Hvað er 3D-inspektion á lóðrunarþéfingu?

Uppþekking á 3D SPI-inspektion á veðurpasta

Hvað er 3D-mat á veðurpasta?

Kynning.

Í þeim hratt breytilegu heimi rafrænnar framleiðslu hefur SMT-tækni (Surface Mount Technology) breytt því hvernig nútíma prentuð kringluborð (PCB) eru framleidd. Á meðan tæki minnka og verða flóknari hefur þörfin af mjög áreiðanlegri og háþéttu PCB-samsetningu aldrei verið meiri. En það er ein staða sem er oft yfirhorfin og ákvarðar hvort vörur verði að uppfylla kröfur um gæði, áreiðanleika og virkni: ferlið við prentun veðurpastu.

Hverfurðu að 60–70% af öllum vandamálum við uppsetningu á prentuðum kringlum (PCB) stafa af prentun á veðurpasta? Þessi lykilvirkni krefst nákvæmrar afhendingar á réttri magni af veðurpasta á PCB-horn (pads) með mönusterprentun. Svo smátt sem er af villum í prentun – hvort sem það er of lítið af pastu, of mikill magn eða jafnvel minnst ójafnvægi – getur leitt til opinnra kringskila, tenginga, „grófustöðu“ (tombstoning) og margra annarra áreiðanleikavanda síðar á SMT-uppsetningarlinunni. Þetta hefur til fylgds aukna endurvinningakostnað, dýr úrgangur, dregin úr verkefnum, óþægindi við neytendur og, að lokum, mistök á vörum á reynslusviði.

Greining á veðurpasta (SPI), og sérstaklega þróunin á 3D-greiningu á veðurpasta (3D SPI), er ávallt áreiðanleg aðgerð atvinnunnar til að leysa þessi vandamál. Sem fyrsta mikilvæga gæðaávallatími í SMT-setninguferlinu nýta nýjungar í sjálfvirku 3D-optískri greiningu – svo sem skannað ljós og mælingu með ljóslásatrihyrningum – til að greina magn, hæð, flatarmál og staðsetningu veðurpastu á hverjum pökk í rauntíma.

Uppkomustund closed-loop SPI, rökfræðilegrar ferlastýringar (SPC) og samruna við framleiðslustjórnunarkerfi (MES) og AOI-kerfi hefur breytt greiningu á veðurpasta frá einfaldri „greiningaraðgerð“ í kerfi fyrir ferlaspármæti, uppgötvun villa í rauntíma, sporbarleika og endurskoðun á afhendingum í daglegum fjármála-4.0 raftækjum framleiðslulínunum.

Hvað er greining á veðurpasta (SPI)?

Inspektion á veðurpasta (SPI) er mikilvæg tölvustýrð aðgerð í nútíma framleiðslu á prentaðum kerfisplötum (PCB), sem ábyrgist að veðurpastan sé sett á hverja pöddu á móðurplötunni áður en hlutirnir eru settir á staðinn. Því meira sem tölva- og rafrásatækni verður minni og þéttleiki rafrása hækkar með tækni eins og BGAs, 0201- og 01005-hlutum, því meira veltur á hámarkaðri nákvæmni og endurteknum stjórnunaraðferðum.

Skilgreining á SPI og hlutverk þess:

SPI lýsir línulengdinni, ósambindu ljósmyndunarefni á veðurpastu sem er prentuð á pöddurnar á kerfisplötunni í SMT-aðferðinni. Venjulega eftir prentara mynstursins og áður en vöruþjónustuvél setur hlutina á staðinn, metur SPI-tækið hverja pöddu með þrívíddarmæliskerfi.

Aðalstillingar og mælingar SPI:

Mæling á magni veðurpastu: Tryggir að rétt magn pastu sé notað.

Mæling á hæð veðurpastu: Greinir tilfelli eins og hluta- eða heillega lokaðar mynsturgöngur.

Tryggingarumráð fyrir lóðsambandssmurna: Ákvarðar ófullnægjandi dreifingu eða misstaðsetningu.

Uppgötvun á staðsetningu/smáskiftun lóðsambandssmurnar: Vísar á vandamál eins og myndbreytingar eða ójafnvægi prentara.

Rúmfræðileg mat á formi lóðsambandssmurnar: Upplýsir um toppa, dökkvörur eða önnur afvik sem gætu haft áhrif á våtun og endursmurnu.

SPI í SMT framleiðsluferli:

Hér er staðurinn sem SPI tekur upp í stærri SMT framleiðsluferlinu:

Af hverju er SPI mikilvægt í SMT-samsetningu

Gildi greiningar á leifðunarlími í SMT-samsetningu er ekki hægt að yfirmatja. Það er fyrsta varnarlínan gegn keðju dýrra mistaka síðar í ferlinu.

Lykilhagstæður af leifðunarlímagreiningu:

Uppgötvun á villa á upphafi (og forðun):.

Leyfir að leiðræsa vandamál áður en hlutirnir eru settir á staðinn og endurþýddir, sem sparaðir eru tími og dýr endurvinna.

Endurkomulag og áreiðanleikabæting:

Gerir framleiðendum kleift að greina og fjarlægja breytingar í ferli eða slíðrun prentara áður en þær hafa áhrif á gæði PCB, sem bætir fyrsta ferð endurkomu (FPY).

Bætir stjórnun og hámarkun:

Tölfræðileg stjórnun ferlis (SPC): SPI kerfi safna gögn um tjöppunarhæð, magn, svar og staðsetningu, sem gerir það mögulegt að stjórna ferlisgetu (Cp/Cpk) og halda áfram samræmi við ISO/IPC.

Lokaður lykkju-svargangur stjórnar beint kröfum prentara fyrir langtíma öryggi.

Sporanlegheit og skjalasafn:

SPI tæki skrá svo niðurstöður fyrir hverja plötu, hverja rás, hvert tímapunkt og hvern rekendur, sem tryggir fulla sporanlegheit í framleiðslu – mikil ávinningur fyrir fjármála-, geim- og bílagerðarsvið.

Kostnaðar- og tímaspar:.

Vitaregla: Að leysa eina vandamálsstöðu sem kemur upp eftir reflow er 10–30 sinnum dýrara en að greina hana á SPI-stigi, vegna nákvæmrar endurgerðar eða heildar úrgangs á prentplátunni.

Raunverulegt tilvitnun:

„SPI umbreytir ágiskunum um prentun í mælanlega, stjórnuð gögn. Í framleiðsluverksmiðjunni okkar var munurinn á ágiskun og mælingu það sem færði okkur frá 85% í yfir 97% áframhaldandi afvöruhlutfall.“ – Uppbætisþróunarmaður, framleiðandi á rafraeðiprótökum fyrir bíla.

Venjulegar villa sem koma í veg fyrir með snöggum SPI:

Lóðsambönd.

Ónóg/Of mikið lóðpaste.

Mynstur skift.

Útvarpsskífur sem vantar og „grifskorður“ (tombstoning).

Ójafn lóðpasteform.

Án SPI verða margar þessar upphaflegar prentuvillur ekki augljósar fyrr en eftir dýran reflow og erfiðari villur í sjálfvirkri ljósmyndaprófun (AOI), prófun í rás (ICT) eða, vondast af öllu, við endurkaup hjá neytendum.

2D gegn 3D skoðun af veðurpasta: Tæknileg samanburður

Á meðan PCB-hönnun fór fram, þannig og þarfir á mati. Takmarkanir venjulegrar 2D SPI komu fljótt í ljós fyrir daglega finn-pitch og háþéttleika stillingar, sem leiddi til 3D skoðunar á veðurpasta (3D SPI).

Samanburður-tafla: 2D gegn 3D SPI

Af hverju breytti iðjan yfir í 3D-SPI?

2D-SPI getur aðeins „séð“ hvort smjör væri til staðar og hvort X/Y-staðsetningin væri órétt. Það getur ekki staðfest hvort nægilegt magn af smjöri hafi verið prentað eða hvort magn og hæð smjórs uppfylltu IPC- eða innri staðla.

Þetta skapaði fólgin mistök: borðin féllu á gegnum SPI en misheppnuðust síðan í endurhitunarferlinu vegna ónægilegs magns af smjöri eða samruna.

3D-SPI notar skipulagð ljós eða láserþríhyrningsmetóduna til að kortlaga raunverulega 3D-mynd af smjöri á hverjum pöddu.

Gefur rúmmál- og lögunargögn sem nauðsynleg eru fyrir fínar pöddur og háa þéttni hluta.

Rannsóknarsaga

Einn leiðandi EMS-fyrirtæki sem framleiðir borð fyrir snjalla tæki taldi 10% lækkun á endurvinnsluhlutfalli eftir að hafa uppfært frá 2D- í 3D-SPI. Hvað var ástæðan? 2D-kerfi slepptu litlum en mikilvægum undirprentunum á 0201-pöddum sem veldu oft opin slöngu eftir endurhitun – þessi villa var aðeins greind með AOI, sem leiddi til dýrra endurvinnslu.

Alvarlegar villur sem fundnar eru með SPI og rótarsakir þeirra

Mikil gildi SPI – sérstaklega 3D skoðun af veifupasta – liggur í því að hún getur greint upp 5 mikilvægustu flokka veifupastufalla, sem saman mynda margar ferlaskortur og mistök í SMT-setningum.

5 lykilveifupastuföll sem SPI greinir:

Ónógu mikil veifupasta.

Uppruni: Lokaðar eða notaðar mynsturgáttir, lægra skrúfuþrýstingur, eldri veifupasta.

Hættur: Opnir rásir, veikir eða óstöðugir tengingar, venjuleg virkni.

Of mikil veifupasta.

Uppruni: Of mikil veifupasta, skrúfuoflokkun, of hátt þrýstingur.

Hættur: Veifusamsetning, styttingar í gegnum endurhitun.

Veifubrúður.

Rótarsakir: Vönduð hreinsun á mynstri, of mikil veifupastudepósíta, rangt prent.

Hættur: Stutt tenging á milli nágrannaflakka, alvarlegur tæknisvikt.

Vel jafnvogt út / Greinarmunur.

Rótarsakir: Prentarafærsla, PCB-færsla, bölgun, greinarmunur í mynstri.

Hættur: Að hluta til umhuldir flakkar, hlutur breytist, vandamál með „tombstoning“ (þar sem einn endi þátts lyftist upp í reflow ferli).

Myndunarskekkja / Skelfing.

Rótarsakir: Óvenjuleg squeegee-vinnuskipulag, ó venjuleg flæði af smjörpasta, umhverfisræn rökkur.

Hættur: Óregluleg veiting, slæm samansetning á sníði, óveiting á BGA-kúlum.

Hvernig 3D SPI bætir ferlisstýringu og áreiðanleika

Innleiðing 3D Solder Paste Examination (3D SPI) í SMT framleiðsluferli táknar skipti frá handvirku eftirliti yfir í gagnastýrt, stafrænt gæðastýringu. 3D SPI áhrifar allar hliðar ferlisstýringar og áreiðanleika í PCB framleiðslu og tryggir þannig mjög snögg uppgötvun á vandamálum, rökfræðilegt eftirlit og endurteknan fyrirframhaldandi bætingu.

1. Lokaðar lykkjur á endursendingu

Lokaður lykkjustýringarferli gerir kleift rauntíma svar milli SPI-tæknis og mynstursprettu.

Þegar 3D SPI greinir mynstur (t.d. að bæta ójafnvægi eða minnka magn á ákveðnum stöðum), getur það sjálfkrafa:

Endurstilla X/Y-staðsetningu mynstursprettunnar.

Aðlaga skrúfuþrýsting og hraða.

Tilgreina tíma fyrir hreinsunarmynstur.

Þessi sjálfvirkni leysir skipulögð villa áður en hundruð eða óteljandi PCB-hólf eru hröðuð.

2. Samspil við SMT-línutæki

3D SPI-viðskipti við vöndunartæki, sem gerir kleift dýnamískt greiðslu fyrir brotinni síldurpasta eða breytingar í þéttleika.

AOI niður á línunni notar SPI-gögn til að stilla greiningu á gallum, sem minnkar rangar greiningar og bætir villukennslu.

3. Styðja háþéttleika- og framfarin pakka

Með stuðningi við fín-pitch hluti, BGA og 01005 chip-hluti er þarf 3D SPI vöruflokkur með mikróngerða mælingar fyrir HDI borð og mikrovíur.

Nákvæmni greiningar á BGA veðjum áhrifar beint á varanlega staðfestingu veðja.

4. Þátttaka í ávöxtun (ROI) og rekstrarafurð sem hækkar

Með því að minnka endurvinna og úrgang minnka framleiðendur vinnumassa-, efnavinnufjárhags- og stöðustundakostnað.

Hærra fyrsta ferðar skila (FPY) sýnir fleiri borð send til verslunar á hverjum degi og hefur aukin uppfyllingu viðskiptavina.

Tilvik: Við fræg austur-EMS fyrirtæki, eftir að 3D SPI var innleidd, féllu kostnaður vegna veðjamistaka frá 11% niður í 4%, en FPY hækkade um yfir 8%. Kostnaður endurvinna féll um 45% og viðskiptavinabréf vegna ófullkomna veðja voru næstum algjörlega komin af borðinu innan einnar fjórfiska.

3D veðjagreiningarvél (SPI): Lykilelement og valkriterium

Þegar valið er 3D SPI tæki fyrir SMT línu þína eru margir tæknilegar atriði mikilvæg til að tryggja nákvæmni, áreiðanleika og hár hraða framkvæmd – sem hefur bein áhrif á gæðakönnun á prentplötu.

Lykilaðilar 3D SPI vélar

3D ljósmyndunarstjórnkerfi.

Skipulögð ljósskín (brúnarmat) eða lasertrehyrning til hæðar- og rúmmálsákvörðunar.

Háþétthýðar iðjulegar rafrænar myndavélar fyrir nákvæma myndvinnslu.

Nákvæm flutningskerfi.

Tryggir jafn, óskjálfrandi flutning prentplötunnar.

Studdur breytingum á formi fyrir ójafnar prentplötur.

Stjórnkerfisforrit og matunarvél.

Innflutningur á Cad/Gerber upplýsingum fyrir sjálfvirka samsvörun á pöddum.

Villugruppa og SPC blöndun.

Útflutningur rauntímaupplýsinga fyrir MES og rekjanleika.

Gagnagrunnur og rekjanleiki.

Fullkomin skráning á hverju einasta borði/parti/vinnuskráðingum.

Lyklað fyrir aðgreiningu á auðlindum og samræmi.

Háhraðaskannari.

Áskoðun er áskilin í um það bil 10 sekúndum fyrir fjölda af pöddum á hverri mínútu með venjulegri GR&R.

Valkriteríum og framkvæmdarskilyrði

Bestu aðferðir fyrir háa nákvæmni í SPI framleiðslu

Rétt uppsetning og ferli SPI kerfis er jafn mikilvæg og sjálft frumkvöðulagið. Vönduð ferli geta gert jafnvel bestu tól ógild.

Bestu aðferðir:

Tilgreind samþykktarstaðla samkvæmt IPC-greinum.

Notkun kröfu IPC-7527 fyrir rúmmál/hæð/flötumálsákvörðun.

Venjuleg stilling og viðhald.

Undirbúa stillingar samkvæmt framleiðanda og IPC-A-610.

Staðfesta kerfis GR&R með gullplötum og skilja kröfur.

Nota tölfræðilega ferlakönnun (SPC) með rauntímauppfærslum.

Fylgja öryggisþáttum ferls (Cp/Cpk), greina afvígingu áður en villa dreifist.

Skoða allar mælingar utan við tilgreindar markvarða fljótt.

Tryggja hreinindi stensilsins og umhverfisvernd.

Þvíðuð eða notað mynstur veldur beint vandamálum með smyrslinu.

Halda hitastigi/rafhýdrófugleika til jafns smyrsluthykktar.

Grunnagreining og endurheimt aðgerð.

Tengja SPI-upplýsingar við niðurstöður eftir reyfingu/AOI; endurtekið auka.

Umsjónaraðilinn og sérfræðingaþjálfun.

Þjálfuð liðssvæði reynir áhrifamikil og reagert fljótar á vandamál.

MES/AOI samsetning.

Samtaka allar SPI-, AOI- og viðgerðarupplýsingar til að geta rekist og skiljað.

Taka við viðbrögðum-toleransum fyrir NPI.

Ný skipulag þurfa að byrja með strangari leyfis takmörkunum.

SPI vs AOI: Hlutverk og munur

SPI (mat á veðurskúfu) og AOI (sjálfvirk ljósmyndaprófun) eru báðar mikilvægar í gæðastýringu á SMT framleiðslulínu en bjóða upp á mismunandi eiginleika. Að skilja muninn á SPI og AOI er mikilvægt til að koma í veg fyrir vandamál á fullkominn hátt.

SPI vs AOI á yfirlit

Af hverju eru báðir nauðsynlegir

SPI: Verndar gegn vökvaritilfellum sem tengjast limi áður en lóðunin fer fram, ein af dýrasta fásíunum til að lagfæra villa.

AOI: Greinir allar skilgreindar villa eftir lóðun, þar á meðal þær sem uppstanda vegna lóðunarferlis, misstaðsetningar hluta og villna í uppsetningu.

Sannleikurinn: IPC og leiðandi atvinnufólk í iðju samskila – notkun á báðum SPI og AOI hefur verið sannað að minnka heildar DPMO (villa á milljón möguleika) á PCB-görðum um 80% í umhverfi með hátt blandaða framleiðslu og háa áreiðanleika.

SPI → AOI sniðugt samspil

SPI-upplýsingar geta áður en fram kemur greint hættusvæði til að beina AOI-aðgerðum, en AOI getur staðfest greiningu á vandamálum hjá SPI og þannig viðhalda upprunalegri ástæðu/tilgreiningu.

Algengar spurningar

Spurning 1: Hver er munurinn á 3D SPI og AOI?

Svar: 3D SPI skoðar smjörpössu fyrir uppsett hluti (magn, hæð, tryggingarviðtak, og staðsetning) áður en hlutirnir eru settir. AOI skoðar búnaðarplötur eftir sveifun til að staðfesta sýnileika hluta, staðsetningu og sýnilegar sveifusambönd.

Spurning 2: Getur SPI skipt fyrir AOI?

Svar: Nei. SPI og AOI leita að mismunandi tegundum vandamála og vinna í mismunandi þáttum ferlisins. Bæði eru nauðsynleg fyrir SMT-samsetningu án villna.

Spurning 3: Af hverju birtir SPI stundum plötur sem líta vel út eftir sveifun?

Svar: Lítill órétt magn af sveifusmjöri getur í sumum tilvikum sjálf- réttast vegna rúmþrýstis í reykingarferlinu (sjálf-staðfesting). Þó svo að endurtekna brot við tilgreind magnmörk hækki langtíma áreiðanleikahættu. Nákvæm SPI-stjórnun tryggir góða gæði í síðari ferlum.

Q4: Getur 3D-SPI mælt mjög litla pöddur eins og 01005?

A: Já. Nútíma 3.

Ályktun

Mat á veðurpasta (SPI) – sérstaklega með bætingunum sem 3D-SPI kerfi bjóða – er tæknilýsing fyrir varanlega, hár árangurskvíða og villufri PCB-setningu í nútímasafnlestrarframleiðslu (SMT). Með aukinni flóknum í stafrænni hönnun dagsins, þar á meðal háþéttar tengingar (HDI), BGA-pakka og mjög fínar 01005-þættir, hefur þörf á nákvæmum, rauntíma mati á prentun veðurpastu aldrei verið miklu mikilvægri.

Frá upphafi SMT-línunnar er 3D SPI notuð sem gæsla á háa gæði, þar sem hún skoðar magn, hæð og rúmform hverrar límuflötunar með ljósa eða láserþríhyrningsmetódum. Þetta leiðir til lokaðs ferlakontrolls, aukinnar ferlafærni (Cpk, SPC) og virkra villuforðunar – sem gerir framleiðendum kleift að leysa vandamál eins og of lítið lím, tengingarvandamál eða ójafnvægi áður en þau orða til dýrra endurvinna eða misheppnaðar staðsetningar.

Sameinuð innskráning á SPI (fyrir uppsetningu) og AOI (eftir reyndu) myndar áhrifamikla, gögnastýrða vernd sem minnkar útslátt, viðheldur fullri sporvöldu, markaðri vandamálasamstöðu og greiningu á uppruna. Hvort sem um er að ræða neytenda raunvörur, bílaeiningar, IoT-tæki eða misjafn mikilvægar loft- og geimflugvélategundir PCB, tryggir árangursrík SPI-aðferð hærri fyrsta ferðar afhendingu (FPY), lægri villuhlutfall og yfirleitt hærra viðskiptavinahugsun.

Að auki, þar sem tæknifyrirtæki sem starfa í rafrænni vörusöfnun taka við markaðnum 4.0, AI-stýrðri greiningu á gallum, snjallri samruni framleiðslustöðva og skýjaðri greiningu, mun þrívíddar greining á veðrismjörum auglýsa sig aðeins í mikilvægi. Hún er ekki lengur eingöngu gæðapróf en fremur grunnur fyrir valdæmi næstu kynslóðar SMT-línur, rauntíma framleiðslustjórnunar og sjálfbærar framleiðslu rafmagnsþátta.