Zašto se vaši MLCC-ovi i dalje kvare nakon depaneliranja?

Zašto se vaši MLCC-ovi i dalje kvare nakon depaneliranja?

Pravilo V-reza koje nitko nije nametnuo

U lošem zapisu se tvrdilo da je riječ o "periodičnom kratkom spoju". Klijent je bio pristojan u vezi s tim, što je stvar pogoršalo. Serija upravljačkih ploča zapravo je imala problema s izgaranjem, a zatim je počela izbacivati nasumične greške na proizvodnom podu - različiti sustavi, različiti dani, nikakav obrazac koji nitko nije mogao uočiti.

Rastavili smo jednu od radnih ploča za zaustavljanje. Pod mikroskopom ništa. Pod rendgenom apsolutno ništa primjetno. Trebala je akustična provjera da bismo to pronašli: keramički kondenzator -- MLCC iz 0805. koji se nalazio 2 milimetra od ruba ploče -- bio je potpuno napuknut, a tijelo je bilo paralelno s mjestom prestanka proizvodnje. Pukotina je bila nevidljiva izvana. Bio je to tradicionalni pukotina pri savijanju , i to je dopuštalo unutarnjim elektrodama da se povremeno dodiruju.

Uzrok je bio u podacima o stilu, a ne u proizvodnoj traci. Kondenzator je bio udaljen manje od 1 mm od V-CUT  linija bodovanja. Kada je panel podijeljen, stres i anksioznost uzrokovani savijanjem pratili su ravnomjerno komponentu.

Što V-rez zapravo čini kada ga slomite

V-urez je namjerno slaba linija. Proizvođač reže utor u obliku slova V - obično dubok 1/3 debljine ploče, s obje strane - i ploča se lako lomi duž te linije kada se panel odvoji. Jeftino je, brzo se lomi i za ploče pravokutnog oblika to je zadana vrijednost. panelizacija  pristup u industriji.

Međutim, evo što oglašavanje i marketing prešućuju: pucanje V-reza je kontrolirani lom. Kada savijate ploču, napetost se koncentrira na vrhu V-utora, a lom se širi duž linije utora. To su namjeravane navike. Nenamjerni dio je ono što se događa nakon toga - napetost se ne zaustavlja na rubu ploče. Moment savijanja zrači prema van iz utora, preko spojni spojevi za lemljenje  i u bilo što pričvršćeno na površinu unutar određenog raspona linije.

Ako je to "bilo što" otpornik, možete dobiti pukotinu lemnog spoja -- uočljivu, popravljivu, iritantnu. Ako je to... višeslojni keramički kondenzator , dobivate potpuno drugačiju videoigru.

Zašto MLCC-ovi gube ovu specifičnu loto igru

Keramički kondenzatori su jedna od najosjetljivijih komponenti u cijelom sklopu na mehaničko savijanje, a za to postoji i razlog: dielektrik je završena keramika. Keramika se ne savija, ne lomi se, ne puca. Kada... Tijelo MLCC-a  je zakrivljena izvan svog ograničenja savijanja, pukotina počinje na rubu ploče i proteže se dijagonalno prema gore s unutarnjim slojem elektroda, držeći se linije maksimalnog naprezanja smicanja.

Štetu pogoršava i unutarnji okvir kondenzatora -- rotirajući slojevi keramičkih i čeličnih elektroda, možda 100 slojeva u uobičajenoj X7R komponenti. Lom ne mora oštetiti komponentu na pola da bi uzrokovao kvar. Dovoljno je pomaknuti jedan sloj elektrode dovoljno daleko da dodirne susjedni. To je periodični kratki period koji dolazi i odlazi s razinom temperature, rezonancijom i savijanjem ploče. Dio izgleda dobro. U podatkovnom listu piše da je odličan. Sklop se razlikuje.

I postoji posebna okrutnost MLCC fraktura: gotovo su neotkrivene. Pukotina je unutarnja, paket je oblikovan ili zaključen preko pukotine, a klasične metode procjene - AOI, X-ray - redovito ih propuštaju. Pukotina se pouzdano uhvati samo s akustična mikroskopija  (CSAM) ili oprezni presjek, zbog čega prolaze kroz proizvodnju i mjesecima kasnije pojavljuju se kao kvarovi područja.

Brojke odobrenja i zašto se razlikuju

Ključno pitanje je osnovno: koliko je zapravo blizu, uopće je blizu? Odgovori industrije nisu dosljedni, što vam govori nešto o tome kako se rješava ovaj neuspješan način rada.

- Neke kuće s pločama navode 0,5 mm kao minimalni razmak između komponente i V-reza

- The IPC  savjet i većina proizvođača zahtijeva 1.0 mm  od objekta V-žljeba do najbližeg bakrenog ili elementnog tijela

- Mnogo konzervativnije preporuke - uključujući i brojne pružatelje hitne medicinske pomoći s neugodnim iskustvom u području - kažu 1,27 mm do 2,0 mm , a neki idu čak do 5 mm  posebno za keramičke kondenzatore

Razlika između 0,5 mm i 5 mm nije pokazatelj komplikacije. To je razlika između "komponenta fizički ne ometa uređaj za rezanje" i "dio preživi napetost cijepanja". Zazor od 0,5 mm zadovoljava prvi standard. Ne radi gotovo ništa za drugi. Polje naprezanja savijanja oko V-reza ne podnosi barijeru od pola milimetra - širi se daleko pored nje, a stvarna zona oštećenja ovisi o debljini ploče, materijalu, dubini igre i načinu na koji se vrši cijepanje.

Razumna regulacija koju sam uključio ovisi o tome, nakon što sam vidio previše napuknutih kondenzatora: mLCC i razne druge keramičke komponente držite najmanje 2 mm od bilo kakve V-rezane linije i tretirati sve bliže od 1 mm kao problem koji čeka na dan proizvodnje.

Zašto je ovaj neuspjeh tako lako pripisati pogrešnoj proslavi

U nastavku slijedi dio koji ovaj problem čini doista štetnim za funkcionalnu vezu: do trenutka kada se ploče postave i pojavi se kvar, 3 različita događaja mogu ukazivati jedan na drugi.  

The Proizvođač PCB-a  izrezao V-utor precizno prema specifikacijama. Postavljanje je postavilo elemente točno tamo gdje je Gerber rekao. dizajner  usmjerili su format s kondenzatorom odmah pored linije za rezultat, budući da ništa u njihovom DRC-u nije to označilo. Nitko nije prekršio smjernice. Pravila jednostavno nisu sadržavala ono što je važno -- zbog činjenice da razmak od komponente do ruba  nije standardna DRC provjera. Većina CAD uređaja ne mjeri i domet do linije ocjenjivanja panela; panelizacija se obično događa nakon što je formatiranje završeno, u zasebnoj radnji, obično od strane druge osobe.

To je strukturna praznina. Inženjer za raspored postavlja dijelove na rub izmišljene ploče. Inženjer za panelizaciju naknadno uključuje V-rez. Niti jedno od njih ne vidi konsolidiranu sliku. Pukotina se razvija, ne stvara.

Što to zapravo zaustavlja

Mogućnosti su razumljive, jeftine i uznemirujuće nedovoljno iskorištene:

Primijenite područje zabrane u rasporedu, ne samo u crtežu panela.  Uređaj za upravljanje zona bez komponenti  od najmanje 2 mm oko svake linije zarezivanja prije nego što počnete s usmjeravanjem. Ako vaš EDA alat podržava propise o dizajnu, kodirajte ga - udaljenost od dijela dvorišta do ruba ploče. Ako ne podržava, to je stavka kontrolne liste pri svakoj procjeni rasporeda. Ovo se bilježi u iskazu; DRC je mjesto gdje bi se trebao bilježiti, ali obično se ne bilježi.

Namjerno odaberite pristup razdvajanja.  V-rez je pogrešan alat za ploče s osjetljivim dijelovima blizu rubova. Ruter se dijeli  (usmjeravanje tabova s računalom ugrizi miša  ili usmjeravani profil) stvara puno manje naprezanja savijanja, jer se ploča ne savija - ona se smanjuje. Lasersko slaganje  iLI laserski prijenos  je još jedna alternativa, posebno za tanke ili lomljive podloge. Razlika u cijeni je stvarna, međutim mala je u usporedbi s ispitivanjem kvara na terenu.

Ako je V-rez neizbježan, osigurajte osjetljive dijelove mjesto lažne tračnice  ili dodatne jezičke za izbijanje kako bi se napetost apsorbirala prije nego što dođe do područja elementa. Orijentirajte liniju zarezivanja dalje od keramičkih populacija visoke gustoće. Za ploče gdje MLCC-ovi trebaju biti blizu ruba, razmislite o fleksibilnom ljepilu ispod komponente ili serijskom otporniku - iako je iskreno, popravak dizajna općenito jeftiniji.

Testirajte to u fazi modela, čim prije.  Naselite ploču, podijelite je na način na koji će je proizvodnja podijeliti i provedite proces proizvodnje kroz ploče akustičnom mikroskopijom ili na najmanje 500 termičkih ciklusa. Ako se MLCC-ovi razdvoje, shvatit ćete kada imate pet ploča, a ne pet tisuća. Ovaj skupni test otkriva cijelu klasu nedostataka - i praktički nitko ga ne provodi.

Regulativa rasporeda koja se sama isplati

Izračun cijena ovdje se podudara sa svakim drugim problemom koji se može izbjeći na ovom tržištu. Pomicanje kondenzatora za 1,5 milimetra ne košta ništa u fazi projektiranja - softver za usmjeravanje ne naplaćuje po milimetru. Hvatanje podjele na prototipu košta popodne akustičkog skeniranja. Pronalaženje u proizvodnji košta zaustavljenu liniju, karantenu i analizu neuspjeha koja traje tjednima. Pronalaženje na terenu košta vas partnerstva s potrošačem.

Pravilo je dovoljno jednostavno da se napiše na ljepljivoj bilješki: nema keramičke komponente unutar 2 mm od V-rezane linije nametnite to u rasporedu, provjerite u evaluaciji i validirajte na prvoj ploči. MLCC-ovi će vam sigurno zahvaliti - mirno, iznutra svojih neoštećenih keramičkih tijela, gdje rascjep nikada nije imao priliku započeti.