Waarom PCB’s ontwerpen en produceren buiten de branchespecificatie?

Vaak horen we: “Mijn andere leveranciers stellen niet zoveel vragen.” En we antwoorden dan met: “Hoe is de kwaliteit van die leveranciers?” Inderdaad kunnen deze vragen vervelend zijn, vooral als men eindelijk een PCB heeft ontworpen en klaar is om die voor een product te laten vervaardigen – maar er is een reden waarom we vragen stellen en specificaties nodig hebben.

Voor ontwerpers en fabrikanten van PCB’s zijn IPC-normen de ultieme richtlijn. IPC heeft een reeks heel goede standaarden gecreëerd als basis waar iedereen in de industrie mee kan werken, maar het is ook belangrijk om een reeks normen en productspecificaties te hebben op basis van ervaring die in veel gevallen boven de vereisten van IPC ligt.

Een specificatie die we bij al onze PCB’s implementeren, ongeacht of ze bedoeld zijn voor een afstandsbestuurde speelgoedauto of een medisch beademingsapparaat, is dat alle PCB’s een nominale hole plating van 25 micron moeten hebben. Dit zorgt ervoor dat zelfs wanneer een ontwerp voor een Klasse 2-bord is, Klasse 3-plating wordt geïmplementeerd en men een betrouwbaarder product krijgt. Met de extra plating in het gat wordt een PCB verkregen dat betere prestaties zal opleveren door het thermische cyclische proces, niet alleen tijdens de montage maar ook in het veld.

Op dit moment specificeert of voorziet IPC geen eisen voor de diepte of hoeveelheid van via-vulling in standaard soldeermasker-inktpluggen. Natuurlijk is het streefniveau voor het vullen van het gat 100% maar onze productie-ervaring leert ons dat er binnen de processen sprake is van toleranties. Onderzoek en ervaring hebben aangetoond dat wanneer de via-vulling niet genoeg gat-oppervlak bedekt er een risico is op insluiting van chemicaliën, hetzij ten gevolge van het PCB-fabricageproces, hetzij ten gevolge van de montage. Tijdens de levenscyclus van een geassembleerd board kan er geen stof of vocht binnendringen in goed gevulde via-gaten, wat zorgt voor langdurige betrouwbaarheid. Ons vastgestelde minimum van 70% bedekking van het gat-oppervlak zorgt ervoor dat chemische insluiting vrijwel niet optreedt.

Wanneer PCB’s in een paneel worden gezet moet er geen X-out-eis worden vastgelegd, dit zorgt voor een zeer efficiënte montage zonder dat men zich zorgen moet maken over het uitsorteren van panelen met X-outs en ze afzonderlijk te laten lopen om plaatsing van componenten op defecte platen te voorkomen.

IPC specificeert niet de dikte van het soldeermasker, maar een te dun soldeermasker kan leiden tot problemen met de hechting van de inkt op het oppervlak, met de bestendigheid tegen oplosmiddelen en met de hardheid; dit alles kan ertoe leiden dat het soldeermasker van het bord loslaat. Slechte isolatiekenmerken als gevolg van een te dun soldeermasker kunnen leiden kortsluiting door ongewenste elektrische verbindingen. Soldeerproblemen kunnen ook worden veroorzaakt door een teveel aan soldeermasker. Wanneer het soldeermasker tussen de print en het onderdeel te dik is kan dit ertoe leiden dat de onderdelen tijdens het montageproces niet goed zitten. Dit is de reden waarom een gedefinieerd diktebereik voor het soldeermasker meer betrouwbaarheid en minder risico op falen biedt.

Specificaties mogen geen patroonwijziging toelaten zonder toestemming van de klant. We hebben allemaal de verhalen van ontwerpers gehoord over wat er gebeurt als een fabrikant zonder goedkeuring wijzigingen aanbrengt in een ontwerp. Als onderdeel van een zeer grondige preproductietechniek (PPE) moet de PCB-producent eventuele wijzigingen met de klant bespreken voordat die worden doorgevoerd.

Sommige van deze vereisten zullen de prijs van de print verhogen, maar uiteindelijk betalen eventuele extra kosten zichzelf terug. Onze ervaring heeft ons geleerd dat door deze specificaties te implementeren en rekening te houden met de besparingen van het niet hebben van storingen of het opnieuw moeten monteren van assemblages, de totale kosten uiteindelijk zo gering mogelijk zullen zijn.