Postępująca miniaturyzacja elektroniki to coraz większe wymagania dotyczące jakości stosowanych materiałów. Obecne procesy technologiczne są coraz bardziej skomplikowane, wymagają specjalistycznej, regularnie aktualizowanej wiedzy oraz coraz bardziej zaawansowanego wyposażenia. Warto zwrócić uwagę, że na odpowiednią jakość zmontowanej PCBA składa się wiele czynników – odpowiednie parametry procesu technologicznego, poprawność wykonania operacji montażowych, zapewnienie bezpieczeństwa przed uszkodzeniami na skutek wyładowań elektrostatycznych, właściwy sposób pakowania wyrobów. Nie zawsze oczywiste są wymagania dotyczące zapewnienia odpowiednich parametrów środowiskowych podczas przechowywania elementów elektronicznych.

Często niedoceniane wymagania dotyczące wilgotności, sposobu pakowania komponentów są postrzegane jako mniej istotne. Wynika to na ogół z trudności w wykryciu przyczyn źródłowych niektórych uszkodzeń – ich nieoczywistość. Być może też z uwagi na zakupy komponentów realizowane u rzetelnych dostawców, z partii bieżącej produkcji problemy wynikające z niewłaściwego przechowywania nie ujawniają się dla wyrobów wyprodukowanych niezwłocznie po dostawie komponentów.

Jednak może się okazać w najbliższych latach, że skala problemów wynikających z niewłaściwego przechowywania może gwałtownie narastać.

W latach 2021/2022 z uwagi na niezwykłe trudności w pozyskaniu elementów półprzewodnikowych wielu kupców decydowało się na pozyskanie układów scalonych od zupełnie nieznanych dostawców, często z partii produkcyjnych sprzed wielu lat. Zmuszeni do dokonywania takich awaryjnych dostaw musieli obniżyć wymagania dla zapewnienia dostępności materiałów do przyszłej produkcji.

W roku 2023, kiedy problemy z dostępnością ustały okazało się, że dostawy z regularnych źródeł zakupowych zaczęły masowo docierać do magazynów Klientów i na skutek tego wielu z producentów urządzeń elektronicznych boryka się z nadmiernymi stanami magazynowymi. Według najnowszych analiz wartość nadmiernych zapasów u samych tylko producentów kontraktowych w Europie jest liczona w miliardach EUR.

To oznacza, że zapasy będą zużywane latami, a także upłynniane na wolnym rynku i ponownie narażone na przechowywanie w niekontrolowanych warunkach.

Taka sytuacja to podwyższone ryzyko występowania wad montażowych. Poczynając od problemów w procesie lutowania, a kończąc na uszkodzeniach, których przyczyną źródłowa jest wilgoć absorbowana z otoczenia przez obudowy układów scalonych.

Komponenty elektroniczne, montowane na płytce PCB są w różnym stopniu podatne na uszkodzenia spowodowane wilgocią. Jej nadmiar w połączeniu z gwałtownym wzrostem temperatury podczas procesu lutowania może spowodować defekty elementu, m.in., mikropęknięcia, „efekt popcorning’u”, delaminację. Część z nich ujawnia się przy próbie testowania elektrycznego czy uruchamiania, a część skutkuje zwiększoną awaryjnością dopiero podczas użytkowania.

Producenci komponentów określają poziom wrażliwości elementu na wilgoć (MSL – Moisture sensitivity level) w sześciostopniowej skali wg normy J-STD-020. Standard ten określa m.in. sposób przechowywania elementu oraz dopuszczalny czas pomiędzy wyjęciem komponentu z torby z barierą przeciwwilgociową (MBB) i bezpiecznym montażem (przy założeniu określonych dobrych warunków środowiskowych otoczenia). Wyróżniamy następujące klasy MSL:

• MLS 1 – najniższa wrażliwość na wilgoć, zwykle mogą być wystawione na działanie powietrza z otoczenia bez specjalnych środków ostrożności.
• MSL 2 – niska wrażliwość na wilgoć, mogą być wystawione na działanie powietrza z otoczenia, ale po upływie roku, (a w przypadku MSL 2a – zaledwie 4 tygodni) powinny być poddane procesowi wygrzewania elementów.
• MSL 3 – umiarkowana wrażliwość na wilgoć; należy zminimalizować czas, w którym komponenty są wystawione na działanie powietrza z otoczenia, wymagają bardziej rygorystycznych procedur przechowywania; po upływie 168 godzin (ledwie jeden tydzień) powinny być poddane procesowi wygrzewania elementów.
• MSL 4 – dość wrażliwe na wilgoć, wymagają ostrożnego obchodzenia się i przechowywania w torbie z barierą przeciwwilgociową (MBB); już po upływie 72 godzin powinny być poddane procesowi wygrzewania elementów.
• MSL 5 – bardzo wrażliwe na wilgoć, wymagają rygorystycznego podejścia i przechowywania w torbie z barierą przeciwwilgociową (MBB); po upływie określonego czasu 48 godzin powinny być poddane procesowi wygrzewania elementów.
• MSL 6 – wyjątkowo wrażliwe na wilgoć, muszą być przechowywane wyłącznie w suchych miejscach, zawsze wymagane jest wygrzewanie elementów przed montażem.

Precyzyjne informacje na temat wrażliwości komponentu na wilgoć znajdują się na etykiecie ostrzegawczej prawidłowo zapakowanych elementów. Warto jednak dać przykłady – najpopularniejsze mikrokontrolery mają zazwyczaj klasę MSL3, moduły komunikacji GSM/LTE często MSL4.

W celu pozbycia się wilgoci z obudowy, która została wchłonięta kiedy przechowywane były bez szczelnego, próżniowego opakowania realizowany jest proces wygrzewania wstępnego. Wymagania dotyczące jego przebiegu są zawarte w odpowiedniej normie. Czasy wygrzewania wahają się zależnie od klasy od 5 godzin do 67 dni. Generalnie dla wyższych temperatur czas ten jest wyraźnie krótszy, co jednak nie oznacza, że zawsze należy wybierać wyższe temperatury procesu suszenia.

Bezpośrednio po tym procesie wykonywane jest lutowanie, aby w ten sposób niemal całkowicie wyeliminować potencjalne defekty spowodowane wilgocią.

W naszej działalności często spotykamy się z koniecznością użycia komponentów powierzonych przez Klientów, którzy jednak nie zawsze są pewni historii przechowywania zakupionych materiałów. Dla dalszego zwiększenia dbałości o finalną jakość zmontowanych urządzeń zakupiliśmy suszarkę laboratoryjną z wymuszonym obiegiem powietrza umożliwiającą wygrzewanie elementów w pełnym dopuszczalnym zakresie temperaturowym. Jest to urządzenie najnowszej generacji, wyposażone m.in. w rejestr zdarzeń, pamięć wewnętrzną dla danych pomiarowych czy wielosegmentowy profil czasowo-temperaturowy.

Zastosowanie procesu wstępnego wygrzewania pozwala nam eliminować ryzyko uszkodzeń wynikających z nieuwzględnienia niszczącego wpływu absorbcji wilgoci w elementy elektroniczne poddawane procesom lutowania.

Artykuł Wygrzewanie elementów znacznie zmniejsza ryzyko powstania wad wyrobów końcowych pochodzi z serwisu JME.

W szerokim programie pokażemy wszystkie techniczne aspekty budowy sieci LoRaWAN, począwszy od uruchamiania Gateway, serwera sieciowego LoRaWAN, poprzez uruchamianie w sieci sensorów i trackerów, przybliżenie serwerów aplikacyjnych, a nawet przedstawienie korzyści i zasad działania Helium. Szkolenie poprowadzą nasi inżynierowie aplikacyjni, aby podzielić się z Państwem posiadaną przez nas wiedzą i zaproponować rozszerzenie współpracy także o tę tematykę.

LoRaWAN jest wiodącą technologią szerokopasmowych sieci małej mocy, która umożliwia dwukierunkową komunikację dalekiego zasięgu, odporną na zakłócenia, przy znacznej oszczędności energii. Idealnie nadaje się do komunikacji pomiędzy urządzeniami IoT, co pozwala na szerokie zastosowanie w różnych sektorach gospodarki.

Helium jest pierwszą na świecie rozprzestrzeniającą się spontanicznie siecią Hotspotów o globalnym zasięgu, która zapewnia publiczny zasięg bezprzewodowy LoRaWAN bez stawiania jej użytkownikom jakichkolwiek barier administracyjnych. Powiązanie kryptowaluty z technologią sieci LoRaWAN poprzez technologię LongFi, czyli połączenie protokołu bezprzewodowego LoRaWAN i technologii blockchain Helium, stanowi zachętę dla spontanicznego rozwijania zasięgu sieci, tak aby stała się ona dostępna dla wszystkich urządzeń IoT. Sieć LongFi nie tylko oferuje korzyści ze wszystkich cech sieci LoRaWAN ale również pozwala właścicielom Gateway’ów na „kopanie” kryptowaluty Helium Networt Token (HNT). W sieci LongFi obecnie pracuje już niemal milion takich urządzeń.

Naszą ambicją jest, aby dzięki szkoleniu uczestnicy poznali praktyczne umiejętności uruchomienia i eksploatacji własnej sieci LoRaWAN, począwszy od bram, poprzez serwery sieciowe, urządzenia końcowe i serwery aplikacyjne, dzięki czemu będą mogli prowadzić własne projekty, lub podnieść umiejętności zarządzania posiadaną już siecią.

Szkolenie jest nieodpłatne, jednak ilość miejsc jest ograniczona programem ćwiczeń realizowanych na warsztatach, zatem prosimy nie zwlekać z zapisami.

Wireless Day odbędzie się w 4 miastach: Gdańsku, Warszawie, Krakowie i Wrocławiu w dniach 20-23.09.2022 r.  

Ambicją JM elektronik jest zapewnienie przekazania praktycznych umiejętności uczestnikom – stąd forma szkoleń i warsztatów. W każdej edycji uczesnitczyli przedstawiciele światowych producentów najbardziej innowacyjnych technologii.  

Bezpłatna formuła szkoleń wynika z chęci usunięcia wszelkich trudności organizacyjnych uczestnikom, jak choćby uzyskiwania zgody na niezabudżetowany wydatek szkoleniowy u przełożonych. 

Jest to kolejna, siódma już odsłona szkoleń organizowanych przez JM elektronik dla inżynierów i projektantów, które cieszyły się zawsze wysoką frekwencją oraz oceną. Łącznie w szkoleniach Wireless Day wzięło udział już ponad 1000 inżynierów, elektroników, automatyków, programistów z wiodących w Polsce firm. Dołącz do Dobrego Towarzystwa i Ty!    

Artykuł Zapraszamy inżynierów z działów badań i rozwoju naszych Klientów na przekrojowe szkolenie LoRaWAN pochodzi z serwisu JME.

Dlaczego stosowanie SPI (Solder Paste Inspection) ma duże i nadal rosnące znaczenie dla Klientów przedsiębiorstw świadczących usługi EMS? Proste wytłumaczenie, że chodzi o jakość nie jest wystarczające, gdyż w tle niemal każdej inwestycji w park maszynowy jest cel jakościowy.  

Ostatnie dwa lata to czas szczególnie trudny dla producentów elektroniki. Zbieg katastrof naturalnych i pandemii COVID-19, zerwanie łańcuchów dostaw, a nawet napięcia polityczne i konflikty zbrojne nie sprzyjają producentom elektroniki, którzy doświadczają braków dostępności elementów elektronicznych. 

Dziś, gdy Klientów nie stać na ryzyko wadliwego wykonania PCBA, gdyż zmarnowane w wadliwym procesie montażu elementy mogą okazać się nieosiągalne przez wiele miesięcy, gdy weźmiemy pod uwagę, że nawet 60% defektów w montażu SMD można przypisać procesowi drukowania pasty, jakościowy wymiar inwestycji w SPI jest pierwszoplanowy. 

Więcej przeczytasz w naszym artykule o przeprowadzonej inwestycji i korzyściach, jakie przynosi>>

Artykuł Poznaj korzyści jakie daje dziś wdrożenie profesjonalnej inspekcji SPI pochodzi z serwisu JME.

Wymieszanie elementów SMD i THT na tej samej płytce jest powszechne. Montaż SMT ma swoje przewagi, lecz w sytuacjach, gdzie element ma być poddawany naprężeniom (jak złącza), gdy jego masa lub gabaryty są znaczne (jak transformatory) lub gdy nie może zostać poddany bezpośredniemu wpływowi wysokiej temperatury pieca rozpływowego (jak ogniwa, czujniki, superkondensatory) konieczny okazuje się montaż THT.

JM elektronik przez lata doskonalił swoje doświadczenie montażu pakietów w technologii mieszanej, gdzie przylutowane uprzednio elementy SMD są skutecznie chronione przed temperaturą linii lutowania laminarnego maskami umieszczonymi wraz z PCB w ramkach lutowniczych.

Jesteśmy w tej dziedzinie ekspertami.

Jednakże z myślą o korzyściach naszych Klientów rozbudowaliśmy nasz park maszynowy o zaawansowaną linię do lutowania falą selektywną.

Co naszym Klientom daje możliwość montażu elemtnów THT z wykorzystaniem automatu do lutowania selektywnego?

Istotną przewagą jest możliwość przyspieszenia procesu wyprodukowania pierwszych wyrobów o całe tygodnie. Stosowanie masek/matryc w linii laminarnej wymaga ich wcześniejszego opracowania pod konkretny wyrób, zamówienia, wykonania i przetestowania, co zajmuje cenny czas.

Drugim argumentem przemawiającym za wykorzystaniem automatu do lutowania selektywnego jest niższy koszt uruchomienia produkcji dla mniejszych partii lub przy wdrażaniu nowego wyrobu. Za maski/matryce trzeba bowiem zapłacić nawet wówczas, gdy pierwsza seria wyrobów jest krótka i nie ma gwarancji, że zostanie powtórzona. 

Posiadana linia do selektywnego lutowania falą jest wyposażona w dwa moduły lutujące – dwie osobne pompy z dyszami zanurzone w jednym tyglu. Nasi pracownicy chętnie objaśnią Państwu podczas rozmów o wdrożeniu nowego wyrobu do produkcji jakie korzyści z tego wynikają.

Przy lutowaniu elemtnów THT z zastosowaniem linii laminarnej elementy SMD musiałyby być skupione na jednym obszarze, aby je skutecznie osłonić maską przed temperaturą lutowania. Zastosowanie linii do lutowania selektywnego umożliwia wzajemne przemieszanie elementów – zakres oddziaływania temperatury z dysz jest niewielki – co otwiera Klientom nowe perspektywy projektowe.

Lutowanie selektywne odbywa się w osłonie gazu ochronnego, co wyraźnie poprawia jakość połączeń.

Serdecznie zapraszamy Klientów do sprawdzenia, o ile w ich przypadku, można skrócić czas i koszty realizacji zlecenia produkcyjnego przy wykorzystaniu naszej linii do selektywnego lutowania falą.

Artykuł Lutuj selektywnie elementy THT w zautomatyzowanym, powtarzalnym procesie! Czym jest lutowanie selektywne? pochodzi z serwisu JME.

Nowoczesne technologie produkcyjne, wiedza technologów i doświadczenie pracowników produkcji pozwalają się do takich wyników zbliżyć, jednakże chcąc mieć pewność najwyższej jakości stosuje się zaawansowane rozwiązania technologiczne wpierające kontrolę.

Ponieważ w procesie technologicznym montażu powierzchniowego SMT są pewne sytuacje, gdy pomimo poprawnego rozłożenia pasty, wysokiej precyzji układania elementów na PCB, precyzyjnej kontroli temperatury i czasu trwania wygrzewania w piecu rękawowym, może dojść do powstania pakietu NOK, w firmach dbających o jakość stosuje się AOI – automatyczną inspekcję optyczną. Firma JM elektronik od lat korzysta z tej technologii w swoim zakładzie produkcyjnym i tym bardziej warto się pochwalić, że jesienią 2020 roku przeprowadziliśmy upgrade procesu AOI do wersji 3D.

W poprzednio stosowanej kontroli optycznej – 2D – istniały teoretyczne luki, które eliminuje proces kontroli optycznej w trzech wymiarach.

AOI-3D umożliwia pomiar i inspekcję wszystkich realizowanych w AOI-2D potencjalnych defektów: rotacja, polaryzacja, zmostkowanie, brak komponentu etc – a oprócz tego realizuje także pomiar i inspekcję w trzeciej płaszczyźnie, dzięki czemu wykrywa podniesione wyprowadzenia, podniesione komponenty, czy efekt tombstone dla elementów typu chip.

Zrealizowana przez JM elektronik inwestycja pozwala naszej firmie zapewnić Klientom najwyższą jakość a jednocześnie redukuje koszty procesów kontroli jakości.

Wbudowane w AOI-3D algorytmy Sztucznej Inteligencji AI pozwalają na wdrożenie maszynowego procesu „uczenia się” podczas wykonywania inspekcji, dzięki czemu zaangażowanie personelu obsługi, a więc i koszt pracy, wraz ze wzrostem wolumenu kontrolowanych pakietów spada. Wybrane przez JM elektronik urządzenie do kontroli optycznej 3D wyróżnia się także wielokrotnie wyższą wydajnością, jak stosowane uprzednio.

Artykuł AOI-3D w służbie kontroli jakości dla Klientów JM Elektronik pochodzi z serwisu JME.