PCBA — SMT + Doorsteekmontage

IPC-A-610 Class 2 vs. Class 3: verschillen in acceptatiecriteria

IPC-A-610 definieert werkkwaliteitsnormen voor geassembleerde printplaten. De klasse bepaalt welke soorten soldeernaadonvolkomenheden aanvaardbaar zijn (Class 2) versus reden voor afkeuring (Class 3):

Class 2 (Algemene elektronicaproducten). Laat kleine soldeerbruggen toe die de minimale elektrische vrijloop niet schenden, beperkte holtes in soldeerverbindingen (tot 25% holte-oppervlak voor BGA-ballen), en bepaalde cosmetische onvolkomenheden. Dekt de grote meerderheid van de consumenten- en industriële elektronica.

Class 3 (Hoogwaardige elektronica). Nultolerantie voor soldeerbruggen, <25% holte-oppervlak volgens IPC-7095 voor BGA, strengere eisen voor doorsteekkromming en vereist certificering van inspectie-personeel (IPC-A-610 CIS/CIT gekwalificeerd). Vereist voor lucht- en ruimtevaart, medische toepassingen en veiligheidskritische toepassingen. Verwacht 20–40% langere inspectietime en hogere assemblagekosten per printplaat.

Class 3 aanvragen voor een consumentenproduct is gebruikelijk maar vaak onnodig en kostbaar. Controleer vóór het specificeren van Class 3 uw werkelijke eindproductkwaliteitsvereisten. Als u verkoopt op Amazon en uw storingsdoelpercentage <0,5% is, is Class 2 met een rigoureus eerste artikel-inspectieproces doorgaans voldoende.

AOI vs. röntgen voor BGA-behuizingen

AOI (geautomatiseerde optische inspectie). Cameragestuurde inspectie na reflow. Effectief voor het detecteren van: ontbrekende componenten, verkeerde componentoriëntatie, tombstoning, soldeerbruggen op zichtbare aansluitingen en onjuiste componentplaatsing (via componentomtrek en kleurherkenning). Kan geen soldeerverbindingen zien die verborgen zijn onder componentlichamen (BGA-, QFN-, LGA-behuizingen).

Röntgen (2D of CT). Vereist voor BGA en grote QFN/LGA-behuizingen waarbij soldeerverbindingen volledig verborgen zijn onder de behuizing. 2D-röntgen toont holtepercentage en grove soldeerbrugvorming. CT (computertomografie / 3D-röntgen) biedt een dwarsdoorsnede-aanzicht voor gedetailleerde holteanalyse. CT is aanzienlijk duurder en langzamer — gebruikt voor storingsanalyse, niet voor 100% productieinspectie.

Voor printplaten met BGA-componenten is 100% 2D-röntgeninspectie vereist bij productieruns. Een steekproefplan (bijv. eerste 10 printplaten + 1 per 50 daarna) is aanvaardbaar voor gevestigde processen met een sterke SPC-geschiedenis (statistische procesbeheersing).

Stencildikte en pastumvolume

De stencildikte bepaalt het volume van de pastumstorting, wat de kwaliteit van de soldeerverbinding direct beïnvloedt:

• 0,12mm stencil (standaard): correct voor de meeste 0402+ componenten en QFP met 0,65mm steek en groter. Levert voldoende pastumvolume voor betrouwbare reflowverbindingen.
• 0,10mm stencil: gebruikt voor gemengde printplaten met zowel 0201-componenten als grotere passieve componenten aan dezelfde zijde. Vermindert het pastumvolume voor kleine componenten terwijl het aanvaardbare volume voor grotere aansluitpads wordt behouden.
• 0,08mm stencil: voor 01005-componenten en QFP/CSP met 0,4mm steek. Zeer dunne pastumstortingen — vereist geoptimaliseerde apertuurverhoudingen (≥0,66 oppervlakverhouding) en regelmatige stencilreiniging.

Voor printplaten met grote vermogensaansluitpads (bijv. thermische pads van QFN) is stencilapertuurreductie (doorgaans 50–75% van het padoppervlak, in een rasterpatroon) vereist om soldeerholtes en zwevende componenten tijdens reflow te voorkomen. Bevestig dat de stencilontwerpregels van de fabriek hierop ingaan — veel fabrieken doen dit standaard niet.

Procedure voor eerste artikelinspectie (FAI)

FAI verifieert dat de eerste productieprintplaten aan de specificatie voldoen voordat de volledige productierun wordt gestart. Een robuust FAI-proces omvat:

1. Visuele inspectie op basis van IPC-A-610 Class 2/3-criteria
2. Maatcontrole bij kritieke componentplaatsingen (meting van plaatsingsafwijking)
3. Volledige AOI-scan zonder uitgestelde gebreken
4. Röntgeninspectie voor alle BGA/QFN-componenten
5. Functionele test met uw testopstelling of testfirmware
6. ICT (in-circuittest) indien van toepassing (grensscanning of bed-of-nails)

Vereist goedkeuring van FAI-resultaten voordat de fabriek verder gaat dan de eerste 5–10 printplaten. Een reflowprofielprobleem ontdekken bij FAI is veel goedkoper dan het ontdekken nadat 500 printplaten zijn geassembleerd.