PCBA上电容开裂短路,怎么又是设计的错?

来源:一博科技 时间:2022-1-19 类别:微信自媒体
作者:一博科技高速先生自媒体成员 王辉东


人生有很多意外,不要以为有过一次失败,就总以为下次一定能成功,也许后面还有更大的

失败等着你,要不然怎么会有个成语叫祸不单行。

上次,阿毛因为在PCB上添加邮票孔的位置不对,导致无法正常用分板机分板,被师傅叶清闲

点化了一下。


阿毛当时在PCBA车间撅着屁股留着汗,用锯条锯了半天的板,然后又用小刀刮了几个小时的

毛边,可谓是对邮票孔的印象,那真叫个刻骨铭心。


虽然经过美女饶萧萧指点,心中豁然开朗,但他还是对邮票孔的连接方式心存芥蒂。他想换一种

成型方式,他现在比较看好V-cut方式。


为什么要用V切的方式呢,阿毛是这样想的,用V切是一种万能的分板方式,即使PCBA后不能用

分板机正常分板,也可以用手掰掉,关键是师傅动不动就喜欢用他的无上神功来分板。


这真是一种V切,两种分板,妙哉妙哉。


他的这种想法,很快就有了实现之地。


这几天阿毛又加急设计完一个PCB板,拼板的时候,特意在工艺边用上了他心心念念的V切分板方式。

他想再也不会出现,用分板机分板撞刀,分完板后PCB板边毛刺参差不齐的情况。


下面是他在板加了工艺边,用了零间距V-cut拼板。


PCB检查完毕,输出gerber,投板到工厂,阿毛这动作是行云流水,一气呵成,颇有几分大师风范。
这次一定要扭转在师傅叶清闲心中的不利局面。
临近年关,公司各种福利出现,听高人说:
“只要机会把握住,几天住进大别墅。”
想着想着,阿毛脸上就露出了得意的笑容。
板子下了线,那就可以在家先美美的睡一天。
很快板子在PCB工厂做完了,下一步就要送到E公司的PCBA工厂了。
阿毛刚要准备第二天去跟线,正在这时电话铃音响起,是PCBA工厂的饶美女让阿毛明天去讨论个问题。
阿毛一大早来到了PCBA工厂。
远远看到一美女,简直就是女娲娘娘最得意最炫技的作品,究竟有多美,有诗为证:

乌发轻盘戴玉簪,唇红齿白气若兰。
眉梢眼角藏秀气,一颦一笑赛天仙。
谁言春花比貌娇,花也羞怯不争俏。
肤白貌美大长腿,不是萧萧还有谁。
没有穿静电服的饶萧萧如出水芙蓉,清新脱俗,美得不可方物。


阿毛这一刻有些沉醉,沉醉在这盛世美颜里不愿意醒来。

饶萧萧见阿毛如此,微微一笑,这一笑就如春风吹皱了一池碧水,那涟漪竟也一漾一漾得,

撩得阿毛心湖内浪起潮涨。

接下来,美女萧萧将告诉阿毛一个惊天秘密,让阿毛又一次心潮激荡,今朝难忘。

V切在PCB工厂做为常用的分板方式,

下图是它V切的示意图:




H表示成品板厚,T是V切以后的余厚,V切的角度通常有30°、45°、60°,也有板内物体到板边太近,

工厂有用20°V切刀成型的。通常V切角度越大,成品越好分板,但是对板边的距离要求越大。

V-Cut的角度越大,表示板子边缘被V-Cut切掉的部分就越多,相对的PCB上的线路就必须向板内内缩更多,

防止被V-Cut切割到受损。

V-Cut的角度越小,理论上越有利PCB的空间设计,可是却不利PCB板厂的V-Cut锯片寿命,因为越小的V-Cut角度,

就意味着V切电锯的刀头就要越细薄,也就越容易磨损与折断其刀片。

V切分板的板厚范围在0.8-3.5mm,但是个人建议V的成品板厚范围最好在1.0-2.5mm,通常用30度的刀比较多,

下面是E公司的V切标注,大家可以从中看出什么亮点吗?


如果板子太厚,V切后余厚太多,分板时毛刺会很大。
V切通常有如下的工艺需求:


下图是PCBA工厂V切分板机的局部特写


下面是PCBA工厂的V切分板的示意图


现在阿毛提供的PCB光板,工厂加工完成后,V切余厚有点厚。

如下所示,1.6mm的成品板厚实测后余厚偏上限,切割深度偏浅,正常的V切余厚在0.5+/-0.1mm之间。


PCB裸板上正常与不正常的V切对比图,如下所示:


V切角度越小,分板时应力越大。

阿毛设计的PCB板内,有多处电容器件到PCB板边太近,且垂直于板边。下面为局部特写。


通常SMT行业布局规范建议,片式元件与V_cut垂直布局时,距离须保持在4-5mm以上。但是目前器件到板边的

垂直距离,最近的只有2.8mm。


未装配的PCB建议后续修改连接方式开槽处理或者在布局将器件移到距板边4-5mm及以上,避免机械应力导致电容开裂,

大家通常认为分板机分板时是用刀切开的,其实在刀下切的过程中,给PCB板边的器件有一个很大的应力,有可能导致板

边的电容开裂失效。


为了防止板边电容受应力开裂短路失效,需将器件在靠近板边处开槽处理。


靠近V-cut线或邮票孔的元器件的放置方向如下图所示,所受应力1>3>2≈4和5,应力越大越容易损坏器件。


因此建议元件尽量远离邮票孔或V-cut线4-5mm以上。

平行方向优于垂直方向,如图所示器件3的摆放设计又优于器件1。

PCB在过回焊炉的高温区时,板子本身就会因为高温超过玻璃转移温度(Tg)而软化变形,如果V-Cut位置及凹槽深度设计得不好,

将导致PCB变形更严重,不利二次回流焊的制程。


如下图所示的案例,电容短路问题都是发生在C1732位号,C1054位号无问题,且检验的时候发现板卡的毛边现象特别严重,

推断可能与分板有关系。



电容外表很紧密,内部放大看有缝隙。





现在PCB板子已做好,虽然PCB上面的V-Cut也可以使用手动的方式来折断,但建议不要使用手动的方式折断或掰断V-Cut。
因为手动的时候会因为施力点的关系对PCB造成弯曲,这非常容易造成PCBA上面的电子零件破裂。

尤其是电容类零件,进而降低产品的良率与信赖性,有些问题甚至要使用一段时间后才会渐渐显现出来。

现在阿毛的PCBA板用分板机也会产生应力,会有上面案例发生的可能,也会有电容开裂的风险。

饶萧萧问阿毛现在用什么分板方式。
阿毛说现在木已成舟,板已上线,不用分板机分板,用手掰风险更大,用吧,应该不会有这么倒霉吧。
结果阿毛分完板后没几天,他师傅叶清闲就给饶萧萧打来了电话。
说阿毛这小子是天赋异禀,天煞孤星。
他要注意谁谁倒霉,改善谁谁报废。
任电容支离破碎,他自安然入睡。
阿毛制造,真是为博取美女一笑。
明天我让他再去PCBA工厂一趟,烦请贵司工厂的同事们帮忙换下靠近板边的几个器件,因为电容开裂短路了。
哎,世间的事情谁又能说得清呢,正如饶萧萧说的得那样:
“ 如果事与愿违,请相信上天一定是另有安排。”





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