שירותי הלחמה מדויקת לתעשיית האלקטרוניקה

הלחמה טובה נמדדת בארבעה דברים שאפשר לבדוק לפני שמוסרים פרויקט: תהליך מתועד שעובד לפי תקן מוכר, בקרת איכות שרואה גם מה שהעין לא רואה, ניסיון בסוג הרכיבים והלוחות שלכם, ויכולת להמשיך מאב טיפוס לסדרה.
כשהרכיבים רגישים, למשל מעגלים משולבים במארז "BGA" (רכיב שנקודות ההלחמה שלו חבויות מתחת לגוף הרכיב) או חיווט למכשור רפואי וביטחוני, ההבדל בין ספק לספק מתבטא בשיעור התקלות בשטח ולא בחשבונית.

ק.א.א, שהוקמה ב-1989, מספקת הרכבות אלקטרוניות, הרכבת מעגלים מודפסים (PCB) וחיווט ותכנון כבילה לתעשיות ביטחוניות, רפואיות ואזרחיות.
במאמר מפורטים הקריטריונים, התקנים והשאלות שכדאי להביא לפגישה עם כל ספק.
רוצים לבדוק התאמה לפרויקט שלכם?
פנו אל ק.א.א ונעבור על הדרישות יחד.

מה הופך שירותי הלחמה למדויקים?

דיוק בהלחמה פירושו יכולת לחזור על אותה תוצאה בכל לוח ובכל סדרה, ולא רק לחבר רכיב בהצלחה פעם אחת.
מאחורי חיבור בדיל תקין עומדים כמה משתנים: כמות משחת ההלחמה שמודפסת דרך שבלונה, דיוק מיקום הרכיב, והטמפרטורה שהלוח עובר בזמן ההרכבה.

בהרכבת SMT, כלומר הרכבת רכיבים על פני השטח של הלוח, המשחה נמסה בתנור "ריפלואו" (תנור עם אזורי חימום שמעביר את הלוח בעקומת טמפרטורה מתוכננת). "משחת הלחמה" היא תערובת של אבקת בדיל ו"פלקס", חומר שמנקה תחמוצות מהמתכת ומאפשר לבדיל לזרום.
עקומה שגויה מייצרת חיבורים קרים, בועות אוויר בחיבור או רכיבים שנפגעו מחום, ולכן ספק רציני מתעד פרופיל לכל מוצר ולא עובד לפי הגדרה כללית.

הנושא הבא הוא סוג הבדיל.
הדירקטיבה האירופית RoHS (2011/65/EU) מגבילה עופרת בחומרים הומוגניים לעד 0.1 אחוז ממשקל החומר, ולכן רוב ההלחמות התעשייתיות עברו לסגסוגות ללא עופרת כמו SAC305 (בדיל, כסף ונחושת).
הסגסוגת הזו נמסה בכ-217 עד 220 מעלות צלזיוס, לעומת כ-183 מעלות בסגסוגת הקלאסית Sn63/Pb37.
פער של יותר מ-30 מעלות מגדיל את העומס התרמי על כל רכיב בלוח, ולכן ספק שעובד נכון בשתי הסגסוגות חייב להסביר איך הוא מגן על רכיבים רגישים.

הרקע הכללי על שיטות ההלחמה כבר מופיע באתר, ולכן לא נחזור עליו כאן.
את ההבדל בין עבודת יד לקו אוטומטי אפשר לקרוא במאמר "הלחמה ידנית של רכיבים אלקטרוניים: מתי היא עדיפה?", את האתגרים הרחבים של התחום במאמר "הלחמה בתעשייה האלקטרונית: אתגרים ופתרונות", ואת היסודות במאמר "הלחמה באלקטרוניקה: מה חשוב לדעת".
כאן הדגש הוא על השאלה איך מזהים ספק שמסוגל לעמוד בדרישות.

אילו תקנים ותהליכי בקרה כדאי לדרוש מהספק?

התקן הראשון שכדאי לשאול עליו הוא IPC-A-610, המסמך שמגדיר מתי חיבור הלחמה ורכיב מותקן נחשבים קבילים.
לצידו עומד IPC J-STD-001, שמגדיר את דרישות התהליך עצמו: חומרים, שיטות ותנאי עבודה.
שני התקנים מחלקים את המוצרים לשלוש דרגות.
דרגה 1 מיועדת למוצרי צריכה כלליים, דרגה 2 למוצרים שנדרש מהם שירות רציף, ודרגה 3 למוצרים שכשל בהם אינו אפשרי, כמו מערכות תעופה, ציוד רפואי מציל חיים וציוד צבאי.

לכן כדאי לציין בהזמנה לאיזו דרגה המוצר מיועד.
הפער בין דרגה 2 לדרגה 3 הוא בקריטריוני הקבלה: בדרגה 3 חיבור שנראה סביר עשוי להיפסל.
ספק שלא שואל איזו דרגה אתם צריכים, או שלא יודע להסביר מה ההבדל, אינו מתאים לפרויקט רגיש.

מעבר לתקני IPC כדאי לבדוק את מערכת האיכות הכללית.
ISO 9001 הוא הבסיס לניהול איכות בתעשייה, ובמכשור רפואי נוסף ISO 13485.
ק.א.א פועלת בהתאם להסמכות ולתקנים בינלאומיים לניהול ובקרת איכות, והפירוט נמצא בעמוד ההסמכות באתר.
על הקשר בין התקן הרפואי לייצור אלקטרוניקה אפשר לקרוא גם במאמר "ISO 13485: מה חשוב בייצור אלקטרוניקה רפואית?".
בכל ספק, בקשו לראות את תעודות ההסמכה עצמן ולא להסתפק באמירה שהן קיימות.

בקרה אמיתית נראית בכמה שכבות:

• בדיקה ויזואלית תחת הגדלה לפי קריטריוני IPC.
• "AOI", בדיקה אופטית אוטומטית שמצלמת את הלוח ומשווה אותו לדגם התקין.
• בדיקת רנטגן לרכיבי BGA, כי אי אפשר לראות את החיבורים שלהם בעין.
• בדיקה חשמלית או פונקציונלית של הלוח אחרי ההרכבה.
• "עקיבות": רישום של איזו אצווה של רכיבים, איזו משחה ואיזה עובד השתתפו בכל לוח, כך שאפשר לאתר מקור של תקלה בדיעבד.

לצד אלה יש תנאי סביבה שלא רואים בתעודה.
הגנה מפני פריקה אלקטרוסטטית (ESD) לפי התקן IEC 61340-5-1 או ANSI/ESD S20.20 היא דרישת בסיס, וגם הטיפול ברכיבים הרגישים ללחות לפי J-STD-033, כולל אחסון נכון ואפיית רכיבים לפני ההרכבה, משפיע על התוצאה.
בקרו בקו הייצור ובדקו אם הדברים האלה מתקיימים בפועל.

איך מוודאים שהספק מתמודד עם רכיבים רגישים?

רגישות יכולה להיות תרמית, מכנית או חשמלית, ולכל סוג יש בדיקה אחרת.
רכיבים עם מגעים צפופים (fine pitch) דורשים הדפסת משחה מדויקת בשבלונה דקה.
רכיבי BGA ו-QFN, שבהם החיבור חבוי, דורשים בדיקת רנטגן ופרופיל חימום מבוקר.
מחברים, חיישנים ורכיבים פלסטיים נמסים או מתעוותים בטמפרטורה שמתאימה לרכיב קרמי רגיל.

הלחמה של חוטים וחיווט היא עולם נפרד.
בחיווט תעופתי וצבאי, וגם בחיווט למכשור רפואי, ההלחמה נבדקת גם מכנית: האם יש הקלה במתיחה (strain relief), האם הבידוד לא נפגע מהחום, והאם הליפוף והקשירה נעשו לפי הוראת העבודה.
לכן ספק שמחזיק גם יכולת חיווט ותכנון כבילה לצד הרכבת לוחות מבין איך כל החלקים מתחברים לאורך חיי המוצר.

לדברי מהנדס תהליך ותיק בתחום ייצור האלקטרוניקה, "הלוח הראשון מלמד אותך הכי הרבה על הספק.
מי שמחזיר דוח פריט ראשון עם תמונות ומדידות עובד אחרת ממי שמחזיר רק לוח ואומר שהכול תקין".
המשפט הזה מסכם בדיוק מה כדאי לבקש: בדיקת פריט ראשון (First Article Inspection) לפני שמאשרים סדרה.

הנה ארבע בדיקות פשוטות שאפשר לעשות כבר בשיחה הראשונה:

1. בקשו מהספק לתאר איך הוא קובע את פרופיל הריפלואו למוצר חדש ומי חותם עליו.
2. שאלו איך הוא מטפל ברכיבים רגישים ללחות מרגע הקבלה במחסן ועד ההרכבה.
3. בקשו דוגמה לדוח בדיקה של מוצר דומה, בלי פרטי לקוח.
4. שאלו מה קורה כשנמצא פגם: מי מקבל את ההודעה, איך מתבצע תיקון ואיך מונעים חזרה של אותו כשל.

ספק שמתקשה לענות על שאלות כאלה בפירוט, או עונה במשפטים כלליים, לא יתמודד טוב עם הרכיבים שלכם.
אם המוצר עדיין בשלב פיתוח, כדאי גם לבדוק אם הספק מציע ייצור אב טיפוס באותו מפעל, כי כך הלקחים מהדגם הראשון נכנסים ישר לסדרה.

אילו שאלות כדאי לשאול לפני שמוסרים פרויקט?

הטבלה הבאה מרכזת את התחומים העיקריים, מה לבקש לראות בכל אחד מהם, ומה צריך לעורר חשד.

מעבר לטבלה יש שלוש שאלות על המשך הדרך.
הראשונה: האם הספק יכול ללוות את המוצר מאב טיפוס לייצור סדרתי, או שתצטרכו להחליף ספק בנקודת המעבר.
השנייה: האם הוא מציע מודל "Full Turnkey", כלומר אחריות מלאה על ייצור הלוח, אספקת הרכיבים, ההרכבה והבדיקה.
ק.א.א מספקת פתרונות כאלה לתעשיות ביטחוניות, רפואיות ואזרחיות, ומאמר נפרד באתר מסביר למה לבחור במודל הזה, "Turnkey Project – Why Choose It?".
השלישית: האם אפשר לקבל אספקה בשיטת STS (Ship To Stock), שבה המוצרים מגיעים ישירות למלאי או לקו הייצור שלכם, כפי שק.א.א עושה עבור לקוחותיה.

כדאי גם לבקש ביקור במפעל לפני החלטה.
שם רואים בעין את סדר העבודה, את הסימון של הרכיבים, את תחנות הבדיקה ואת האופן שבו עובדים מתנהלים עם הלוחות.
הביקור מגלה יותר מכל מצגת.

שאלות נפוצות על בחירת ספק הלחמה

כמה תשובות קצרות לשאלות שעולות בדרך כלל לפני הזמנת העבודה הראשונה.

האם כדאי להתחיל בסדרת ניסוי קטנה?

כן, במיוחד כשמדובר במוצר חדש או בספק חדש.
סדרה קטנה, עם בדיקת פריט ראשון, חושפת בעיות תכנון ובעיות תהליך לפני שהן מוכפלות ללוחות רבים.
היא גם מאפשרת לכם להעריך את איכות התקשורת עם הספק.

מה צריך לשלוח כדי לקבל הצעת מחיר מדויקת?

רשימת רכיבים (BOM), קבצי Gerber של הלוח, שרטוט הרכבה, קובץ מיקום רכיבים, הכמות הצפויה, והתקן או הדרגה שהמוצר צריך לעמוד בהם.
ככל שהחבילה שלמה יותר, ההצעה מדויקת יותר ופחות מפתיעה בהמשך.

האם ספק הלחמה יכול גם לרכוש את הרכיבים ולנהל מלאי?

ספקים שעובדים במודל Full Turnkey עושים זאת: הם רוכשים רכיבים, מנהלים את המלאי ומספקים מוצר גמור.
כדאי לברר איך הספק מוודא שהרכיבים מגיעים ממקורות מוכרים, ואיך מטופלים רכיבים שיצאו משימוש.

מתי הגיוני להחליף ספק קיים?

כשאותם פגמים חוזרים בכמה סדרות, כשאין תיעוד עקיבות בעת תקלה, או כשהדרישות שלכם גדלו, למשל מעבר ממוצר אזרחי למוצר רפואי או ביטחוני, ויכולות הספק לא עלו איתן.

שירותי הלחמה מדויקת אצל ק.א.א: איך מתחילים

בחירת ספק להלחמת רכיבים רגישים נשענת על ראיות: תקן קבלה ברור, בקרה בכמה שכבות, ניסיון בסוג הרכיבים שלכם ותיעוד שמאפשר לעקוב אחרי כל לוח.
הטבלה והשאלות שבמאמר מאפשרות לבדוק זאת מול כל ספק, כולל מול ק.א.א.

ק.א.א פועלת מאז 1989 ומעסיקה כ-25 עובדים.
היא מספקת שירותי קבלן ייצור וחיווט, הרכבת מעגלים מודפסים והרכבות אלקטרוניות ואלקטרו-מכניות, וכן ייצור כבלים צבאיים וחיווט תעופתי, וכל אלה בהתאם להסמכות ולתקנים בינלאומיים לניהול ובקרת איכות.
אם אתם מחפשים שירותי הלחמה לפרויקט רגיש, שלחו לנו את הקבצים והדרישות, ונחזור אליכם עם תשובה מקצועית ופירוט של תהליך העבודה המתאים.