A konformális bevonat alkalmazás minőség -ellenőrzése

A minőség -ellenőrzés a konformális bevonási folyamat kritikus szempontja, és kulcsfontosságú a művelet sikeres befejezéséhez. Ez a cikk tárgyalja a konformális bevonatok szabványait, a rendeletük jelentését, az új automatizált technológia képességét azt jelenti, hogy a minőség -ellenőrzést alkalmazzák a konformális bevonatokra , és azokat a tényezőket, amelyeket figyelembe kell venni a megbízható ellenőrzés biztosítása érdekében.

A konformális bevonatok vékony, átlátszó polimer rétegek, amelyeket a nyomtatott áramköri szerelvények felületére alkalmaznak, hogy megvédjék őket a külső tényezőktől. A 'conormal ' szó a latin conormis -ból származik - 'hasonló ', 'hasonlít ', vagyis meghatározza a bevonat azon képességét, hogy megismételje a védett nyomtatott áramköri szerelvény alakját.

Konformális bevonási szabványok:

Manapság az elsődleges nemzetközi szabvány, amelyet a világ legtöbb vállalata használ a konformális bevonat területén, az IPC-A-610 szabvány az elektronikus összeszerelések elfogadhatóságára, amelynek jelenlegi verziója (IPC-A-610E) az IPC-től rendelhető. Vannak más szabványok is, ideértve a vállalati rendeleteket is, de ez a cikk az A610 -re összpontosít, hogy meghatározza a konformális bevonat -alkalmazások minőség -ellenőrzési igényeit.

Az IPC-A-610 által lefedett kérdések hatálya

Az IPC-A-610-et szakaszonként kell megvizsgálni. Ez segít megérteni mind az operátor igényeit, mind maga a konformális bevonási folyamat követelményeit. A standard három szakaszból áll: általános információk, bevonat lefedettsége és a bevonat vastagsága

Általános információk a konformális bevonatokról:

Az IPC-A-610 kijelenti, hogy a konformális bevonatoknak általában tisztanak és egyenletesnek kell lenniük, színes és konzisztenciájúak, és egyenletesen lefedniük kell a nyomtatott áramköri kártyát és annak alkatrészeit. A lefedettség mértéke az alkalmazási módszertől függ.

Nagyon sok értelmezési lehetőség van itt, ami félreértés esetén problémákat okozhat. Érdemes megjegyezni, hogy minden konformális bevonat -alkalmazási technológia - legyen az ecset alkalmazás, szelektív robot alkalmazás, levegő nélküli szeleppel vagy aeroszol permetezéssel - rendelkezik saját jellemzőivel. Mindegyik különböző szintű befejezési szintet termel, amelyek tovább változnak a technológiai folyamat szervezésétől, az operátor személyiségétől és a termelési környezet feltételeitől függően.

Érdekes a „Homogenitás ” és ”egységesség kifejezések, amelyeket a szabvány szövegében használnak. Önmagukban meglehetősen félreérthetőek, de meg kell érteni az alább tárgyalt bevonat teljességének és vastagságának követelményeivel összefüggésben. Ilyen kontextus nélkül ezek a kifejezések végső soron egyértelművé teszik.

Ezenkívül, ha a bevonat átlátszónak kell lennie, akkor felmerül a kérdés, hogy a pigmentált bevonatok elfogadhatók -e. Ezt meg kell vitatni az ügyféllel és a pigmentnek a kiértékelt konformális bevonat teljesítményére gyakorolt ​​hatására.

A bevonat teljessége:

A legkonformális bevonatok most olyan lumineszcens adalékanyagokat tartalmaznak, amelyek ultraibolya (UV) fény alatt ragyognak. Ez megkönnyíti a bevonat alkalmazás minőségének szabályozását. Néhány hibás azonban nem látható UV -fényben, és természetes (fehér) fényben történő ellenőrzést igényelhet. Egyes bevonatok természeténél fogva nem rendelkeznek elegendő UV -lumineszcenciával, például sok organoszilikon bevonattal. Ez bonyolíthatja az irányítást.

Ugyanilyen fontos, hogy a laminátum vagy a fotorezist saját lumineszcens emissziójával összehasonlítható-e a bevonat kibocsátásával: néhány konformális bevonatot szándékosan nem lumineszcenssé tesznek ultraibolya fényben, mivel működési körülmények között a használt lumineszcens adalékanyag káros hatással van a bevonatra és a nyomtatott áramkörre.

A lefedettség szempontjából a szabványos készletek a befejezés bevonására és a különböző minőségi szintekre - az 1., 2. és 3. osztályra. A célok a következőket tartalmazzák:

• Az adhézió elvesztésével rendelkező területek hiánya;

• Üregek vagy buborékok hiánya;

• A domborítás hiánya, a helyi hámozás, a shagreen, a ráncok, a repedések, a hullámok, a hibák, például a 'Fish Eye ' és a 'narancshéj';

• Külföldi zárványok hiánya;

• Nincs elszíneződés vagy az átláthatóság elvesztése;

• Teljes kikeményedési és homogén szerkezet.

Számos bevonási technológia, a nyomtatott áramköri lapok és anyagok nem teszik lehetővé a fent említett célmutatók gyakorlatában történő elérését. Ezek szisztematikus elérése általában rendkívül drága lesz mind pénzügyi, mind befektetési szempontból, valamint a folyamatok ellenőrzésére fordított idő és erőfeszítés szempontjából.

Figyeljünk olyan céljelzőre, mint a buborékok hiánya. Még ha szabad szemmel is megnézi a nyomtatott áramköri kártyát, általában lehetetlen olyan mintát találni, amelyben nem rendelkezik buborékokkal egy vagy másik helyen, kivéve, ha a következő feltételek teljesülnek:

• A konformális bevonási folyamat teljesen szabályozott;

• Az eredmény elérése érdekében a helyes bevonó anyagot választják ki;

• A folyamatfeltételek teljes mértékben optimalizáltak;

• Az operátorok széles körben képzik a buborékok okait, és képesek ennek megfelelően ellenőrizni a folyamatot;

• Nem történt változás a PCB laminátumában, az összeszerelési folyamatban, az alkatrészekben vagy a konformális bevonatban, amelyek káros reakciót okozhatnak.

Szerencsére ezeknek a céloknak a elérése, bár kívánatos, a legtöbb vállalat számára nem szükséges - egyébként a konformális bevonat néhány szakértő kizárólagos domainje lenne, és sokak számára lehetetlen feladat. Az IPC segít ebben a tekintetben azáltal, hogy saját minőségi kritériumait kínálja ezekre a célokra:

• A bevonat teljesen kikeményedett és szerkezetileg egyenletes;

• A bevonatot csak olyan területeken alkalmazzák, ahol rá van szükség;

• A bevonat tapadása maszkolt területek közelében;

• A szomszédos párnák vagy a vezetőképes felületek között nincs áthidalás:

- A tapadás elvesztése,

- üregek vagy buborékok,

- DeWetting,

- repedés,

- Hullámosság,

- halak vagy cápabőr;

• A külföldi zárványok nem sértik az alkatrészek, az érintkezési párnák vagy a vezetőképes felületek közötti minimális szigetelési rés követelményeit;

• A bevonat vékony, de még mindig eléri az alkatrészek és eszközök széleit.

Mindez ésszerűnek tűnik, amíg közelebbről megvizsgálja, hogy az IPC mit javasol a konformális bevonási folyamatával. Előfordulhat, hogy az Ön által használt folyamat vagy az ügyfél kéri, nem olyan nyilvánvaló, mint az első megjelenés.

Először mérlegelje azt a követelményt, hogy az alkatrészek és eszközök széleit vékony réteggel bevonják. Ez a követelmény rendkívül nehéz, ha nem is lehetetlen, a legtöbb szabványos bevonási folyamat alkalmazásával. Meglehetősen nehéz meghatározni, hogy az éles szélek bevonódnak -e a normál minőség -ellenőrzési folyamat során. Ha egy ügyfél kijelenti, hogy ez a követelmény, akkor fontos ezt alaposan mérlegelni.

Most lépjünk tovább a fenti hibák hiányának, valamint a szomszédos vezetőképes szakaszok közötti hidaknak. Ez azt jelenti, hogy az operátornak meg kell vizsgálnia a nyomtatott áramköri táblán lévő összes vezetőképes elem közötti hiányosságokat, és gondoskodnia kell arról, hogy ne legyenek olyan hibák, mint például a buborékok, amelyek megsértik ezt a minőségi kritériumot. Egy ilyen feladat nemcsak a legmagasabb szintű képesítést, hanem óriási időbeli kiadásokat és nagyszabású termelésben is szükség van egy teljes minőség-ellenőrzési szakemberek seregének jelenlétére.

Mielőtt megállapodna az ügyféllel vagy a saját tervezőmérnökével az összes minőségi kritériumról, részletesen értse meg, hogy pontosan mit vállal.

Konformális bevonat vastagsága:

Az IPC-A-610 által kezelt végső terület a konformális bevonat vastagsága. A Standard's Table a különféle polimer anyagok, például az akril -konformális bevonatok elfogadható száraz film vastagságát állítja be, 0,03 mm és 0,13 mm között, vagyis 30 um -tól 130 μm -ig terjed. Ez egy széles tartomány egy konformális bevonási alkalmazás számára, ha a folyamat megfelelően történik. Könnyű túllépni ezeket a korlátokat, ha nem ismeri a mögöttes kérdéseket. A legfontosabb az, hogy megértsük a használt konformális bevonási folyamat és az anyag képességeit.

Például, ha egy létesítménynek automatizált DIP-bevonórendszere van , akkor nehéz lehet oldószer-alapú akril- vagy poliuretán bevonat száraz filmjét elérni, amely több mint 30 mikron, és elkerüli a minőségi kritériumokban felsorolt ​​összes hibát. A bevonat általában vékonyabb lesz, és lehet, hogy nem elég vastag ahhoz, hogy megfeleljen a kritériumoknak.

Sőt, közvetlen kapcsolat van a száraz bevonó filmben a buborékok száma és az egy passzon alkalmazott nedves bevonat vastagsága között. Ezt könnyű megtudni: Ha túl vastag réteget alkalmaz egy passzon, akkor a felületi része megszilárdul (száraz), mielőtt a buborékok fel tudnak lebegni a vastagságból, és belsejében maradnak. A bevonat vékony rétegekben történő alkalmazása a legfontosabb feltétel a buborékok előfordulásának kiküszöbölésére. A szelektív bevonat robotja azonban általában egyszeri átmeneti módban működik. Ezért meg kell találni egy kompromisszumot és beállítani a bevonat alkalmazási technológiai folyamatát oly módon, hogy az optimális eredményeket elérje.

Mit jelent valójában egységes bevonat és egységes alkalmazás igénylése? Ez azt jelenti, hogy az 'egyenruhás ' 30–130 µm tartományban? Vigyáznunk kell -e egy vékonyréteg alkalmazására az éles szélekre, ahol a bevonat hajlamos elterjedni? Végül, amint azt a standardban megjegyeztük, ha a bevonat felhalmozódik az eszköz alá, könnyen meghaladhatja a megengedett 130 um vastagsági határértéket bizonyos területeken. Sajnos, a józan észvel ellentétben, a több nem mindig jobb, és elkerülni kell a túl vastag bevonatot, mivel a túlzottan vastag bevonatok hosszú távon repednek.

Technológiai folyamatok a konformális bevonási alkalmazás automatikus minőség -ellenőrzéséhez:

Mint megjegyeztük, a fent vázolt minőségi kritériumok teljesítéséhez a teljes PCB alapos ellenőrzésére van szükség. Ez egy rendkívül nehéz feladat olyan tényezők miatt, mint a szemfáradtság, a zavarás és a korlátozott átviteli sebesség. A konformális bevonat minőség -ellenőrzése automatizálható -e?

Lehetséges, de néhány fenntartással és korlátozással.

Nézzük meg a piacon elérhető automatizált konformális bevonórendszereket. Ide tartoznak néhány nagyon csúcstechnikai rendszer, kiváló kamerákkal és szkennerekkel, kiváló szoftverrel és a legmagasabb minőségi folyamatvezérléssel. Kezelhetik a termékek soros feldolgozását vagy integrálhatják a gyártósorokat, és úgy tűnik, hogy áthidalják a meglévő technológiai rést.

A kamerák három- vagy négytengelyes rendszerekre vannak felszerelve. Minden kamerának el kell távolítania a parallaxis torzítását, amikor ellenőrzi a nagy nyomtatott áramköri táblákat, ahol az alkatrészek oldala mentén rejtett területek lesznek. A szkenner-alapú rendszerek ugyanolyan parallaxis torzulással szenvednek, és most már rendelkezésre állnak szkennelési rendszerek, amelyek kiküszöbölik a parallaxist.

Ezeknek a rendszereknek mindazonáltal hátránya van: megvizsgálhatják a NYÁK minden hüvelykjét minden szögből, és még mindig hiányoznak a problémás területeken. De ez általában nem a meghatározó tényező az automatizált konformális bevonat minőség -ellenőrzésében. Az automatizált optikai ellenőrző (AOI) rendszerek kiemelik az IPC minőségi kritériumainak teljesítésének nehézségeit a szokásos konformális bevonási folyamatokban. Ezek a rendszerek a PCB bevonatának hibáit mutatják, és 'lásd ' sokkal többet, mint bármelyik operátor.

A rendszerfelhasználó számára ez Pandora doboznyitásának tűnhet, mivel most már egy teljes sor nyomtatott áramköri lapja van, hibákkal az egész felületükön. Ha ez a helyzet, és az automatizált optikai ellenőrző rendszert úgy állítják be, hogy a nyomtatott áramköri táblákat e szabályok szerint ellenőrizze, akkor rövid idő elteltével a gyártósor leáll. Az ellenőrző rendszer a hibás, vagy a konformális bevonási folyamat? Hol kell hazudni a hibás?

A válasz egyszerű: A legtöbb technológiai folyamat nem biztosítja az IPC standard kritériumok által megkövetelt minőségi szintet. Az automatizált optikai ellenőrző rendszerek egyértelműen azonosítják az összes hibát (amennyire a mechanikai és optikai tényezők megengedik). Sőt, a meglévő hibákat tisztábban látják, mint a szabad szemmel.

Konformális bevonási megoldás ：

Az optimális megoldás kidolgozásához iteratív eljárást kell végrehajtani.

1. Stable mely hibák (minőségi kritériumok) elfogadhatók és meghatározzák azokat.

2. Határozza meg, hogy milyen szintű ellenőrzés érhető el a meglévő és az új konformális bevonási folyamaton belül, és milyen hibákat lehet előállítani mindkét folyamat során

3. Ha a rendszer lehetővé teszi a kritériumok teljesülését, akkor minden fél teljesül. Ellenkező esetben a kritériumokat vagy a folyamatot meg kell változtatni.

Végül a józan észet kell használni, majd a megfelelő szintű ismeretekkel meg lehet hozni a helyes döntést. Az optimális minőség-ellenőrzési folyamat kidolgozásával a felesleges költségek, viták és ellenviteli vádak később kerülhetők el, amikor problémák merülnek fel.