Методы, способствующие оптимизации конструкции печатной платы светодиодов и контролю качества

Светодиодные (светоизлучающие диоды) дисплеи были приняты электронной промышленностью благодаря своим достоинствам, начиная от высокой легкости, низкого энергопотребления, длительного срока службы и заканчивая стабильностью. Из-за постоянного улучшения технических показателей, таких как шаг, стабильность, легкость или глубина цвета (оттенки серого), печатные платы (ПП) должны соответствовать все более высоким требованиям к качеству и надежности конечной продукции.

Неудачи в производстве светодиодных печатных плат

• Схематическая графика

Поскольку печатные платы и контактные площадки расположены с высокой плотностью на стороне светодиода, при изготовлении первостепенное внимание уделяется уменьшению царапин. Предлагается спроектировать плотный слой схемы в соответствии с эталонным изображением по мере реализации экспозиции. Необходимо приложить усилия, чтобы уменьшить царапины от полировки и дефекты изображения в процессе полировки платы в процессе заливки (VFP) и полировки платы перед нанесением паяльной маски.

• Допуск контура

Текущий допуск контура светодиодных плат обычно составляет ± 0,1 мм. Однако более строгие допуски, такие как ± 0,08 мм или ± 0,05 мм, как правило, требуются в зависимости от необходимости во время сборки светодиодного дисплея. Таким образом, механическое производство печатных плат для светодиодов сталкивается с большими трудностями.

Более того, стремление к максимальному использованию панелей приводит к ограничению технических возможностей в процессе изготовления печатных плат. Кроме того, в плате допускается только пара небольших сквозных отверстий в количестве от 3 до 4 и диаметром примерно 0,8 мм. В результате винты не могут выполнять роль фиксации, которая должна выполняться при фрезеровании, поэтому могут возникнуть такие проблемы, как асимметрия фигуры, выпуклость угла платы и отслоение масла паяльной маски. Когда плата имеет нормальный размер фигуры, часто возникают проблемы, такие как несоответствие между переходными отверстиями и полями, контактной площадкой и полями.

• Цвет паяльной маски

Цвет паяльной маски является важным параметром, который необходимо определить перед изготовлением печатной платы, и существует множество вариантов выбора:от традиционных цветов, включая зеленый, красный и черный, до необычных цветов, таких как матовый черный или фиолетовый, представляющих личности. В настоящее время матовый черный цвет в основном применяется для светодиодных печатных плат, а цветовая дифференциация паяльной маски между печатными платами в разных партиях тесно связана с разрешением светодиодного дисплея. Когда светодиоды имеют достаточно большой шаг между собой, цветовая дифференциация паяльной маски может быть компенсирована абажуром. Однако уменьшение шага светодиода приводит к постоянному выходу из строя абажура, так что сторона светодиода будет напрямую выставлена ​​наружу. Кроме того, различия в цвете паяльной маски могут быть вызваны обработкой медного слоя перед паяльной маской, толщиной паяльной маски, разницей в экспозиции и временем ожидания для затвердевания паяльной маски.

• Электрический тест

Дизайн печатной платы светодиодов без маржи также значительно усложняет разметку при электрических испытаниях. Размер и шаг светодиодов на светодиодной печатной плате напрямую определяют количество светодиодов и контактных площадок. До сих пор обычно бывает, что количество светодиодов на светодиодной стороне печатной платы превышает десятки тысяч, а количество контактных площадок превышает 60 тысяч. Такая высокая плотность расположения светодиодов создает чрезвычайно большие трудности при проведении и завершении электрических испытаний. Поэтому необходимо полагаться на многочисленные электрические испытания или испытания летающих зондов. Тем не менее, тест с летающим зондом имеет недостаток, заключающийся в том, что он занимает много времени.

Методы проектирования светодиодных печатных плат

Несмотря на перечисленные недостатки производства печатных плат, а также такие характеристики светодиодных печатных плат, как небольшие контактные площадки, большое количество контактных площадок с высокой плотностью, существуют некоторые методы преодоления этих недостатков посредством проектирования печатных плат.

• Презентация

Печатные платы, применяемые для светодиодных дисплеев, также называемые светодиодными платами, имеют очень симметричный внешний вид. Когда дело доходит до медного слоя светодиодных печатных плат, одна сторона полностью покрыта контактными площадками, расположенными в матрице, называемой светодиодной стороной. Вообще говоря, 4 площадки считаются одним блоком, на котором собран светодиод. Компоненты собираются на другой стороне медного слоя, которая называется стороной драйвера.

Чем меньше шаг светодиода, тем лучше эффект отображения и тем выше его разрешение. До настоящего времени диапазон шага в соответствии с современной технологией поверхностного монтажа (SMT) составлял от 0,45 мм до 1,6 мм, а шаг светодиодов — от 1,0 мм до 4,0 мм. Дизайн светодиодной печатной платы в основном зависит от технических характеристик светодиодных площадок. На рисунке ниже показано сравнение между шагом SMT и шагом светодиода.

• Лазерное сверление глухих переходных отверстий

Что касается стековых плат, содержащих не менее 2 слоев, то требуется электропайка слепых сквозных отверстий, когда стековые сквозные отверстия выполнены в виде сквозных отверстий с лазерным сверлением. В конце концов, сложность процедуры и стоимость производства возрастут. Таким образом, когда речь идет о пакетных платах с более чем 2 слоями, глухие переходные отверстия для лазерного сверления предлагается проектировать как переходные отверстия в шахматном порядке, а не сквозные переходные отверстия в штабеле. Следует стараться избегать сквозных отверстий для лазерного сверления.

• Отверстия для установки светодиодов

Отверстия для установки светодиодов представляют собой непроникающие отверстия с рекомендованным допуском диаметра ± 0,05 мм; глубина (H) должна быть не более значения толщины плиты (T) минус 0,5 мм по формуле:H ≤ T - 0,5 мм. Допуск по глубине должен быть более ±0,2 мм, а стандартный угол сверления (θ) составляет 130°. На рис. 3 показаны параметры отверстия для установки светодиода.

Если область без меди вокруг непроникающих (NP) отверстий имеет недостаточное расстояние, NP-отверстия, возможно, будут покрыты сквозными отверстиями или медь будет оголена на краях переходных отверстий. Когда речь идет о отверстиях NP, требующих, чтобы площадка для открытия паяльной маски оставалась на поверхности переходных отверстий, между переходными отверстиями NP и контактными площадками должна быть предусмотрена безмедная разделительная зона размером более 0,15 мм. Когда переходные отверстия NP не нуждаются в контактных площадках, можно отменить всю контактную площадку.

• Расстояние между площадкой и внешними полями

Между полями и внешними полями должно быть оставлено достаточно места. Если места недостаточно, могут возникнуть такие проблемы, как обнаружение фрезерования и обнажение меди.

• Открывающая площадка паяльной маски

Для контактных площадок рекомендуется использовать медь, которая эффективно предотвращает отслаивание паяльной маски. Когда шаг поля SMT подходит для производства, можно рассмотреть определение SM. В результате прокладки будут иметь высокий уровень соответствия.

8 методов устранения дефектов печатной платы светодиодов

• Царапина цепи

Подушечки высокой плотности на стороне светодиодов приводят к тому, что небольшая царапина является смертельным дефектом. Предполагается, что следует применять относительно большой объем медной фольги, чтобы значительно уменьшить количество обрывов и короткого замыкания, вызванных царапинами.

Наряду с особенностями технологии больших окон, контактные площадки высокой плотности приводят к рецессивным дефектам обнажения меди на стороне цепи. Этот тип дефектов редко наблюдается до тех пор, пока процедура SMT не будет завершена. Эта проблема может быть частично решена путем относительного уменьшения шага линии для улучшения шага между линией и контактной площадкой.

• Паяльная маска Масляный пилинг

Черная паяльная маска предъявляет высокие требования к энергии воздействия, и даже немного более густое масло паяльной маски может легко привести к неполному воздействию масла паяльной маски на нижний слой, что в конечном итоге приведет к отслоению масла паяльной маски. Для эффективного решения этой проблемы можно применить вторичное облучение. Конечно, пропускная способность паяльной маски также будет затруднена.

• Несоответствие цвета масла паяльной маски

В отличие от большинства печатных плат, светодиодная сторона печатной платы со светодиодами предъявляет высокие требования к цветовому несоответствию. До сих пор не существует принятых публикой стандартов судейства, и судить об этом в количественных оценках крайне сложно. Соответствие цвета масла является результатом большого количества элементов. Кроме того, это зависит от более строгих условий производства, чем обычные печатные платы. Таким образом, соответствие цвета масла может быть достигнуто путем изучения наиболее подходящих параметров и методов контроля, что требует строгих производственных технологий и многолетнего опыта производства в этой отрасли.

• Плохой контур доски

Что касается небольших плат без полей, отверстия для установки светодиодов приводят к плохому эффекту маркировки, а маркировочные винты имеют тенденцию к ослаблению и смещению, вызывая такие дефекты, как смещение контура и выпуклость угла платы. В качестве метода улучшения можно выбрать подходящие пределы поддержки процесса.

• Дефекты угла доски

Когда дело доходит до печатных плат с относительно большой толщиной, операторы должны уделять особое внимание хрупким боковым углам на печатной плате со светодиодами. Во избежание дефектов в процессе транспортировки необходимо добавить опорную плиту для защиты в качестве меры защиты. Кроме того, размер базовой пластины должен быть немного больше размера одиночных полей.

• Деформация

Светодиодная сторона печатной платы светодиодов содержит большое количество контактных площадок высокой плотности, в то время как большие медные блоки расположены на стороне драйвера. Этот тип асимметричного напряжения рассматривается как основная причина коробления доски. Чтобы поддерживать разумную плоскостность, деформация платы светодиодов должна строго контролироваться в пределах менее 0,5%.

• Контур пэда

Расположение площадок матричного типа легко приводит к зрительному утомлению визуального инспектора, что приводит к высокому коэффициенту пропусков. Тем не менее, инспектор контуров имеет такие проблемы, как длительное время проверки и низкая скорость прохождения. Следовательно, эти проблемы не могут быть эффективно уменьшены, если не будут предприняты усилия по управлению процедурами.

• Ухудшение функций

Различия между другими типами печатных плат и светодиодными печатными платами, черной паяльной маской и контактными площадками высокой плотности создают трудности для анализа ошибок сборки печатной платы (PCBA). Когда возникают неправильные функции, PCBA только описывает их и не указывает, какой именно пэд. Эта проблема обычно проявляется как выход из строя всего ряда светодиодов. Столкнувшись с такой проблемой, конкретная точка сети должна быть определена после многих усилий. Оптимальный способ сделать это должен зависеть от разборки компонентов и удаления масла паяльной маски.

Полезные ресурсы:
• Основные правила проектирования печатных плат, которые необходимо знать
• Возможные проблемы и решения в процессе проектирования печатных плат
• Как обеспечить качество печатных плат
• Как для внедрения контроля качества печатных плат
• Полнофункциональная услуга по производству печатных плат от PCBCart — несколько дополнительных опций
• Расширенная услуга по сборке печатных плат от PCBCart — начиная с 1 шт.