Управление качеством

У правление качеством производства печатных плат

Основой электронных изделий является, казалось бы, обычная печатная плата (ПП), которая проводит электрический ток и передает информацию. Ее качество напрямую определяет стабильность и срок службы устройства, а также удобство для конечного пользователя. От точного управления смартфонами до критически важных систем космических аппаратов, надежность и производительность ПП остаются ключевыми задачами в производстве электроники. Создание строгой и эффективной системы управления качеством стало жизненно важным для производителей ПП.

Источник дизайна: предварительный контроль качества дизайна для технологичности

Основой управления качеством является проектирование. Внедрение концепции «Проектирование для технологичности» (DFM) требует тесного взаимодействия инженеров-конструкторов и экспертов по производству печатных плат:

Правила прежде всего:

Установите четкие спецификации технологических возможностей для ширины линий и интервалов между ними, ширины кольцевого отверстия и выравнивания слоев, чтобы предотвратить превышение проектными решениями пределов заводского технологического процесса.

Проверка с помощью моделирования:

Используйте программное обеспечение для моделирования распределения тока, целостности сигнала и термического напряжения, чтобы заблаговременно исключить потенциальные риски отказов.

Стандартизированная библиотека компонентов:

Создайте проверенную библиотеку компонентов, чтобы избежать проблем, связанных с процессом, таких как некачественная пайка и холодные паяные соединения.

Строгий контроль входящих материалов: высококачественные подложки — основа надежности

Качество таких материалов, как медный ламинат (CCL), медная фольга и препрег (PP), основа печатной платы, имеет решающее значение：

Сертификация поставщиков:

Внедрение строгой системы оценки поставщиков и регулярный аудит их возможностей по обеспечению качества и стабильности.

Ключевые эксплуатационные испытания:

Точное измерение температуры стеклования (Tg), коэффициента теплового расширения (CTE), прочности на отрыв, диэлектрической проницаемости (Dk), коэффициента рассеяния (Df), толщины медной фольги и шероховатости поверхности входящих материалов для обеспечения соответствия проектным требованиям.

Контроль условий хранения и окружающей среды:

Требуется строгий контроль температуры, влажности и циклов хранения на складе, особенно для высокогигроскопичных материалов (например, некоторых высокочастотных подложек), чтобы предотвратить влияние влаги на последующую обработку.

Прецизионный контроль процесса: обеспечение надежности в каждой детали

Процесс производства печатных плат сложен и включает десятки этапов, включая перенос шаблона, травление, ламинирование, сверление, гальванизацию, нанесение паяльной маски и обработку поверхности. Каждый этап требует строгого контроля:

Мониторинг ключевых параметров:

Такие параметры, как энергия экспонирования, концентрация проявителя, коэффициент травления, температура и профиль давления ламинирования, параметры сверления (скорость вращения, скорость подачи), толщина иммерсионного золота/олова (например, толщина иммерсионного золота должна контролироваться в пределах 0,05–0,15 мкм), толщина паяльной маски и степень отверждения и т. д., реализуются с помощью системы статистического контроля процесса (SPC).

Управление чистотой окружающей среды:

Такие процессы, как перенос шаблона и нанесение паяльной маски, требуют исключительно высокой чистоты окружающей среды, требующей строгого контроля количества частиц пыли в чистом помещении.

Техническое обслуживание и калибровка оборудования:

Для обеспечения соответствия технологического процесса (Cp/Cpk) проводятся периодические профилактические работы и прецизионная калибровка ключевого оборудования, включая фотоплоттеры, экспонирующие установки, линии травления, сверлильные станки, гальванические линии и летающие зондовые тестеры.

Проверка первого изделия (FAI):

Перед началом серийного производства первая деталь проходит комплексную и тщательную проверку физических размеров, электрических характеристик и внешнего вида для подтверждения правильности настроек технологического процесса.

Множественные тесты: создание качественной сети защиты без слепых зон

Автоматизированный оптический контроль (AOI):

После травления внутреннего и внешнего слоев и нанесения паяльной маски AOI эффективно обнаруживает такие дефекты, как обрывы, короткие замыкания, царапины, точечные дефекты и остаточную медь.

Электрические испытания (E-Test):

Тестирование летающим зондом или специализированным методом «ложа гвоздей» гарантирует 100%-ную связность (отсутствие обрывов) и изоляцию (отсутствие коротких замыканий) схемных цепей, обеспечивая максимальную защиту электрических характеристик.

Автоматизированный рентгеновский контроль (AXI):

Неразрушающий внутренний структурный контроль микропереходов, глухих и скрытых переходных отверстий на платах с высокой плотностью межсоединений (HDI) гарантирует качество стенок отверстий и надежность межслойных соединений.

Анализ микрошлифов:

Разрушающее разделение выполняется в критических местах или для обнаружения предполагаемых дефектов, после чего под микроскопом проводится микроскопическая оценка качества, такая как толщина меди в отверстиях, однородность гальванического покрытия, выравнивание внутренних слоев и заполнение смолой.

Испытания на надежность:

сюда входят испытания на термическую нагрузку (например, погружение в припойную ванну с температурой 288 °C), испытания на термоциклирование, испытания на миграцию ионов (CAF), испытания на паяемость, а также испытания на старение при высоких температурах и высокой влажности для имитации экстремальных условий и проверки долгосрочной надежности.

Прослеживаемость и замкнутый цикл совершенствования: пусть данные способствуют повышению качества

Система прослеживаемости всего процесса:

Используя штрихкоды и систему MES, мы обеспечиваем полную прослеживаемость всего процесса, от номеров партий сырья до каждой печатной платы, включая производственное оборудование, параметры процесса, операторов и результаты испытаний.

Статистический анализ данных о дефектах:

Мы систематически собираем данные о дефектах на всех этапах и анализируем первопричины с помощью таких инструментов, как диаграммы Парето и «Рыбьей кости» (например, недостаточная толщина иммерсионного золота в партии может быть связана с колебаниями концентрации химических веществ или дрейфом параметров оборудования).

Корректирующие и предупреждающие действия (CAPA):

В случае повторяющихся дефектов или серьёзных отклонений мы внедряем эффективные корректирующие действия и разрабатываем превентивные механизмы, обновляем документацию FMEA (анализа видов и последствий отказов) и постоянно оптимизируем технологические процессы и планы контроля.

Замкнутый цикл обратной связи с клиентами:

Мы создаём эффективный процесс обработки жалоб клиентов, оперативно передавая информацию о неисправностях на завод для анализа и улучшения.

Сертификация системы и внедрение стандартов: краеугольный камень управления качеством

Соответствие международным/отраслевым стандартам:

Мы строго соблюдаем такие авторитетные стандарты, как IPC-A-600 (приемлемость печатных плат), IPC-6012 (спецификация характеристик жестких печатных плат), IPC-4101 (спецификация базовых материалов) и IPC-SM-840 (спецификация паяльной маски).

Создание комплексной системы качества:

Мы получаем и поддерживаем такие сертификаты, как ISO 9001 (система менеджмента качества), IATF 16949 (автомобильная промышленность), AS9100 (авиакосмическая промышленность) и ISO 14001 (экологический менеджмент), для обеспечения систематического и стандартизированного управления.

Обучение и сертификация персонала:

Мы проводим обучение и сертификацию по стандартам IPC (таким как IPC-A-600 CIS и IPC-6012 CIS) для ключевых сотрудников (например, операторов, инспекторов и инженеров-технологов) для повышения их профессиональных навыков и осведомленности в вопросах качества.

В эпоху Интернета всего печатные платы, как «нейронная сеть» электронных изделий, имеют ценность, выходящую далеко за рамки физического уровня. От проактивного планирования на этапе проектирования до тщательной обработки каждого дюйма медной фольги и многоуровневой защиты многоуровневой сети контроля – только интегрируя понимание качества в саму структуру производства, мы можем создать нерушимый фундамент надежности, даже в мельчайших деталях. Превосходное управление качеством печатных плат – это не только отточенное мастерство, но и негласная гарантия надежности каждого соединения, гарантирующая, что каждая передача электрического сигнала будет доставлена заслуживающим доверия способом.