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PCBA上電容開裂短路,怎么又是設(shè)計的錯?

發(fā)布時間:2022-01-24 17:17

作者:一博科技高速先生自媒體成員 王輝東


人生有很多意外,不要以為有過一次失敗,就總以為下次一定能成功,也許后面還有更大的

失敗等著你,要不然怎么會有個成語叫禍不單行。

上次,阿毛因為在PCB上添加郵票孔的位置不對,導(dǎo)致無法正常用分板機分板,被師傅葉清閑

點化了一下。


阿毛當時在PCBA車間撅著屁股留著汗,用鋸條鋸了半天的板,然后又用小刀刮了幾個小時的

毛邊,可謂是對郵票孔的印象,那真叫個刻骨銘心。


雖然經(jīng)過美女饒蕭蕭指點,心中豁然開朗,但他還是對郵票孔的連接方式心存芥蒂。他想換一種

成型方式,他現(xiàn)在比較看好V-cut方式。


為什么要用V切的方式呢,阿毛是這樣想的,用V切是一種萬能的分板方式,即使PCBA后不能用

分板機正常分板,也可以用手掰掉,關(guān)鍵是師傅動不動就喜歡用他的無上神功來分板。


這真是一種V切,兩種分板,妙哉妙哉。


他的這種想法,很快就有了實現(xiàn)之地。

這幾天阿毛又加急設(shè)計完一個PCB板,拼板的時候,特意在工藝邊用上了他心心念念的V切分板方式。

他想再也不會出現(xiàn),用分板機分板撞刀,分完板后PCB板邊毛刺參差不齊的情況。

下面是他在板加了工藝邊,用了零間距V-cut拼板。



PCB檢查完畢,輸出gerber,投板到工廠,阿毛這動作是行云流水,一氣呵成,頗有幾分大師風(fēng)范。
這次一定要扭轉(zhuǎn)在師傅葉清閑心中的不利局面。
臨近年關(guān),公司各種福利出現(xiàn),聽高人說:
“只要機會把握住,幾天住進大別墅。”
想著想著,阿毛臉上就露出了得意的笑容。
板子下了線,那就可以在家先美美的睡一天。
很快板子在PCB工廠做完了,下一步就要送到E公司的PCBA工廠了。
阿毛剛要準備第二天去跟線,正在這時電話鈴音響起,是PCBA工廠的饒美女讓阿毛明天去討論個問題。
阿毛一大早來到了PCBA工廠。
遠遠看到一美女,簡直就是女媧娘娘最得意最炫技的作品,究竟有多美,有詩為證:

烏發(fā)輕盤戴玉簪,唇紅齒白氣若蘭。
眉梢眼角藏秀氣,一顰一笑賽天仙。
誰言春花比貌嬌,花也羞怯不爭俏。
膚白貌美大長腿,不是蕭蕭還有誰。
沒有穿靜電服的饒蕭蕭如出水芙蓉,清新脫俗,美得不可方物。

阿毛這一刻有些沉醉,沉醉在這盛世美顏里不愿意醒來。

饒蕭蕭見阿毛如此,微微一笑,這一笑就如春風(fēng)吹皺了一池碧水,那漣漪竟也一漾一漾得,

撩得阿毛心湖內(nèi)浪起潮漲。

接下來,美女蕭蕭將告訴阿毛一個驚天秘密,讓阿毛又一次心潮激蕩,今朝難忘。

V切在PCB工廠做為常用的分板方式,

下圖是它V切的示意圖:

190-2.png

H表示成品板厚,T是V切以后的余厚,V切的角度通常有30°、45°、60°,也有板內(nèi)物體到板邊太近,

工廠有用20°V切刀成型的。通常V切角度越大,成品越好分板,但是對板邊的距離要求越大。

V-Cut的角度越大,表示板子邊緣被V-Cut切掉的部分就越多,相對的PCB上的線路就必須向板內(nèi)內(nèi)縮更多,

防止被V-Cut切割到受損。

V-Cut的角度越小,理論上越有利PCB的空間設(shè)計,可是卻不利PCB板廠的V-Cut鋸片壽命,因為越小的V-Cut角度,

就意味著V切電鋸的刀頭就要越細薄,也就越容易磨損與折斷其刀片。

V切分板的板厚范圍在0.8-3.5mm,但是個人建議V的成品板厚范圍最好在1.0-2.5mm,通常用30度的刀比較多,

下面是E公司的V切標注,大家可以從中看出什么亮點嗎?

如果板子太厚,V切后余厚太多,分板時毛刺會很大。
V切通常有如下的工藝需求:

下圖是PCBA工廠V切分板機的局部特寫

下面是PCBA工廠的V切分板的示意圖

現(xiàn)在阿毛提供的PCB光板,工廠加工完成后,V切余厚有點厚。

如下所示,1.6mm的成品板厚實測后余厚偏上限,切割深度偏淺,正常的V切余厚在0.5+/-0.1mm之間。

PCB裸板上正常與不正常的V切對比圖,如下所示:

V切角度越小,分板時應(yīng)力越大。

阿毛設(shè)計的PCB板內(nèi),有多處電容器件到PCB板邊太近,且垂直于板邊。下面為局部特寫。

通常SMT行業(yè)布局規(guī)范建議,片式元件與V_cut垂直布局時,距離須保持在4-5mm以上。但是目前器件到板邊的

垂直距離,最近的只有2.8mm。

未裝配的PCB建議后續(xù)修改連接方式開槽處理或者在布局將器件移到距板邊4-5mm及以上,避免機械應(yīng)力導(dǎo)致電容開裂,

大家通常認為分板機分板時是用刀切開的,其實在刀下切的過程中,給PCB板邊的器件有一個很大的應(yīng)力,有可能導(dǎo)致板

邊的電容開裂失效。

為了防止板邊電容受應(yīng)力開裂短路失效,需將器件在靠近板邊處開槽處理。

靠近V-cut線或郵票孔的元器件的放置方向如下圖所示,所受應(yīng)力1>3>2≈4和5,應(yīng)力越大越容易損壞器件。

190-12.png

因此建議元件盡量遠離郵票孔或V-cut線4-5mm以上。

平行方向優(yōu)于垂直方向,如圖所示器件3的擺放設(shè)計又優(yōu)于器件1。

PCB在過回焊爐的高溫區(qū)時,板子本身就會因為高溫超過玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)而軟化變形,如果V-Cut位置及凹槽深度設(shè)計得不好,

將導(dǎo)致PCB變形更嚴重,不利二次回流焊的制程。


如下圖所示的案例,電容短路問題都是發(fā)生在C1732位號,C1054位號無問題,且檢驗的時候發(fā)現(xiàn)板卡的毛邊現(xiàn)象特別嚴重,

推斷可能與分板有關(guān)系。

190-14.png

190-15.png

電容外表很緊密,內(nèi)部放大看有縫隙。


190-16.png


190-17.png


現(xiàn)在PCB板子已做好,雖然PCB上面的V-Cut也可以使用手動的方式來折斷,但建議不要使用手動的方式折斷或掰斷V-Cut。
因為手動的時候會因為施力點的關(guān)系對PCB造成彎曲,這非常容易造成PCBA上面的電子零件破裂。

尤其是電容類零件,進而降低產(chǎn)品的良率與信賴性,有些問題甚至要使用一段時間后才會漸漸顯現(xiàn)出來。

現(xiàn)在阿毛的PCBA板用分板機也會產(chǎn)生應(yīng)力,會有上面案例發(fā)生的可能,也會有電容開裂的風(fēng)險。

饒蕭蕭問阿毛現(xiàn)在用什么分板方式。
阿毛說現(xiàn)在木已成舟,板已上線,不用分板機分板,用手掰風(fēng)險更大,用吧,應(yīng)該不會有這么倒霉吧。
結(jié)果阿毛分完板后沒幾天,他師傅葉清閑就給饒蕭蕭打來了電話。
說阿毛這小子是天賦異稟,天煞孤星。
他要注意誰誰倒霉,改善誰誰報廢。
任電容支離破碎,他自安然入睡。
阿毛制造,真是為博取美女一笑。
明天我讓他再去PCBA工廠一趟,煩請貴司工廠的同事們幫忙換下靠近板邊的幾個器件,因為電容開裂短路了。
哎,世間的事情誰又能說得清呢,正如饒蕭蕭說的得那樣:
“ 如果事與愿違,請相信上天一定是另有安排?!?/p>