輕觸開(kāi)關(guān)根據(jù)切片分析結(jié)果,與機(jī)械應(yīng)力相關(guān)的因素就成為了故障失效分析的重要方向,魚(yú)骨圖有助于找出導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力的各種潛在因素,然后逐一進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。
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組裝工序過(guò)程中較大應(yīng)力的假設(shè)驗(yàn)證在各組裝工序中,我們對(duì)四個(gè)最有可能產(chǎn)生較大機(jī)械應(yīng)力的工位進(jìn)行了應(yīng)力測(cè)試,這四個(gè)工位分別是:分板工位、熱熔焊接工位、外殼組裝工位和最終測(cè)試工位。
應(yīng)力片貼在輕觸開(kāi)關(guān)位置,目的是得到輕觸開(kāi)關(guān)位置在組裝時(shí)的蕞大應(yīng)力,測(cè)試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生最大瞬間應(yīng)力是在分板工位,最大應(yīng)力值為810 ue。
引腳焊點(diǎn)脆化的假設(shè)驗(yàn)證推力測(cè)試取一個(gè)合格的樣品進(jìn)行推力測(cè)試,以檢測(cè)元件從焊盤(pán)上剝落時(shí)的最大推力值。通常作用于開(kāi)關(guān)上的操作壓力最大為15牛頓,推力測(cè)試結(jié)果表明平均剝離值為72牛頓,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)元件規(guī)格書(shū)上標(biāo)稱的29.4牛頓的極限值,表明開(kāi)關(guān)焊接效要良好。
輕觸開(kāi)關(guān)引腳鍍層檢測(cè)輕觸開(kāi)關(guān)元件腳材料是表面鍍銀的磷青銅,表面鍍銀可增強(qiáng)基底金屬的可焊性。然而過(guò)厚的鍍銀會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)脆化。對(duì)SMT元件而言,銀鍍層厚度范圍通常從0.2微米到0.4微米,進(jìn)行X射線熒光檢測(cè)(XRF)時(shí),在所有檢測(cè)區(qū)域的銀厚度是均勻的(0.3微米)因此輕觸開(kāi)關(guān)元件腳材料不是元件翹起和焊點(diǎn)開(kāi)裂的原因。
元件引腳可焊性測(cè)試由于銀鍍層容易與空氣中的硫反應(yīng)而變色,可能降低材料的可焊性,所以需要對(duì)引腳的可焊性進(jìn)行檢查。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)樣品的可焊性良好。因此,輕觸開(kāi)關(guān)引腳的可焊性也不是翹起和焊點(diǎn)開(kāi)裂的原因。
分板應(yīng)力
分板過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力可以通過(guò)對(duì)刀具和夾具進(jìn)行優(yōu)化而降低,但是效果十分有限,對(duì)PCB拼板設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化也有可能大幅度地降低分板過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)。
PCB拼板不同的連接位置對(duì)元件在分板時(shí)所受的應(yīng)力有很大的影響,新的拼板設(shè)計(jì)改變了連接點(diǎn)的位置,通過(guò)改善設(shè)計(jì),有限元FEA分析結(jié)果預(yù)測(cè)應(yīng)力減少了47%,這也將會(huì)大大降低輕觸開(kāi)關(guān)翹起和焊點(diǎn)開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。
干涉分析干涉是產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)最大的因素,因此,針對(duì)輕觸開(kāi)關(guān)的相關(guān)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了DFA分析,并通過(guò)有限元FEA分析對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬比較,以確定降低機(jī)械應(yīng)力的優(yōu)化方案。
通過(guò)分析,DFA分析人員發(fā)現(xiàn)原有設(shè)計(jì)存在過(guò)度機(jī)械應(yīng)力的潛在問(wèn)題,由于沒(méi)有恰當(dāng)?shù)臉O限停止位置的設(shè)置,輕觸開(kāi)關(guān)存在0.25mm的過(guò)壓距離,這為過(guò)度機(jī)械應(yīng)力的產(chǎn)生提供了可能,DFA分析人員通過(guò)與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行討論確定了三種解決方案:
將輕觸開(kāi)關(guān)處的PCB邊緣向外延伸
在背光板殼體處加筋
輕觸開(kāi)關(guān)貼裝位置向板內(nèi)移動(dòng)