ценник и наличие оборудования SMT. Смотришь на глубину экспертизы. Готов ли их технолог вникнуть в твою задачу, задать неудобные вопросы по BOM или конструкции платы? Есть ли у них чёткий процесс валидации новых проектов (first article inspection)? Как они работают с нестандартными компонентами или с компонентами, чувствительными к статике?
Опыт показал, что компании, позиционирующие себя как поставщики комплексных услуг, часто оказываются более надёжными партнёрами для сложных или серийных проектов. Потому что для них сборка — не изолированная операция, а часть общего процесса создания работоспособного изделия. Они заинтересованы в том, чтобы плата, которую они собрали, работала долго и без сбоев. Это снижает риски и в конечном счёте экономит время и нервы.
Поэтому, когда видишь описание вроде ?ведущий поставщик комплексных услуг в области разработки и проектирования электронных продуктов, производства и сборки печатных плат?, как у Цзиньеда, это должно означать не просто список цехов, а наличие сквозной инженерной культуры. Культуры, где человек, отвечающий за поверхностный монтаж, может позвонить проектировщику и сказать: ?А давай вот эту площадку увеличим на 0.1 мм, чтобы надёжнее было??. И это, пожалуй, главный критерий.
В общем, поверхностный монтаж — это история про детали, про материалы, про контроль и, в конечном счёте, про людей, которые понимают, что делают. И когда находишь таких людей или такую компанию, стараешься держаться за них. Потому что хорошая сборка — это не просто припаянные детали. Это уверенность в том, что твоё устройство будет работать как задумано.
