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PCBA大讲堂:比较屏蔽罩直接SMT打件与后置的优缺点

time : 2019-08-16 09:13       作者:凡亿pcb

比较屏蔽罩(shielding-can)直接SMT打件与后置的优缺点
这真的是个伤脑筋的问题,为了节省成本,研发单位最近开始要求要将【屏蔽罩(shielding-can/cover)】直接用SMT打在电路板上,我们以前都是先用SMT将屏蔽框(frame)或屏蔽夹(clip)打在板子上,过后再以人工方式安装屏蔽罩(shielding-can/cover)于屏蔽框或屏蔽夹上的,这样的好处是可以沿用原SMT制程来作业。
可一旦改成将【屏蔽罩(shielding-can/cover)】直接用SMT打在电路板上,就必须要更改SMT的作业流程,在炉前增加一站AOI来检查因为屏蔽罩事先打件后所覆盖住的零件焊锡,另外SMT工厂也反应说这样可能会影响到焊锡的品质并增加维修的成本,因为维修时必须先将屏蔽罩移除。
 
将【屏蔽罩(shielding-can/cover)】直接用SMT打在电路板的优点
? 节省成本。这实在是个让人难以抗拒的理由,这么一来就不需要屏蔽框(frame)与屏蔽夹(clip)的成本了。
? 只需要一次SMT打件的工时。如果使用屏蔽夹或屏蔽框都需要先打一件,然后在人工手动添加另一件,就是这个工时的节省。
? 有机会降低电路板过回焊炉的变形量,也有机会增强整机组装后板子的抗变形量。因为屏蔽罩为刚性材料,视其厚度与结构而定,有机会起到支撑FR4电路板强化的效果,而且板子越薄其效果有机会越好。其实深圳宏力捷之前也有想过在容易发生BGA或电容(capacitor)因外力发生破裂的位置安装一铁条来强化板子的强度。
? RF的屏蔽效果比较好。根据深圳宏力捷以前的经验,使用屏蔽框与屏蔽夹的效果大概差了2db,一般来说屏蔽罩直接打件与使用屏蔽框的效果差不多,当然这得看CAD布线工程师与RF工程师的功力了。
 
将【屏蔽罩(shielding-can/cover)】直接用SMT打在电路板的缺点
? 必须增设回焊炉前AOI,增加一个工位站,也会增加一点点工时成本。否则回焊炉后在屏蔽罩下面的所有零件都无法使用AOI来确认焊接品质。不过有些公司不论是否将屏蔽罩直接打件都设有炉前/炉后AOI。
? 可能影响焊接品质。这是因为屏蔽罩为一半封闭空间,现在的回焊炉都是才用热风循环的加热方式,如果回焊炉的温区曲线(profile)或炉区较少者,其热传递效果不佳时,屏蔽罩内部的零件可能会有空焊、立碑及短路的风险,所以在直接打件的屏蔽罩内部不建议摆放BGA或QFN这类需要精淮控制温度的零件。
? 屏蔽罩的焊接品质不易管控。视屏蔽罩的大小,越大的屏蔽罩,其焊接的共面度(Co-planarity)/平面度(Flatness)越难管控,但一般SMT的钢板厚度只有0.10mm,最多到0.127mm,再加上电路板过回焊时的变形量,所以一般都会要求直接打件屏蔽罩的共面度要在0.1mm以下以确保其焊接效果。
? 会影响到测试的检出率。因为屏蔽罩通常会覆盖住一大片的电路板与零件,所以在回焊炉后无法再使用AOI来检查其焊接的效果,虽然可以使用炉前AOI来事先确认,但很多缺点都是在回焊炉内发生的,另外也不能在屏蔽罩内侧放置测试点(Test-Point),因为无法扎针,所以一定会影响到ICT的测试检出率。当然你也可以跳过ICT这个步骤,但后果自负咯!
? 电路板将会变得不易维修。这是工厂端会头痛得问题,如果屏蔽罩内的零件有问题,维修的时候就得把屏蔽罩移除,可通常移除的屏蔽罩一定都得报废,因为无法在焊接上去,因为屏蔽罩不容易移除,通常都会先撬开一个口子后剪掉,也就是破坏掉屏蔽罩才能彻底移除它,维修后还得再拿一个新的屏蔽罩手动焊接上去,费时又费工,一般大概得花15-20分钟才能搞定一个屏蔽框的移除及焊接作业。而且这样的作业以后如果出个品质问题或是在市场上出问题,大概都是整块组装电路板(PCBA)报废,因为根本没得修。
 
底下是比较屏蔽罩(shielding-can/cover)】直接SMT打件与使用屏蔽夹(shielding-clip)的成本与维修成本计算
把屏蔽罩直接SMT打件(Shielding-can directly mount)当成一件式零件,把屏蔽夹(Shielding-clip)或屏蔽框(Shielding-frame)+屏蔽罩(Shielding-can)当成两件式零件。
如果你问深圳宏力捷这个工时价格是如何计算出来的,总之就是(所花费的工时 x 工厂时薪),详细的就不能给你了。
(美金计价) 一件式 二件式
后段组装动作工时费用
0 0.0253
维修工时费用(假设维修率为0.2%)
0.0065 0
维修材料报废费用(假设报废率为0.4%)
0.0002 0
小计
0.0067 0.0253