Konformaalisen päällystyssovelluksen laadunvalvonta

Laadunvalvonta on kriittinen osa konformaalista pinnoitusprosessia ja on avain tämän toiminnan onnistuneeseen suorittamiseen. Tässä artikkelissa käsitellään konformaalisten pinnoitteiden standardeja, niiden määräysten merkitystä, uuden automatisoidun tekniikan kykyä käyttää laadunvalvontaa konformaalisiin päällysteisiin ja tekijöihin, jotka on otettava huomioon luotettavan hallinnan varmistamiseksi.

Konformaaliset pinnoitteet ovat ohuita, läpinäkyviä polymeerikerroksia, jotka levitetään painetun piirikokoonpanon pintoihin suojaamaan niitä ulkoisilta tekijöiltä. Sana 'konformal ' on johdettu latinalaisesta konformisista - 'samanlainen ', 'muistuttava ', ts. Se määrittää pinnoitteen kyvyn toistaa suojatun tulostetun piirikokoonpanon muoto.

Konformaaliset päällystysstandardit:

Nykyään suurin osa kansainvälisestä standardista, jota useimmat yritykset ympäri maailmaa käyttävät konformaalisen pinnoitteen alueella, on IPC-A-610 -standardi elektronisten kokoonpanojen hyväksymiselle, jonka nykyinen versio (IPC-A-610E) voidaan tilata IPC: ltä. On muitakin standardeja, mukaan lukien yritysmääräykset, mutta tämä artikkeli keskittyy A610: een konformaalisten pinnoitesovellusten laadunvalvontatarpeiden määrittämiseksi.

IPC-A-610: n kattamien kysymysten laajuus

IPC-A-610 on tutkittava jakso jaksolla. Tämä auttaa ymmärtämään sekä operaattorin tarpeita että itse konformaalisen pinnoitusprosessin vaatimuksia. Standardi koostuu kolmesta osasta: Yleiset tiedot, pinnoitteen kattavuus ja pinnoitteen paksuus

Yleistä tietoa konformaalisista pinnoitteista:

IPC-A-610 toteaa, että konformaalisten pinnoitteiden tulisi yleensä olla selkeitä ja tasaisia ​​värejä ja konsistensseja, ja niiden tulisi peittää tasaisesti tulostettu piirilevy ja sen komponentit. Kattavuuden laajuus riippuu sovellusmenetelmästä.

Täällä on paljon tilaa tulkinnalle, mikä voi johtaa ongelmiin, jos ymmärretään väärin. On syytä huomata, että jokaisella konformaalisella päällystyssovellustekniikalla - olipa se sitten harjasovellus, selektiivisellä robottisovelluksella Ilmaton venttiili tai aerosolisuihku - on omat ominaisuutensa. Ne kaikki tuottavat erilaisia ​​viimeistelytasoja, jotka edelleen vaihtelevat teknologisen prosessin organisoinnin, operaattorin persoonallisuuden ja tuotantoympäristön olosuhteiden mukaan.

Termit 'homogeenisuus ' ja 'yhdenmukaisuus ' ovat kiinnostavia. He ovat sinänsä melko epäselviä, mutta ne on ymmärrettävä jäljempänä käsitellyn päällysteen täydellisyyden ja paksuuden vaatimusten yhteydessä. Ilman tällaista kontekstia nämä termit selventävät lopulta vähän.

Lisäksi, jos pinnoitteen on oltava läpinäkyvä, nousee kysymys siitä, ovatko pigmentoituneet pinnoitteet hyväksyttäviä. Tästä tulisi keskustella asiakkaan kanssa ja pigmentin vaikutuksesta arvioidun konformaalisen pinnoitteen suorituskykyyn.

Pinnoitteen kattavuuden täydellisyys:

Useimmat konformaaliset pinnoitteet sisältävät nyt luminesoivia lisäaineita, jotka hehkuvat ultraviolettivalon alla. Tämä helpottaa päällystyssovelluksen laadun hallintaa. Jotkut viat eivät kuitenkaan ole näkyvissä UV -valossa ja ne saattavat vaatia hallintaa luonnollisessa (valkoisessa) valossa. Joillakin pinnoitteilla ei ole riittävästi UV -luminesenssia luonteeltaan, kuten monet organosilikonipinnoitteet. Tämä voi vaikeuttaa hallintaa.

On yhtä tärkeää, onko laminaatilla tai fotoresistissa omaa luminesoiva emissio, joka on verrattavissa pinnoitteen päästöihin: Jotkut muodostuneiden pinnoitteiden tarkoituksellisesti tehdään ei-luminesoivia ultraviolettivaloissa, koska käytetyillä valaistusaineilla on haittavaikutus pinnoitteeseen ja painettuun piirilevyyn.

I.C.T-U2 UV-kovetusuuni

I.C.T-U1 UV-kovetusuuni

IR -kovetusuuni

Kattavuuden suhteen standardi asettaa viimeistelypäällysteen laatutavoitteet ja erilaiset laatutasot - luokat 1, 2 ja 3. Tavoitteet sisältävät seuraavat:

• Alueiden puuttuminen, jolla on tarttuvuus;

• Tyhjiöiden tai kuplien puuttuminen;

• Kaste, paikallinen kuorinta, shagreen, ryppyjä, halkeamia, väreilyä, vikoja, kuten 'kalan silmä' ja 'oranssi kuori ';

• Ulkomaisten sulkemisten puuttuminen;

• Ei avoimuuden värimuutoksia tai menettämistä;

• Täydellinen kovetus ja homogeeninen rakenne.

Monet pinnoitustekniikat, painettujen piirilevyjen tyypit ja materiaalit eivät salli kaikkien edellä mainittujen kohdeindikaattorien saavuttamista käytännössä. Niiden systemaattinen saavuttaminen on yleensä erittäin kallista sekä taloudellisessa että sijoitusehdoissa sekä prosessien hallinnassa käytetyn ajan ja vaivan suhteen.

Kiinnitämme huomiota sellaiseen kohdeindikaattoriin kuin kuplien puuttuminen. Vaikka katsot tulostettua piirilevyä paljaalla silmällä, on yleensä mahdotonta löytää näyte, jolla ei ole kuplia yhdessä tai toisessa, ellei seuraavia olosuhteita täytetä:

• Konformaalinen pinnoitusprosessi on täysin hallittu;

• Oikea pinnoitusmateriaali valitaan tämän tuloksen saavuttamiseksi;

• Prosessiolosuhteet on optimoitu täysin;

• Operaattorit koulutetaan laajasti kuplien syihin ja pystyvät hallitsemaan prosessia vastaavasti;

• PCB -laminaatissa, kokoonpanoprosessissa, komponenteissa tai konformaalissa pinnoitteessa ei ole tapahtunut muutoksia, jotka voivat aiheuttaa haittavaikutuksen.

Onneksi näiden tavoitteiden saavuttaminen, vaikkakin toivottavia, ei ole välttämätöntä useimmille yrityksille - muuten konformaalinen pinnoite olisi muutaman asiantuntijan yksinoikeus ja monille mahdoton tehtävä. IPC auttaa tässä suhteessa tarjoamalla omat laatukriteerit näille kohteille:

• Pinnoite on täysin kovetettu ja rakenteellisesti tasainen;

• Pinnoite levitetään vain alueille, joilla sitä tarvitaan;

• Pinnoitteen tarttuminen lähellä naamioituja alueita;

• Ei sillata vierekkäisten tyynyjen tai johtavien pintojen välillä:

- tarttumisen menetys,

- tyhjiä tai kuplia,

- kaste,

- Halkeaminen,

- Wavness,

- kala- tai haidennahka;

• Ulkomaiset sulkeumat eivät riko komponenttien, kosketuslevyjen tai johtavien pintojen välisiä vähimmäiseristyskuiluvaatimuksia;

• Pinnoite on ohut, mutta saavuttaa silti komponenttien ja laitteiden reunat.

Tämä kaikki näyttää kohtuulliselta, kunnes tarkastelet tarkemmin sitä, mitä IPC ehdottaa saavuttamaan sen konformaalisella pinnoitusprosessilla. Saatat huomata, että käyttämäsi prosessi tai asiakkaan pyytämä prosessi ei ole niin ilmeinen kuin se ensin näyttää.

Harkitse ensin vaatimusta komponenttien ja laitteiden reunojen peittämistä ohuella kerroksella. Tämä vaatimus on erittäin vaikea, ellei mahdotonta, jotta se täytetään useimpien tavanomaisten pinnoitusprosessien avulla. On melko vaikea määrittää, ovatko terävät reunat päällystetty normaalin laadunvalvontaprosessin aikana. Jos asiakas toteaa, että tämä on heidän vaatimuksensa, on tärkeää harkita tätä huolellisesti.

Siirrytään nyt kaikkien edellä mainittujen vikojen puuttumiseen, samoin kuin sillat vierekkäisten johtavien osien välillä. Tämä tarkoittaa, että operaattorin on tutkittava kaikkien tulostetun piirilevyn johtavien elementtien välisiä aukkoja siihen asennetuilla komponenteilla ja varmistettava, että vikoja, kuten kuplia, jotka rikkoisivat tätä laatukriteeriä. Tällainen tehtävä vaatii paitsi korkeinta pätevyyttä, myös valtavia aikakustannuksia ja laajamittaisessa tuotannossa, koko armeijan laadunvalvonnan asiantuntijoiden läsnäolo.

Ennen kuin olet samaa mieltä asiakkaan tai oman suunnittelijan kanssa kaikista laatukriteereistä, ymmärrä yksityiskohtaisesti, mitä tarkalleen olet suostunut.

Konformaalinen pinnoitteen paksuus:

IPC-A-610: n lopullinen alue on konformaalinen pinnoitteen paksuus. Standardin pöytä asettaa hyväksyttävän kuivakalvon paksuusalueet erilaisille polymeerimateriaaleille, kuten akryylisommalille, välillä 0,03 mm - 0,13 mm tai 30 um - 130 um. Tämä on laaja valikoima konformaaliseen päällystyssovellukseen, jos prosessi toteutetaan oikein. Nämä rajat on myös helppo ylittää, jos et ole tietoinen taustalla olevista ongelmista. Tärkeintä on ymmärtää käytetyn konformaalisen pinnoitusprosessin periaatteet ja materiaalin ominaisuudet.

Esimerkiksi, jos laitoksella on automaattinen upotuspinnoitusjärjestelmä , voi olla vaikeaa saavuttaa kuivaa kalvoa liuotinpohjaisesta akryyli- tai polyuretaanipinnoitteesta, joka on yli 30 mikronia paksua ja välttää kaikki laatukriteereissä luetellut puutteet. Pinnoite on tyypillisesti ohuempi ja ei välttämättä ole riittävän paksu kriteerien täyttämiseksi.

Lisäksi kuivapinnoitekalvossa olevien kuplien lukumäärän ja yhdessä passin paksuuden välillä on suora yhteys. Tämä on helppo selvittää: Jos levität liian paksua kerrosta yhteen passiin, sen pintaosa kovettuu (kuiva) ennen kuin kuplat voivat kellua ylös paksuudesta ja ne jäävät sisälle. Pinnoitteen levittäminen ohuissa kerroksissa on tärkein ehto kuplien esiintymisen poistamiselle. Selektiivisen pinnoitteen robotti toimii kuitenkin yleensä yhden passin tilassa. Siksi on välttämätöntä löytää kompromissi ja säätää pinnoitteen sovelluksen teknologista prosessia siten, että saadaan optimaaliset tulokset.

Mitä se todella tarkoittaa, että vaaditaan yhtenäinen pinnoite ja yhtenäinen sovellus? Tarkoittaako se 'yhtenäistä ' alueella 30–130 µm? Pitäisikö meidän olla varovaisia ​​levittämään ohut kerros teräviin reunoihin, joihin pinnoite on yleensä levinnyt? Lopuksi, kuten standardissa todettiin, jos pinnoite kertyy laitteen alle, on helppo ylittää sallittua paksuusrajaa 130 µm tietyillä alueilla. Valitettavasti, toisin kuin terve järki, enemmän ei ole aina parempi, ja liian paksuja pinnoitteita tulisi välttää, koska liian paksut pinnoitteet yleensä halkeilevat pitkällä aikavälillä.

Teknologiset prosessit konformaalisen pinnoitteen sovelluksen automaattisen laadunvalvonnan suhteen:

Kuten todettiin, edellä esitettyjen laatukriteerien täyttämiseksi vaaditaan koko piirilevyn perusteellinen tarkastus. Tämä on erittäin vaikea tehtävä, joka johtuu tekijöistä, kuten silmien väsymyksestä, häiriötekijöistä ja rajoitetusta suorituskyvystä. Voiko konformaalinen pinnoitteen laadunvalvonta automatisoida?

Se on mahdollista, mutta joillakin varauksilla ja rajoituksilla.

Katsotaanpa markkinoilla saatavilla olevia automaattisia konformaalisia pinnoitusjärjestelmiä. Ne sisältävät joitain erittäin korkean teknologian järjestelmiä, joissa on erinomaiset kamerat ja skannerit, erinomaiset ohjelmistot ja prosessinhallinnan korkea laatu. Ne voivat käsitellä tuotteiden sarjankäsittelyä tai integroida tuotantolinjoihin ja näyttävät ylittävän olemassa olevan teknologisen aukon.

Kamerat on asennettu kolmen tai neljän akselin järjestelmiin. Jokaisen kameran on poistettava parallaksi vääristymät tarkistamalla suuret tulostetut piirilevyt, joilla komponenttien sivuilla on piilotetut alueet. Skanneripohjaiset järjestelmät kärsivät samasta parallaksi vääristymästä, ja nyt on saatavana skannausjärjestelmiä, jotka eliminoivat parallaksin.

Kaikilla näillä järjestelmillä on kuitenkin haitta: ne voivat tutkia jokaisen tuuman piirilevyn jokaisesta näkökulmasta ja silti kaipaamaan ongelma -alueita. Mutta se ei yleensä ole määräävä tekijä automatisoidussa konformaalisissa pinnoitteen laadunvalvonnassa. Automatisoidut optiset tarkastusjärjestelmät (AOI) korostavat IPC: n laatukriteerien täyttämisen vaikeuksia tavanomaisissa konformaalisissa pinnoitusprosesseissa. Nämä järjestelmät osoittavat vikoja piirilevyn pinnoitteessa ja 'katso ' paljon enemmän kuin mikään operaattori voisi.

Järjestelmäkäyttäjälle tämä voi tuntua Pandoran laatikon avaamiselta, koska hänellä on nyt kokonainen tulostettu piirilevy, jolla on vikoja koko pinnallaan. Jos näin on ja automaattinen optinen tarkastusjärjestelmä on asetettu tarkastamaan tulostettuja piirilevyjä näiden sääntöjen mukaisesti, niin lyhyen ajan kuluttua tuotantolinja pysähtyy. Onko syyllinen tarkastusjärjestelmä vai konformaalinen pinnoitusprosessi? Missä syyllisyys pitäisi olla?

Vastaus on yksinkertainen: Useimmat teknologiset prosessit eivät tarjoa IPC -standardikriteerien edellyttämää laatutasoa. Automatisoidut optiset tarkastusjärjestelmät tunnistavat selvästi kaikki viat (mekaanisten ja optisten tekijöiden salliminen). Lisäksi he näkevät olemassa olevat viat selkeämmin kuin paljaalla silmällä.

Konformaalinen pinnoitusliuos ：

On tarpeen toteuttaa iteratiivinen prosessi optimaalisen ratkaisun kehittämiseksi.

1. Stablish, mitkä viat (laatukriteerit) ovat hyväksyttäviä ja määrittelevät ne.

2. Määritä, mikä hallintataso on saavutettavissa nykyisessä ja uudessa konformaalisessa pinnoitusprosessissa ja mitkä puutteet voivat luoda molemmat prosessit

3. Jos järjestelmä sallii kriteerien täyttämisen, kaikki osapuolet ovat tyytyväisiä. Muutoin kriteerit tai prosessia tulisi muuttaa.

Viime kädessä tervettä järkeä tulisi käyttää, ja sitten oikealla tietotasolla voidaan tehdä oikea päätös. Kehittämällä optimaalisen laadunvalvontaprosessin, tarpeettomia kustannuksia, riitoja ja vastakakkuja voidaan välttää myöhemmin, kun ongelmia ilmenee.