过程失效模式及后果分析(PFMEA)--SMT装配过程应用

编辑:毛卫锋   来源:shuobojishu   信息技术   2017-12-07 08:24:09

在实际应用中,SMT装配有诸如单面贴装、双面贴装、双面混装等操作方式,各种操作方式的具体生产工艺流程各不相同。为r说明如何将PFMEA应用于SMT装配过程,现在就以工艺流程相对简单的单面贴装为对象,阐述应用PFMEA的方法。

单面贴装过程功能描述如下:单面贴装的主要环节有印刷焊膏、贴装元器件、焊接元器件,其工艺流程是:印刷焊膏一一贴装元器件一一AOT检验一一回流焊接一一焊点检验,该装配过程涉及的主要设备有丝印机、贴片机、回流焊炉和检测设备。

通过对长期SMT生产过程的总结,单面贴装工作方式中暴露的焊点常见失效模式有:焊锡球、冷焊、焊桥、立片。

根据对这几种失效模式的因果分析和检验、设计人员的实践经验,现对这些失效模式分析如下:

焊锡球

焊锡球是回流焊接中经常碰到的一个问题。通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡球。

失效后果:焊锡球会造成短路、虚焊以及电路板污染。可能导致少部分产品报废或全部产品返工,将严重度评定为5。

现有故障检测方法:人工目视和x射线检测仪检测。

失效原因为:

焊膏缺陷——粘度低、被氧化等,频度为5,检测难度为5,风险指数RPN为125。现行控制措施使用能抑制焊料球产生的焊膏,装配前检测焊膏品质。

助焊剂缺陷——活性降低,频度为3,检测难度为6,风险指数RPN为90。

模板缺陷——开孔尺寸不当焊盘过大等,频度为5,检测难度为4,风险指数RPN为100。

回流温度曲线设置不当,频度为7,检测难度为5,风险指数RPN为175。现行控制措施:调整回流焊温度曲线使之与使用焊膏特性相适应。

冷焊

冷焊的表象是焊点发黑,焊膏未完全熔化。

失效后果:产生开路和虚焊,可能导致少部分产品报废或全部产品返工,严重度评定为50现有故障检测方法:人工目视和x射线检测仪检测。

失效原因为:

回流焊接参数设置不当,温度过低,传送速度过快,频度为3,检测难度为5,风险指数为750现行控制措施:按照焊膏资料或可行经验设置回流焊温度曲线。

焊桥

焊桥经常出现在引脚较密的丁C上或间距较小的片状元件间,这种缺陷在检验标准中属于重大缺陷。焊桥会严重影响产品的电气性能,所以必须要加以根除。

失效后果;焊桥会造成短路等后果,严重的会使系统或主机丧失主要功能,导致产品全部报废,用户不满意程度很高,严重度评定为8。

现有故障检测方法:人工目视和x射线检测仪检测。

失效原因为:

模板缺陷——开孔尺寸过大等,频度为7,检测难度为6,风险指数RPN为336。

焊膏缺陷——粘度不当等,频度为5,检测难度为5,风险指数RPN为200。

焊膏印刷工艺参数设置不当,频度8,检测难度为6,风险指数RPN为384。现行控制措施:保持刮刀压力一定,减慢印刷速度,实现焊膏好的成型。此外,控制脱模速率和模板与PCB的最小间隙。

回流焊接预热温度和预热时间设置不当,频度为5,检测难度为4,风险指数RPN为160。现行控制措施:降低预热温度,缩短预热时间。

立片

立片主要发生在小的矩形片式元件(如贴片电阻、电容)回流焊接过程中。引起这种现象的主要原因是元件两端受热不均匀,焊膏熔化有先后所致。

失效后果:导致开路,引发电路故障,会使系统或整机丧失主要功能,严重度评定为7。现有故障检测方法:人工目视检测。

失效原因分别为:贴片精度不够,频度为3,检测难度为5,风险指数RPN为105.回流焊接预热温度较低,预热时间较短,频度为5,检测难度为4,风险指数RPN为140。现行控制措施:适当提高预热温度,延长预热时间。

焊膏印刷过厚,频度为5,检测难度为5,风险指数RPN为175。现行控制措施:针对不同的器件选用适当厚度的丝印模板。

在计算了各潜在失效模式的RPN值之后,后续工作就是开展相应的工艺试验,探寻针对高RPN值和高严重度的潜在失效模式的纠正措施,并在纠正后,重新进行风险评估,验证纠正措施的可行性与正确性。

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