案例研究

电路板涂料和固化工艺的制造审核使成品率提高到90%

介绍

一家消费电子产品制造商的一家工厂的收益率达到了70%。他们发现，在按下电源开关后，他们的设备完全通电的时间延迟了1到5分钟，并怀疑他们的一批电路板没有正确涂敷，导致了问题。该公司有两个工厂:一个制造表面堆电路板，另一个组装最终产品。公司要求Ansys - DfR对两家工厂的生产过程进行万博审核，以确保质量。

方法

首先，我们对1号工厂进行了审核。因为最初的怀疑是问题与适形涂层有关，我们首先检查了使用的材料，然后检查了它们的应用和固化周期。然后，我们观察了2号工厂的组装，以确定该过程是否妨碍了产品的可靠性。

保形涂层

保形涂层用于电路卡以在电子电路板上提供介电层。这一层的功能是板与环境中的水分之间的膜。有了这种涂层，电路卡可以通过增加表面电阻或表面绝缘电阻(SIR)来承受更多的水分。更高的SIR板可以降低串扰、漏电、间歇信号丢失和短路等问题的风险。高SIR板所提供的水分减少将有助于减少枝晶的金属生长和腐蚀或氧化。保形涂层还可以保护电路卡免受灰尘、污垢和污染物的侵害，这些污染物可能携带水分，可能是酸性或碱性的。

保形涂层材料

保形涂层材料有几种类型;为应用程序选择一个必须考虑几个变量。丙烯酸保形涂料可能是所有保形涂料材料中最受欢迎的，因为它们易于应用和去除以及它们的宽容性质。丙烯酸干得很快，在几分钟内达到最佳物理性能，抗真菌，并提供长寿命。此外，丙烯酸树脂在固化过程中很少或不释放热量，消除了对热敏元件的潜在损害。它们在固化过程中不收缩，具有良好的抗湿性，并具有较低的玻璃化转变温度。该材料还具有-65℃至+125℃的连续工作范围。PCB制造商使用红色粘合剂丙烯酸作为涂层材料，固化后应该非常坚硬。

涂装工艺

涂层过程如下。顶部有斑点涂层。底部被涂覆并在紫外线下检查。测得涂层厚度为70-100µm。作为旁注，我们还发现手刷焊剂残留可能会阻碍生产过程。制造商是手刷三氯乙烯(TCE，化学式C2HCL3)，这是一种众所周知的环境和健康危害。TCE在美国基本上是被禁止的，如果他们的供应链让他们的工人接触到TCE，可能会有巨大的反弹(工人癌症发病率飙升，野生动物死亡等)。事实上，制造商用刷子使用它，让工人完全接触到它，这是一个更大的问题。此外，从可靠性的角度来看，在非清洁ROM1上使用电刷和TCE也令人担忧。ROM1不清洁的唯一方法是使用重松香封装。 If they brushed clean, they were disrupting that encapsulation system and greatly increasing the risk of dendritic growth or drops in insulation resistance.

固化

固化方法包括空气、紫外线、热和潮湿的气氛。固化时间是涂料类型和应用方法的函数。保形涂层数据表将固化周期定义为室温下24小时或76℃下2小时。然而，我们的审核确定实际保形涂层固化周期为70℃下4 +/- 1分钟。这意味着当板从烤箱中取出时没有完全固化，使其容易受到操作污染或高湿度的湿气渗透。随着2号工厂几乎立即过渡到系统集成，由于处理而产生污染的可能性增加了。制造商认为，一旦取出设备，涂层将继续固化。不幸的是，事实并非如此。第二个设施直接把他们送到生产车间。

2号设施检查

1号工厂的部件被立即运到了城镇另一边的集成公司，由于固化时间不正确，这些部件很粘。集成设施没有空调，湿度水平为90%时，涂层无法继续固化。2号工厂的工人在操作设备时被要求戴上手套。但由于粘性，手套粘在涂层上了。为了避免粘在材料上，工人们把他们的棉质手套的手指剪掉，这样他们就不会粘在保形涂层上。这导致他们手上的油沾到晶体上，导致测试失败(70%收率)。

主要建议

我们的两个主要建议是:

• 改变1号设备的固化周期以符合数据表的要求。
• 更换2号设备的手套

结果

在制造商实施这两项建议后，产出率从生产审核前的70%提高到90%以上。