應(yīng)用PFMEA的方法及其在SMT裝配過程中的作用詳解

在實際應(yīng)用中，SMT裝配有諸如單面貼裝、雙面貼裝、雙面混裝等操作方式，各種操作方式的具體生產(chǎn)工藝流程各不相同。為r說明如何將PFMEA應(yīng)用于SMT裝配過程，現(xiàn)在就以工藝流程相對簡單的單面貼裝為對象，闡述應(yīng)用PFMEA的方法。

單面貼裝過程功能描述如下:單面貼裝的主要環(huán)節(jié)有印刷焊膏、貼裝元器件、焊接元器件，其工藝流程是:印刷焊膏一一貼裝元器件一一AOT檢驗一一回流焊接一一焊點檢驗，該裝配過程涉及的主要設(shè)備有絲印機、貼片機、回流焊爐和檢測設(shè)備。

通過對長期SMT生產(chǎn)過程的總結(jié)，單面貼裝工作方式中暴露的焊點常見失效模式有:焊錫球、冷焊、焊橋、立片。

根據(jù)對這幾種失效模式的因果分析和檢驗、設(shè)計人員的實踐經(jīng)驗，現(xiàn)對這些失效模式分析如下:

焊錫球

焊錫球是回流焊接中經(jīng)常碰到的一個問題。通常片狀元件側(cè)面或細間距引腳之間常常出現(xiàn)焊錫球。

失效后果:焊錫球會造成短路、虛焊以及電路板污染。可能導(dǎo)致少部分產(chǎn)品報廢或全部產(chǎn)品返工，將嚴重度評定為5。

現(xiàn)有故障檢測方法:人工目視和x射線檢測儀檢測。

失效原因為:

焊膏缺陷——粘度低、被氧化等，頻度為5，檢測難度為5，風(fēng)險指數(shù)RPN為125?，F(xiàn)行控制措施使用能抑制焊料球產(chǎn)生的焊膏，裝配前檢測焊膏品質(zhì)。

助焊劑缺陷——活性降低，頻度為3，檢測難度為6，風(fēng)險指數(shù)RPN為90。

模板缺陷——開孔尺寸不當(dāng)焊盤過大等，頻度為5，檢測難度為4，風(fēng)險指數(shù)RPN為100。

回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)，頻度為7，檢測難度為5，風(fēng)險指數(shù)RPN為175?，F(xiàn)行控制措施:調(diào)整回流焊溫度曲線使之與使用焊膏特性相適應(yīng)。

冷焊

冷焊的表象是焊點發(fā)黑，焊膏未完全熔化。

失效后果:產(chǎn)生開路和虛焊，可能導(dǎo)致少部分產(chǎn)品報廢或全部產(chǎn)品返工，嚴重度評定為50現(xiàn)有故障檢測方法:人工目視和x射線檢測儀檢測。

失效原因為:

回流焊接參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，溫度過低，傳送速度過快，頻度為3，檢測難度為5，風(fēng)險指數(shù)為750現(xiàn)行控制措施:按照焊膏資料或可行經(jīng)驗設(shè)置回流焊溫度曲線。

焊橋

焊橋經(jīng)常出現(xiàn)在引腳較密的丁C上或間距較小的片狀元件間，這種缺陷在檢驗標準中屬于重大缺陷。焊橋會嚴重影響產(chǎn)品的電氣性能，所以必須要加以根除。

失效后果;焊橋會造成短路等后果，嚴重的會使系統(tǒng)或主機喪失主要功能，導(dǎo)致產(chǎn)品全部報廢，用戶不滿意程度很高，嚴重度評定為8。

現(xiàn)有故障檢測方法:人工目視和x射線檢測儀檢測。

失效原因為:

模板缺陷——開孔尺寸過大等，頻度為7，檢測難度為6，風(fēng)險指數(shù)RPN為336。

焊膏缺陷——粘度不當(dāng)?shù)?，頻度為5，檢測難度為5，風(fēng)險指數(shù)RPN為200。

焊膏印刷工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，頻度8，檢測難度為6，風(fēng)險指數(shù)RPN為384?，F(xiàn)行控制措施:保持刮刀壓力一定，減慢印刷速度，實現(xiàn)焊膏好的成型。此外，控制脫模速率和模板與PCB的最小間隙。

回流焊接預(yù)熱溫度和預(yù)熱時間設(shè)置不當(dāng)，頻度為5，檢測難度為4，風(fēng)險指數(shù)RPN為160?，F(xiàn)行控制措施:降低預(yù)熱溫度，縮短預(yù)熱時間。

立片

立片主要發(fā)生在小的矩形片式元件(如貼片電阻、電容)回流焊接過程中。引起這種現(xiàn)象的主要原因是元件兩端受熱不均勻，焊膏熔化有先后所致。

失效后果:導(dǎo)致開路，引發(fā)電路故障，會使系統(tǒng)或整機喪失主要功能，嚴重度評定為7?，F(xiàn)有故障檢測方法:人工目視檢測。

失效原因分別為:貼片精度不夠，頻度為3，檢測難度為5，風(fēng)險指數(shù)RPN為105.回流焊接預(yù)熱溫度較低，預(yù)熱時間較短，頻度為5，檢測難度為4，風(fēng)險指數(shù)RPN為140?，F(xiàn)行控制措施:適當(dāng)提高預(yù)熱溫度，延長預(yù)熱時間。

焊膏印刷過厚，頻度為5，檢測難度為5，風(fēng)險指數(shù)RPN為175。現(xiàn)行控制措施:針對不同的器件選用適當(dāng)厚度的絲印模板。

在計算了各潛在失效模式的RPN值之后，后續(xù)工作就是開展相應(yīng)的工藝試驗，探尋針對高RPN值和高嚴重度的潛在失效模式的糾正措施，并在糾正后，重新進行風(fēng)險評估，驗證糾正措施的可行性與正確性。