我在生产车间经常听到两句话：“我们一直都是这样做的”和“我们生产这类电路板已经20年了，从未遇到过问题。”这些话必然都是出自“经验丰富”的行业工程师之口，似乎他们对生产更了解。别误会我的意思，这些话一直陪伴着我将两个孩子培养到上了大学，但是对于可靠性的帮助不是很大。时代在变化，技术的变化甚至更快，如果跟不上技术的发展就会落伍。这意味着要关注新兴技术以及某个器件可能特有的相关风险。几年前，对于方形扁平无引脚封装（QFN）器件，我们就经历了这样的过程，说实话直到今天，我们仍在处理这种封装以及与之相关的失效问题。
对于许多底部端子元器件（BTC）的可靠性，我们了解支座高度（standoff height）是关键参数。当使用水溶性助焊剂生产产品时，阻抗是指清洗和冲洗液彻底冲洗元器件主体下方并清除助焊剂残留物的能力。如果采用免清洗助焊剂，则问题在于助焊剂的活性部分在热循环期间会放出气体，留下接近良性的离子。在如此低的支座高度下，气体会积聚在组件主体的外边缘与接地盘之间，留下很厚的残留物，该残留物容易吸收大气中的水分，并容易形成漏电路径，甚至发生电化学迁移，从而导致完全短路 。
与QFN相关的失效开始增加后，该组件上的指示灯会亮起，并且所有与处理该组件相关的难题也随之而来。元器件制造商要持续了解用户的需求，因此他们开始提供交叉网格和玻璃窗形接地焊盘（windowpane ground pads）选项，这些选项有助于增加与PCB表面的支座高度，简单的工程设计有助于提高可靠性并减少现场返工，但这并不是说每个人已经了解了这种器件，不存在QFN相关的问题了。互联网上有数百篇免费的论文和演讲文稿，我是其中一些论文的作者，但我仍然经常看到客户来找我们，他们仍会遇到同样的QFN / BTC问题。本着不断学习的精神，可以使用Google搜索大量的免费信息作为解决问题的参考。
我从事该行业只有不到20年的时间，所以当表面贴装技术开始大规模取代通孔技术时，我还没适应，但我认为这是电子制造领域的重大转变。微型化也是时代的转变，我们都想要一个可以放在口袋或钱包里的48英寸4K电视，而且我们每天都在接近这个目标。但是在整个努力的过程中，这些转变都可能会影响可靠性。
我发现的主要失效源之一是漏电或电化学迁移，当开始减少间距和支座高度时，采用以前一贯使用的方法进行生产已不可行。过去，对于PTH组件而言，间距几乎从来都不是问题，因为需要一定量的污染物才能跨接形成漏电路径的间隙。记住形成导电枝晶的三要素是某种导电的残留物、偏压差和水分。
如果引线之间有5 mm或更大的间距，那么漏电的风险就会大大低于如今的水平，因为当部件之间的导体间距通常为0.5 mm时，一小滴活性助焊剂或工艺残留物就会造成完全短路。这意味着需要进行优化组装过程以确保清洗能够完全去除所有残留物的培训，或者在采用免清洗助焊剂的情况下，所有不良因素都应适当排气，而不要使其潜伏在部件不易发现的角落中等其爆发。当PCB板面类似于内布拉斯加州
的一个小镇时，标准的组装制程可适用于许多不同的部件，但是现在的PCBA看起来像纽约市的地形图，仅采用适合于一种尺寸的标准组装制程已经不再适用（图 1和图 2）。标题图1为内布拉斯加州的“小镇”
图2：纽约州的纽约市
意识到热容量大的元器件或连接在大接地层上的部件会吸走热能，对焊点质量和可靠性产生影响至关重要。如果在组装后清洗部件，了解具有大型主体的元器件以及它们如何影响清洗和冲洗喷雾并造成阴影同样重要。
那么，经验丰富的老将可以跟得上时代的步伐吗？好消息是，有很多继续教育的选择。如前所述，当遇到前所未有的状况时，互联网是一个很好的起点。你可能不是第一个遇到此类麻烦的人，因此尽可能依靠他人的经验，通常可以在网上找到解决办法，而这只需要花费一些时间而已。
另一个绝佳的学习机会是参与IPC、SMTA、IMAPS和iNEMI等主要行业机构举办的学术活动，这些组织通常由来自各个领域的经验丰富的行业专家组成。大多数机构都会举办国家和地区展会，可以获得向这些专家学习的机会。展会会展出新兴技术的所有最新和最好的设备和材料，同时也会为旧组装制程提供支持。此外，这些组织经常提供网络研讨会，无需离开办公室即可免费参加。我喜欢尽可能多地参与这些技术交流活动，即使我认为针对某一主题我已有很好的处理方法，但这些活动仍有可能出现针对这一旧话题的新信息，而给你带来启发。
无论你在意与否，技术都会不断向前发展。每个人都需要摆脱熟悉的舒适区，不断学习新技巧、新方法，始终紧跟技术发展的步伐。
Eric Camden是Foresite Inc.公司的首席研究员，如需阅读往期专栏文章或与Camden联系，请单击此处。
