享譽全球的質量大師田口博士認為，產品質量首先是設計出來的，其次是製造出來的。這種觀念得到了很多電子產業從業者的認同，在製造端的工作人員尤其信奉這樣的說法。一個產品有一個好的設計，就如同先天發育良好的嬰兒，這為後續的成長過程減少了很多不必要的麻煩。當然，這也給產品設計師們帶來了不少的壓力。
隨著電子行業的不斷發展，面對客戶們的各種需求，市場競爭力等挑戰，越來越多產品追求小體積，低成本。這給設計師們在空間，元件數量，元件類型的採用上加了一些限制，給設計帶來一定的難度，一些先天的設計缺陷無可避免地被帶到產品上來，給生產過程帶來了困擾。
一個良好的生產管理，不僅能高效，高質的完成產品的生產，也能一定程度上包容設計缺陷。接下來的一段時間，我將和大家分享電子產品的主體硬體部分PCBA的相關生產技術，常見問題及對應的預防措施。
如以下PCBA的生產流程圖，其中忽略了生產過程中的一些人工外觀檢查，SMT印刷錫膏後的錫膏厚度檢查，SPC的一些監控手法等。今天我們就從前加工開始分享。
前加工（preforming）包含一些物料的準備工作。最主要包含標籤的列印和元器件的烘烤，及IC的燒錄工作等。
標籤的列印標籤有很多種，包含序列號標籤，網絡地址標籤等。每個客戶需求不同，列印的標籤類別和格式略有不同。其中最不少缺少的是序列號標籤。每個PCBA上都有一個唯一的序列號，工廠有很多種叫法，如SN，PPID等，它和人的身份證號功能類似。這個序列號SN會被收集到SFCS（shop floor control system生產資訊管理系統)裡做追蹤。這個SN會與各工序的生產時間，作業員，所使用到的治工具，包括SMT使用的錫膏，刮刀，H/I所使用到的載具編號，IC裡的燒錄程式版本，測試用到的程式等信息一一連接起來。為後續了解這個產品的相關製造信息，調查問題提供關鍵檢索信息。標籤從最開始的一維紙質條碼標籤，到後來體積較小的二維條碼標籤， 再發展到逐漸引入的雷射標籤。紙質標籤會存在一些人為的失誤，容易出現列印品質不良導致後續無法掃描標籤條碼，序號重複，標籤脫落等問題。這需要在生產過程中使用條碼檢測儀定期監測條碼列印的品質。SFCS系統可以偵測出重複的SN標籤，但有一定的漏洞，一些違規的操作，如撕標籤，也可能使序號重複的產品流至客戶端，不能完全杜絕。雷射標籤在線列印，由機器完成，不可撕下，可以有效防止人為故意的違規行為，至於是否有一些弊端，需要持續觀察。元器件的烘烤部分溼敏性器件（MSD）在使用前需要做烘烤的處理。如PCB，IC, LED等。這些都是PCBA生產中的關鍵器件，如未按要求烘烤會給生產帶來毀滅性的災難。PCB有多種類型，低端產品的PCB板多使用噴錫，OSP板。高端多層的伺服器主機板使用浸銀，浸金的居多。不過隨著工業製造的發展，要求極高的伺服器主機板也可以使用OSP板，OSP板成本低，只是對PCBA加工過程的時間管控要求嚴格。不過OSP不能進行烘烤，如果出現表面有機塗覆層異常的情況，PCBA加工廠不能直接烘烤使用，只能退給PCB生產廠商去除表面塗覆層，重新做新的表面處理。使用較多的浸銀，浸金PCB板如需要但未按要求烘烤，因板內吸有潮氣，最容易在回流焊，波峰焊的生產過程中，出現焊盤氧化造成的焊接不良。大面積的焊接不良，尤其是BGA，內存槽等焊接不良可能造成整板報廢，有些焊接不良無法被工廠的測試完成檢出，有流於客戶端的風險。在高溫的過程中，也可能出現PCB分層起泡的問題，同樣會導致整塊PCBA板報廢。伺服器主機板使用的IC，如CPU等，一般使用球形觸點陣列BGA（ball grid array)，如未按要求烘烤，在焊接過程中會出現鍚珠，焊點有氣泡。部分BGA是可以維修更換以重新焊接，有些錫珠過多，又與附近的過孔焊在一起等複雜情形，是無法維修的，只能報廢。有些溼敏度比較高的LED，未按要求烘烤會出現燈不亮的問題，這類問題在生產過程無法完全通過測試偵測出來，會流出至客戶端，帶來客戶投訴。所以按要求烘烤溼敏性器件很重要。IC燒錄前加工的燒錄是把IC從原裝的邊帶或者託盤中取出，通過燒錄器把軟體加載到IC裡的過程，這種叫離線燒錄(offline programming)，這種燒錄方式有利有弊。相比在線燒錄（online programming），離線燒錄最突出的優點是用時少，對於產品的製造效率來說，這個優點尤為重要。但同時離線燒錄也有一些弊端，把元件從連帶或託盤裡取出，放入燒錄器底座，燒錄完成後再擺回託盤，這個過程有過多的人工操作，會有一些作業問題產生，如漏燒錄，燒錄錯軟體，元件腳歪斜等。不過基本上這些問題，能在後續的測試過程中檢測出來。完善燒錄流程，做好首件的檢查，記錄，可以有效地避免IC在燒錄過程中出現問題，減少品質成本。今天有關前加工的相關分享就先到這裡了，後續我們再選取印製線路板生產過程中的主要工序和大家分享，大家也可以留言探討或者寫下你們喜愛的主題哦。