IPC Del: 2. Bas Information. IPC Klass 2 eller 3???

Transkript

1 IPC Del: 2 Bas Information IPC Klass 2 eller 3???

2 Del: 2 IPC Klass 2 eller 3? Vad innebär det?

3 Krav på IPC Klass 2 eller 3 genom hela produktionskedjan Vad innebär det?

4 Classifications 1 Consumer Products class 1 The component functional integrity of the main requirements of the products. For example: consumer electronics radio, TV, telephone, etc., some computer peripherals. I tillägg finns: Dedicated service. class 2 Nivåer: A, B eller C 2 3 Including the requirement of continuous operation and longer service life of the product, it is best to maintain uninterrupted work, measuring instruments, etc. i IPC-2220 och 7351 High-performance class 3 To continuing good performance or run in strict accordance with the instruction of key products. Interruption in the service of the kind of product is not acceptable, and the final product using a very harsh environment; In need of such products must be able to operate. For example: aerospace, military equipment, life-saving equipment, and so on.

5

6 Komponenter Stencil Lodpasta Gerberfiler

7 Komponenter Mönsterkort Lodpasta

8 Ingen IPC Klass 2/3 här!

9 Classifications 1 Consumer Products class 1 The component functional integrity of the main requirements of the products. For example: consumer electronics radio, TV, telephone, etc., some computer peripherals. In addition it exist: Dedicated service. class 2 Level: A, B or C 2 3 Including the requirement of continuous operation and longer service life of the product, it is best to maintain uninterrupted work, measuring instruments, etc. in IPC-2220 and 7351 High-performance class 3 To continuing good performance or run in strict accordance with the instruction of key products. Interruption in the service of the kind of product is not acceptable, and the final product using a very harsh environment; In need of such products must be able to operate. For example: aerospace, military equipment, life-saving equipment, and so on.

10 Frågor?? Vänligen svara på följande frågor: Har Ni krav på IPC Klass 2 eller 3 idag? Levererar Ni IPC Klass 2 eller 3? Trenden bland Europeiska EMS är att önska leverera IPC Klass 2 och 3 men ingen gör det!

11

12 Är det OK enligt IPC-610F Klass 2 or 3?

13 Digital Data STENCIL Komponenter PASTA PCB

14 Projekt Ledare Inköp Ingen IPC Klass 2 eller 3 här!

15 Ingen IPC Klass 2 eller 3 här!

16 Ingen IPC Klass 2 eller 3 här!

17 Tyvärr, det är inte IPC-610F Klass 2 eller 3!

18 Observera 1! Om det krävs IPC Klass 2 eller 3 enligt IPC- A-600/6012 då måste IPC-2221/2222 Klass 2 eller 3 följas. Observera 2! Om det krävs IPC Klass 2 eller 3 enligt IPC-A-610 då måste IPC-A-600/6012 Klass 2 eller 3 följas.

19 Projekt Ledare Inköp IPC Klass 2 eller 3

20 IPC Klass 2 eller 3

21 IPC Klass 2 eller 3

22 IPC Klass 2 eller 3

23 Införliva IPC J-STD-001 i Tillverkningsprocessen! Vad innebär det?

24 Krav för lödda elektriska och elektroniska kretskort (PCBA)

25 Krav för lödda elektriska och elektroniska kretskort

26

27

28 J-STD-001F

29 J-STD-001F Allmänna Krav!

30 Kravdefinition N = Inget Krav upprättat, Klass. A = Acceptabelt. P = Processindikator. D = Defekt.

31 Kravdefinition Exempel: [A1P2D3] = Acceptabelt Klass 1, Processindikator Klass 2 och Defekt Klass 3. [N1D2D3] = Inget Krav upprättat för Klass 1, Defekt Klass 2 och 3. [A1A2D3] = Acceptabelt Klass 1 och 2. Defekt Klass 3. [D1D2D3] = Defekt för alla klasser.

32 J-STD-001F exempel De material och processer som används för att montera/tillverka PCBA skall [D1D2D3] väljas så att när de används i kombination, producerar produkter som är acceptabla enligt denna standard. Lodet skall överensstämma med J-STD-006C [D1D2D3]. Flussmedel skall be överensstämma med J-STD-004B [D1D2D3]. Lodpasta skall överensstämma med J-STD-005A [D1D2D3]. Komponenter (elektroniska, mekaniska & mönsterkort) som valts för kretskortet skall [D1D2D3] vara kompatibla med alla material och processer som används för att tillverka PCBA.

33 J-STD-001F exempel Maskin styrning: Tillverkaren skall [N1D2D3] ha en processbeskrivning som beskriver lödprocessen och korrekt handhavande av den automatiska lödmaskinen och tillhörande utrustning. Den tidsperiod ett mönsterkort befinner sig i ett lodbad skall [D1D2D3] begränsas så att det inte försämrar livslängden på kortet eller de monterade detaljerna. Omsmältningslödning: Tillverkaren skall [N1D2D3] utveckla och underhålla processbeskrivning som beskriver omsmältningslödningen och korrekt handhavande av utrustningen. Alla lödförbindelser skall [D1D2D3] uppvisa god vätning och vidhäftning där lodet förenas med den lödda ytan.

34 IPC Klass 2 eller 3

35 Program Scope 35

36 Praktiskt Råd Vi behöver ställa frågor!!

37 Frågor på Projektstartsnivå Vilken IPC Klass har Ni tänkt Er för detta PCBA? Varför? Vilken IPC Nivå i IPC-2220 serien och IPC-7351 har Ni tänkt Er för detta PCBA? Varför? Har Ni tänkt Er tvättning/lackning för detta PCBA? Varför? Vilka renhetskrav? Vilken IPC MSL nivå har Ni tänkt Er på komponenter och mönsterkort? Har Ni tänkt använda BGA, CSP eller QFN på kortet? Hur skall märkningen/skyltning på komponeter/mk se ut? J-STD-609A? Vilka krav på basmaterial? Valt från IPC-4101D?

38 IPC Del: 2B Bas Information Vad kan gå Fel?

39 Är detta skälet? Kortet fungerade inte!!

40 Löser denna Bok Problemen? NEJ!!

41 Varför har Du PROBLEM? Svaret är: Många parametrar i hela produktionskedjan!

42 Mönsterkort STENCIL KOMPONENTER PASTA Digitala Data

43 Vilken är IPCs mest kända Standard? IPC-A-610F?

44

45 Låt oss ta några exempel!

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74 Pläterade hål

75 Opläterade hål

76 Pläterade hål

77

78

79

80

81 Offset resist window opening up track and possibly touching BGA pad

82 Implications of CTE in the Z-direction Solder filled via hole Copper wall Crack Inner layer Greater tendency for cracks betwee inner layer and the wall for wider holes. Greater tendency for barrel crack in thinner via holes (larger aspect ratio)

83 Vad kan gå Fel?

84 Orsakas felen här?

85 I like complicated functions on a small surface!! Is the Electronic Design the ROOT CAUSE? The Electronic Designer

86 What is IPC-7351B? My footprints hasn't changed since 1903! Is the CAD the ROOT CAUSE? The CAD People

87 Orsakas felen här?

88 Is the Bare Board the ROOT CAUSE? Is PCB OK?

89 Hur många PTH (hål) finns det i Era PCB?

90 Orsakas felen här?

91 CAM Screen print Loading Is the Screen printing the ROOT CAUSE? Jet printer Loading

92 Pick & Place Pick & Place Is the Pick & Place the ROOT CAUSE? Pick & Place Pick & Place

93 AOI Unload Reflow Is the Reflow or Wave Soldering the ROOT CAUSE? Unload Vapor Phase Pick & Place Repair of BGA X-Ray

94 Orsakas felen här?

95

96 IPC Del: 2C Bas Information Vad kan det Kosta?

97 Antag följande fall I funktionstesten hittas en ej fungerande PQFP-208 komponent sittande 40 PCBAs i en batch av De 40 PCBAs skickas till reparationsavdelningen. Avlödning av 40 PQFP: 40 x 1/3 x 30 = 400 Nya PQFP Komponenter: 40 x 3 = 120 Montering & Lödning: 40 x 1/3 x 30 = 400 Kostnad: = 920. Vad kan hända med de återståernde 960 PCBAs med ett produktions värde av 200 x 960 = ?

98 Antag följande scenario I funktionstesten upptäcks avbrott i via hål på 50 PCBA av en batch på 500. Ett PCBA skickas till Hytek för analys. Svaret är Barrel Crack pga högt CTE hos valt basmaterialet. Kostnad: 5000 SEK. Kostnad för ej fungerande PCBA 50 x 1100 = Totalt: = SEK Hur tillförlitliga är de resterande 450 PCBA? Kan dessa levereras? Plus Leveransförsening på 6-8 veckor innan hela ordern kan slutlevereras!

99 Pris:

100 Tryckuppbyggnad och Samband med Temperaturen Under omsmältningslödning samt en kombination av temperatur och innesluten fuktighet, ger upphov till en farlig ångtryckuppbyggnad inuti Komponenter och PCB. <40C >20 BAR 100

101 Omsmältning av Plast MSD Inga problem vid manuell, våg eller selektiv lödning av MSD komponenter (Fel Mekanism) Fukt RH% C Popcorn + > 270 C LF C Wave Solder PCB Oro?? 101

102 MSD: Popkorn Effektens Mekanism Vid omsmältningslödning kan kombinationer av snabb fukt expansion, olika material CTE stress och material degradering (nedbrytning) resultera i sprickor i komponenten och/eller delaminering av kritiska kontaktpunkter i komponenten. 220 C > 260 C L-F Die Paddle Delamination Package Cracking CTE material mismatch Pressure Build-Up 102

103 Sammanfattning (teori) 1. En ökad användning MSD komponenter, som BGA, CSP & QFN ger en ökad oro för att erhålla en fel mekanism. 2. Fel inkluderar intern separation (delaminering) mellan plasten och kislet eller benramen, bondnings skador, kisel skador och interna sprickor som inte propagerar till komponentens yta. Kallas ofta Latenta Defekter. 3. Sprickor kan sprida sig till komponentytan. I mest alvarliga fall kan komponenten svälla och explodera (kallas Popcorn effekt). 103

104 Hur ser det ut i verkligheten? Hos Komponenten? 104

105 Popcorn Sprickor i gjutmaterialet på en PLCC-68 Undersidan av komponenten. Tryckutlösning 105

106 Popcorn Effekt på Plast kroppen på en PQFP-208 P-QFP208 Spricka Händer oftast på undersidan, svåra att upptäcka när komponenten är fastlödda på kretskortet. P-QFP, även om de uppstått Popcorn skador, elektriskt de fungerar fortfarande men osäkert hur länge. 106 V

107 Effekt av ångtryck inuti en PQFP-208 Röntgen: Öppen bondningsanslutning. 107

108 Trådbondning sett från sidan (PQFP-208) g.sala 108

109 Vad ser Ni här? SAM Bild

110 En Sjuk BGA?

111

112

113 Spricka

114 Skevhet hos en P-BGA under omsmältningen Fukt inuti en P-BGA, kan öka skevheten genom kombinerade material effekter (CTE, TEM och Tg). Skevhet av en P-BGA vid olika Temperaturer 114

115 Intern Korrosion pga Fukt och Jon Föroreningar Sprucken Plast Komponent Spricka Väg in för fukt och jonföroreningar TTF shortening Corrosion is chemical reaction which requires the presence of Ionic species, such as Chloride, which sets up an electrolytic cell with moisture H2O ECM HCl 115

116 PEM (Plastic Encapsulated Microcircuit) Tantalum Capacitor Fukt? Värme?. 116

117 Under garantitiden retuneras 15% pga ingen funktion = 141 PCBAs. PCBA kostnader: 144 x 200 = Support, service, lager, leverans and hanterings kostnader: = Antag 250 per PCBA: 144 x 250 = Totalt: = Varumärkesförlust:? Förlust av framtida order:? Vem är villig att ta risken att leverera de 960?

118

119 SUMMERING IPC Klass 2 eller 3 Det Går Fel Kostnader Vad skall Du göra?

120 Det är många Process Steg! Du måste skriva en Specifikation för att uppnå IPC Klass 2 eller 3!!

121 Varför är Ni här idag? Ni är oroade!!

122 Varför? Er Lilla Låda!

123

124

125

126 Military Aerospace Transportation

127 Industrial Medical Telecommunications

128 Hoppas elektroniken tål G-Krafterna!

129 Min GPS fungerar inte, hur långt är det till serviceaffären?

130 Hoppas all elektronik fungerar efter de 1500ºC vi hade när vi gick in i atmosfären!

131 MayDay! MayDay! Behöver byta ut ett PCBA! Skicka en serviceman omedelbart

132 Behöver För höga CO2 utsläpp snacka från denna bil! med VW!

133 En liten Sensor!

134 Vad kan hända? Låt oss ta ett exempel från den verkliga världen!

135 Bilen: KIA RIO

136 Ett Exempel från verkligheten! KIA Automotive har upptäckt en dålig sensor i KIA Rose bilar i USA bilar måste återkallas. Servicen är gratis för ägarna x ( ) = I tillägg, vad händer KIA Rio bilarnas anseende? Source: Lars Wallin and Internet

137 Ni lovade IPC Klass 3! Men det är inte IPC Klass 3!!