PCB是電子產(chǎn)品的核心。可靠PCB是保證產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)性能的關(guān)鍵。如果PCB發(fā)生故障，產(chǎn)品很可能失去功能。本期新聞簡報將關(guān)注實(shí)現(xiàn)理想可靠性的幾種方法。

從PCB生產(chǎn)流程的一開始，可靠性就是一個關(guān)鍵因素。如果PCB的可靠性出現(xiàn)問題，終端產(chǎn)品就會有風(fēng)險。在開始階段就做到萬無一失非常重要。如果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完畢并進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)后再嘗試改善可靠性，就會給產(chǎn)品擁有者帶來巨大成本。對于某些產(chǎn)品（如醫(yī)療設(shè)備或汽車），這個問題甚至事關(guān)生死。

NCAB英國銷售總監(jiān)Ryan Pellow解釋道，“終端產(chǎn)品一旦組裝和交付后，PCB就成為一個被遺忘的組件，和其他組件一樣被安裝在產(chǎn)品中；此時，人們很容易忘記像PCB這樣看不見的小東西會影響終端產(chǎn)品的可靠性。”

及時消除隱患

要生產(chǎn)可靠的PCB，必須在生產(chǎn)流程中盡早考慮影響可靠性的方方面面。如果PCB設(shè)計(jì)有問題，此時是解決問題的最佳時機(jī)。

Ryan Pellow說，“不能將PCB與其他組件相提并論，因?yàn)镻CB是為特定產(chǎn)品和特殊應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的。作為一個組件，PCB的作用非常關(guān)鍵。設(shè)計(jì)良好的PCB可以提高終端產(chǎn)品的可靠性，降低故障風(fēng)險。”

NCAB英國技術(shù)經(jīng)理Steve Shipway 解釋道，“為保證PCB的可靠性，我們需要根據(jù)PCB的加工能力來制定設(shè)計(jì)指引。這樣，我們可以向客戶展示PCB最佳的設(shè)計(jì)平衡，從根本上確保客戶獲得我們提供的最具性價比的可靠產(chǎn)品。”

隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以獲得的解決方案日趨復(fù)雜。時至今日，PCB組件小得不可思議，可以在PCB上添加更多技術(shù)。PCB所含的技術(shù)越多，構(gòu)造和生產(chǎn)流程就越復(fù)雜。

Steve Shipway強(qiáng)調(diào)說，“需要關(guān)注的最重要的事情，比如確保PCB的線寬和線距與所需銅層厚度相適應(yīng)。基于目前獲得的元件類型，面臨著更小的線寬和線距，意味著銅層需要更薄。”

設(shè)計(jì)人員必須知道特定的銅厚要求是出于什么考慮，然后再進(jìn)行深入設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)至關(guān)重要。比如疊層設(shè)計(jì)，針對PCB的一些大電流需求，設(shè)計(jì)時要保證這些區(qū)域處于內(nèi)層，而不是外層，因?yàn)橥鈱油ǔＳ屑?xì)間距元件。這種設(shè)計(jì)方法可以簡化PCB生產(chǎn)。

Steve Shipway說，“技術(shù)越先進(jìn)，就越要付出更多努力，按最優(yōu)方式設(shè)計(jì)PCB以便于生產(chǎn)。這是保證最終功能可靠的唯一辦法。”

Ryan Pellow說，“對于高技術(shù)含量的產(chǎn)品，允許出錯的空間非常小，每個流程中的容差都很小。因此，必須加強(qiáng)PCB設(shè)計(jì)的各個方面。”

最終檢查”是生產(chǎn)流程中的倒數(shù)第二步。NCAB 批準(zhǔn)的質(zhì)量控制員正在根 據(jù)我們的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求目視檢查PCB。我們使用AVI將電路板與Gerber文件相比較。該流程比肉眼更快，但由控制員監(jiān)測。

相關(guān)PCB類型的理想生產(chǎn)廠

一旦設(shè)計(jì)完成后，通常無法要求原來的工廠在同樣工藝條件下生產(chǎn)難度更高的PCB。你必須確保制造商擁有相匹配的加工能力。

Steve Shipway說，“雖然雙層和HDI PCB的制造流程相似，但采用的技術(shù)卻很不相同。為保證可靠性，工廠需要對生產(chǎn)流程有深刻理解和控制。”

與此同時，設(shè)計(jì)PCB時要努力確保可以由盡可能多的工廠可靠地生產(chǎn)。這樣可以在保證質(zhì)量的同時獲得更好的交貨時間和最佳成本。

Steve Shipway說，“面對最新的元器件制造技術(shù)，PCB生產(chǎn)常常會遇到挑戰(zhàn)性難題。因此，必須避免匆忙做事。”他舉例說，“如果能夠避免通過六或七層盲孔或埋孔的設(shè)計(jì)來從BGA走線，而能夠?qū)⑵浜喕癁橐粋€標(biāo)準(zhǔn)的多層PCB，則可以避免所有的額外鉆孔和電鍍流程，大幅降低成本，同時提高產(chǎn)品的可制造性。”

Steve Shipway 強(qiáng)調(diào)，“如果能夠通過優(yōu)化設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品盡可能地適配各種制程能力，就可以將生產(chǎn)從一個工廠轉(zhuǎn)至另外一個工廠，減少風(fēng)險。”

如果一家工廠表現(xiàn)不佳或出現(xiàn)某些問題，則可以轉(zhuǎn)至另外一家工廠。最糟糕的是由于設(shè)計(jì)所限，你只能使用一家工廠。”

高于和超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求

要保證電路板的可靠性，一個因素是確保其符合行業(yè)IPC要求。NCAB集團(tuán)則在這方面更進(jìn)一步，制訂了自己的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品規(guī)格。目前的規(guī)格包括多達(dá)103項(xiàng)不同要求和標(biāo)準(zhǔn)。工廠在為NCAB生產(chǎn)PCB時必須遵循這些要求和標(biāo)準(zhǔn)。這是一份實(shí)時文件，在與客戶的合作過程中隨時更新和改進(jìn)。其中的某些要求比IPC第2類要求更嚴(yán)格。

Ryan Pellow解釋道，“不能像對待其他組件一樣對待PCB，因?yàn)橐紤]的層面太多。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC適用于許多不同類型產(chǎn)品、要求和功能水平。對于PCB來說，它無法覆蓋所有方面。對于產(chǎn)品擁有者來說，不可靠的PCB會帶來巨大風(fēng)險，因此，考慮到方方面面是非常必要的。”

“NCAB多年供應(yīng)PCB，在影響PCB質(zhì)量和可靠性的各種因素方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。其中可能涉及諸如材料選擇、生產(chǎn)中的實(shí)際孔銅厚度、防焊或藍(lán)膠的選擇，以便獲得最佳的產(chǎn)品性能和可靠性。NCAB已將這些參數(shù)納入其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之中。”

“這包括需要嚴(yán)格控制的某些特定方面。例如，工廠在生產(chǎn)中只能使用經(jīng)我們批準(zhǔn)的品牌材料。通孔孔壁銅厚必須達(dá)到25 μm(avg)，超過IPC 2級標(biāo)準(zhǔn)。不允許線路開路及焊接修理，以及對表面清潔度等方面也有要求。”

Ryan Pellow還指出，“事實(shí)上，我們還對PCB有明確的外觀要求，如PCB上劃痕過多，表明生產(chǎn)流程中存在管控偏差和不穩(wěn)定性，這會影響可靠性。”

責(zé)任和控制下的自由

要明確了解對工廠的各種要求并非易事 。例如，為實(shí)現(xiàn)充分控制，最好嚴(yán)格規(guī)定使用某個品牌的特定材料。這也許聽起來有點(diǎn)自相矛盾，但要求遵循IPC標(biāo)準(zhǔn)（IPC 4101）和批準(zhǔn)某些品牌應(yīng)該是安全之舉。

NCAB集團(tuán)的質(zhì)量經(jīng)理Wendy Liu和生產(chǎn)質(zhì)量工程師Jerry Zheng在江門的崇達(dá)工廠

Ryan Pellow解釋說，“隨后，工廠可以自由選擇自身使用經(jīng)驗(yàn)最豐富和最適合生產(chǎn)流程的材料。強(qiáng)迫工廠遵循某個特定選擇會引起問題，因?yàn)槭褂盟鼈儾皇煜さ牟牧蠒绊懮a(chǎn)流程的可靠性。”

在工廠里安派自己的員工并利用他們的知識，對于檢查產(chǎn)品是否符合規(guī)格要求也很重要。這也意味著，你可以在工廠需要時幫助他們發(fā)展業(yè)務(wù)。

Steve Shipway 說，“NCAB的工廠都理解我們?yōu)槭裁床捎眠@些高于IPC要求的高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。我們幫助工廠遵循我們的嚴(yán)格要求，工廠可以提高自身的總體生產(chǎn)能力。我們的模式創(chuàng)造了一個雙贏關(guān)系，我們的客戶、工廠和我們自己都能從中獲益。”

Anna Lothsson是NCAB集團(tuán)的可持續(xù)性經(jīng)理，正在為客戶和員工舉辦講座。

Ryan Pellow說，“我們努力成為客戶的合作伙伴，例如幫助他們設(shè)計(jì)PCB；同樣，我們還與工廠密切合作，幫助工廠改善自身的生產(chǎn)能力和可靠性。

一家工廠可能只會側(cè)重于一項(xiàng)特定技術(shù)，但NCAB已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，幾乎包括所有類型的PCB。我們準(zhǔn)備分享這些經(jīng)驗(yàn)，令我們的客戶和工廠受益。”

知識與經(jīng)驗(yàn)奠定可靠電路板的基礎(chǔ)

要確保終端產(chǎn)品在短期和長期都能按設(shè)計(jì)工作，良好的可靠性是關(guān)鍵。

如Steve and Ryan所述，NCAB已制定了自己的PCB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。這項(xiàng)措施確保生產(chǎn)的電路板擁有最佳可靠性。在某些方面，如果我們認(rèn)為IPC第2類要求過低（或不存在），以致于無法實(shí)現(xiàn)電路板可靠性和質(zhì)量的方面，我們便提高了要求。

我們樂意與我們的客戶分享知識和經(jīng)驗(yàn)，以利于推動其流程。我們制作了一系列視頻，來說明我們標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容。我們還舉辦各種技術(shù)領(lǐng)域的講座，在我們的網(wǎng)站上可以下載針對不同類型PCB的設(shè)計(jì)指南。

如果我們把注意力從技術(shù)轉(zhuǎn)至流程，我們認(rèn)為可靠性是重中之重。在從詢價和征求意見到物流解決方案的各個方面，我們的客戶都會認(rèn)為我們是一個可靠的合作伙伴。

2020年3月18-20日，上海新國際博覽中心，慕尼黑上海電子展將再度啟航。屆時NCAB也將展示更高可靠性的優(yōu)質(zhì)PCB及其技術(shù)，我們期待您的聯(lián)系：