PCBA生产过程中的常见问题

随着电子行业的不断发展，面对客户们的各种需求，市场竞争力等挑战，越来越多产品追求小体积，低成本。这给设计师们在空间，元件数量，元件类型的采用上加了一些限制，给设计带来一定的难度，一些先天的设计缺陷无可避免地被带到产品上来，给生产过程带来了困扰。

一个良好的生产管理，不仅能高效，高质的完成产品的生产，也能一定程度上包容设计缺陷。接下来的一段时间，下面和大家分享电子产品的主体硬件部分PCBA的相关生产技术，常见问题及对应的预防措施。

如以下PCBA的生产流程图，其中忽略了生产过程中的一些人工外观检查，SMT印刷锡膏后的锡膏厚度检查，SPC的一些监控手法等。今天我们就从前加工开始分享。

前加工（preforming）包含一些物料的准备工作。最主要包含标签的列印和元器件的烘烤，及IC的烧录工作等。

1、标签的列印标签有很多种，包含序列号标签，网络地址标签等。每个客户需求不同，列印的标签类别和格式略有不同。其中最不少缺少的是序列号标签。每个PCBA上都有一个唯一的序列号，工厂有很多种叫法，如SN，PPID等，它和人的身份证号功能类似。这个序列号SN会被收集到SFCS（shop floor control system生产资讯管理系统）里做追踪。这个SN会与各工序的生产时间，作业员，所使用到的治工具，包括SMT使用的锡膏，刮刀，H/I所使用到的载具编号，IC里的烧录程式版本，测试用到的程式等信息一一连接起来。为后续了解这个产品的相关制造信息，调查问题提供关键检索信息。标签从最开始的一维纸质条码标签，到后来体积较小的二维条码标签， 再发展到逐渐引入的激光标签。纸质标签会存在一些人为的失误，容易出现打印品质不良导致后续无法扫描标签条码，序号重复，标签脱落等问题。这需要在生产过程中使用条码检测仪定期监测条码列印的品质。SFCS系统可以侦测出重复的SN标签，但有一定的漏洞，一些违规的操作，如撕标签，也可能使序号重复的产品流至客户端，不能完全杜绝。激光标签在线列印，由机器完成，不可撕下，可以有效防止人为故意的违规行为，至于是否有一些弊端，需要持续观察。

2、元器件的烘烤部分湿敏性器件（MSD）在使用前需要做烘烤的处理。如PCB，IC， LED等。这些都是PCBA生产中的关键器件，如未按要求烘烤会给生产带来毁灭性的灾难。PCB有多种类型，低端产品的PCB板多使用喷锡，OSP板。高端多层的服务器主机板使用浸银，浸金的居多。不过随着工业制造的发展，要求极高的服务器主机板也可以使用OSP板，OSP板成本低，只是对PCBA加工过程的时间管控要求严格。不过OSP不能进行烘烤，如果出现表面有机涂覆层异常的情况，PCBA加工厂不能直接烘烤使用，只能退给PCB生产厂商去除表面涂覆层，重新做新的表面处理。使用较多的浸银，浸金PCB板如需要但未按要求烘烤，因板内吸有潮气，最容易在回流焊，波峰焊的生产过程中，出现焊盘氧化造成的焊接不良。大面积的焊接不良，尤其是BGA，内存槽等焊接不良可能造成整板报废，有些焊接不良无法被工厂的测试完成检出，有流于客户端的风险。在高温的过程中，也可能出现PCB分层起泡的问题，同样会导致整块PCBA板报废。服务器主机板使用的IC，如CPU等，一般使用球形触点阵列BGA（ball grid array），如未按要求烘烤，在焊接过程中会出现鍚珠，焊点有气泡。部分BGA是可以维修更换以重新焊接，有些锡珠过多，又与附近的过孔焊在一起等复杂情形，是无法维修的，只能报废。有些湿敏度比较高的LED，未按要求烘烤会出现灯不亮的问题，这类问题在生产过程无法完全通过测试侦测出来，会流出至客户端，带来客户投诉。所以按要求烘烤湿敏性器件很重要。

3、IC烧录前加工的烧录是把IC从原装的边带或者托盘中取出，通过烧录器把软件加载到IC里的过程，这种叫离线烧录（offline programming），这种烧录方式有利有弊。相比在线烧录（online programming），离线烧录最突出的优点是用时少，对于产品的制造效率来说，这个优点尤为重要。但同时离线烧录也有一些弊端，把元件从连带或托盘里取出，放入烧录器底座，烧录完成后再摆回托盘，这个过程有过多的人工操作，会有一些作业问题产生，如漏烧录，烧录错软件，元件脚歪斜等。不过基本上这些问题，能在后续的测试过程中检测出来。完善烧录流程，做好首件的检查，记录，可以有效地避免IC在烧录过程中出现问题，减少品质成本。