Контролът на качеството е критичен аспект на процеса на конформационно покритие и е от ключово значение за успешното завършване на тази операция. Тази статия обсъжда стандартите за конформни покрития, значението на техните регулации, способността на новата автоматизирана технология означава да се прилага контрол на качеството за конформални покрития и факторите, които трябва да се вземат предвид, за да се осигури надежден контрол.
Конформалните покрития са тънки, прозрачни полимерни слоеве, които се прилагат върху повърхностите на печатни вериги, за да ги предпазят от външни фактори. Думата 'конформален ' произлиза от латинския конформация - 'подобен ', 'наподобяващ ', тоест определя способността на покритието да репликира формата на защитената отпечатана верига.
Конформни стандарти за покритие:
Днес основният международен стандарт, използван от повечето компании по света в областта на конформното покритие, е стандартът IPC-A-610 за приемливост на електронните сглобки, текущата версия на която (IPC-A-610E) може да бъде поръчана от IPC. Има и други стандарти, включително регулации на компанията, но тази статия се фокусира върху A610, за да се определи нуждите на контрола на качеството на конформните приложения за покритие.
Обхват на въпроси, обхванати от IPC-A-610
IPC-A-610 трябва да се изучава по раздел по раздел. Това ще помогне да се разберат както нуждите на оператора, така и изискванията на самия процес на конформация на покритие. Стандартът се състои от три секции: обща информация, покритие на покритие и дебелина на покритието
Обща информация за конформалните покрития:
IPC-A-610 се посочва, че конформните покрития обикновено трябва да са ясни и равномерни на цвят и консистенция и трябва равномерно да покриват отпечатаната платка и неговите компоненти. Степента на покритие зависи от метода на приложение.
Тук има много място за интерпретация, което може да доведе до проблеми, ако не е разбрано погрешно. Заслужава да се отбележи, че всяка технология за прилагане на конформационно покритие - било то приложение на четка, селективно роботизирано приложение с безвъздушен клапан или аерозолно пръскане - има свои характеристики. Всички те произвеждат различни нива на покритие, които допълнително варират в зависимост от организацията на технологичния процес, личността на оператора и условията на производствената среда.
Условията 'хомогенност ' и 'униформа ', използвани в текста на стандарта, представляват интерес. Сами по себе си те са доста нееднозначни, но трябва да бъдат разбрани в контекста на изискванията за пълнотата и дебелината на покритието, обсъдено по -долу. Без такъв контекст тези термини в крайна сметка изясняват малко.
Освен това, ако покритието трябва да бъде прозрачно, възниква въпросът дали пигментираните покрития са приемливи. Това трябва да бъде обсъдено с клиента и ефекта от пигмента върху работата на оцененото конформно покритие.
Пълнота на покритието на покритието:
Повечето конформални покрития сега съдържат луминисцентни добавки, които светят под ултравиолетова (UV) светлина. Това улеснява контрола на качеството на приложението на покритието. Някои дефекти обаче не се виждат при UV светлина и могат да изискват контрол при естествена (бяла) светлина. Някои покрития нямат достатъчна UV луминесценция по природа, като много органосиликонови покрития. Това може да усложни контрола.
Също толкова важно е дали ламинатът или фоторезистът имат собствена луминисцентна емисия, сравнима по интензивност с излъчването на покритието: някои конформни покрития умишлено се правят нелуминесцентни при ултравиолетова светлина, тъй като при работещи условия, използваната луминесцентна добавка има неблагоприятен ефект върху покритието и отпечатаната платка.
По отношение на покритието, стандартните определя целите на качеството на покритието на финала и различни нива на качество - класове 1, 2 и 3. Целите включват следното:
Липса на области със загуба на адхезия;
Липса на празнини или мехурчета;
Отсъствие на обезпаразитяване, местно пилинг, шахрейн, бръчки, пукнатини, пулсации, дефекти като 'рибено око ' и 'оранжева кора ';
Липса на чужди включвания;
Няма обезцветяване или загуба на прозрачност;
Пълна втвърдяване и хомогенна структура.
Много технологии за покритие, видове печатни платки и материали не позволяват да се постигне всички гореспоменати целеви индикатори на практика. Систематичното постижение на тях обикновено ще бъде изключително скъпо както във финансовите, така и във вътрешността на инвестициите, така и по отношение на времето и усилията, изразходвани за контрол на процесите.
Нека обърнем внимание на такъв целеви индикатор като липсата на мехурчета. Дори и да погледнете отпечатаната платка с просто око, обикновено е невъзможно да намерите проба, която няма балони на едно или друго място, освен ако не са изпълнени следните условия:
Процесът на конформационно покритие е напълно контролиран;
Правилният материал за покритие е избран за постигане на този резултат;
Условията на процеса са напълно оптимизирани;
Операторите са широко обучени за причините за мехурчета и са в състояние да контролират съответно процеса;
Не са настъпили промени в ламината за PCB, процеса на сглобяване, компоненти или конформално покритие, което може да причини нежелана реакция.
За щастие постигането на тези цели, макар и желателно, не е необходимо за повечето компании - в противен случай конфорлното покритие би било изключителната област на няколко експерти и невъзможна задача за мнозина. IPC помага в това отношение, като предлага свои собствени критерии за качество за тези цели:
Покритието е напълно излекувано и структурно равномерно;
Покритието се прилага само за райони, където е необходимо;
Адхезия на покритието близо до маскирани райони;
Няма мостове между съседни подложки или проводими повърхности поради:
- загуба на адхезия,
- празнини или балончета,
- Омагьосване,
- напукване,
- вълнообразност,
- рибени или акула;
Чуждестранните включвания не нарушават изискванията за минимална изолация между компоненти, контактни подложки или проводими повърхности;
Покритието е тънко, но все пак достига до краищата на компонентите и устройствата.
Всичко това изглежда разумно, докато не разгледате по -отблизо какво предлага IPC да постигне с неговия конформен процес на покритие. Може да откриете, че процесът, който използвате или този, който клиентът ви иска, не е толкова очевиден, колкото се появява за първи път.
Първо, помислете за изискването за покриване на краищата на компоненти и устройства с тънък слой. Това изискване е изключително трудно, ако не и невъзможно, да се изпълнят с помощта на повечето стандартни процеси на покритие. Доста трудно е да се определи дали острите ръбове са покрити по време на нормален процес на контрол на качеството. Ако клиентът заяви, че това е тяхното изискване, важно е да разгледате това внимателно.
Сега нека преминем към изискването за липса на всички горепосочени дефекти, както и мостове между съседни проводими участъци. Това означава, че операторът трябва да изследва пропуските между всички проводими елементи на печатна платка с монтирани компоненти и да гарантира, че няма дефекти, като балончета, които биха нарушили този критерий за качество. Подобна задача изисква не само най-високото ниво на квалификация, но и огромни разходи за време и в мащабно производство, наличието на цяла армия от специалисти по контрол на качеството.
Преди да се съгласите с клиента или с вашия собствен инженер по дизайн относно всички критерии за качество, разберете подробно какво точно сте съгласни.
Конформална дебелина на покритието:
Крайната зона, адресирана от IPC-A-610, е дебелината на конформацията на покритието. Таблицата на стандарта задава приемлива дебелина на сухия филм за различни полимерни материали, като акрилни конформални покрития, вариращи от 0,03 mm до 0,13 mm или 30 µm до 130 µm. Това е широк диапазон за приложение за конформално покритие, ако процесът е правилно реализиран. Също така е лесно да надвишите тези ограничения, ако не сте наясно с основните проблеми. Ключът е да се разберат принципите на използвания процес на конформация на покритие и възможностите на материала.
Например, ако съоръжението има автоматизирана система за потапяне на покритие , може да е трудно да се постигне сух филм от акрилно или полиуретаново покритие на базата на разтворители, по-големи от 30 микрона и да се избегне всички дефекти, изброени в критериите за качество. Покритието обикновено е по -тъмно и може да не е достатъчно дебело, за да отговаря на критериите.
Освен това има пряка връзка между броя на мехурчетата във филма за сухо покритие и дебелината на филма за мокро покритие, приложен в един проход. Това е лесно да разберете: ако нанесете твърде дебел слой в един проход, тогава повърхностната му част ще се втвърди (суха), преди мехурчетата да могат да изплуват от дебелината и те ще останат вътре. Прилагането на покритието в тънки слоеве е най -важното условие за елиминиране на появата на мехурчета. Въпреки това, роботът за селективно покритие обикновено работи в режим с едно преминаване. Следователно е необходимо да се намери компромис и да се коригира технологичния процес на приложение на покритие по такъв начин, че да се получат оптимални резултати.
Какво всъщност означава да се изисква равномерно покритие и равномерно нанасяне? Означава ли 'равномерно ' в диапазона от 30–130 µm? Трябва ли да внимаваме, за да приложим тънък слой върху остри ръбове, където покритието има тенденция да се разпространява? И накрая, както е отбелязано в стандарта, ако покритието се натрупва под устройството, е лесно да се надвиши допустимата граница на дебелината от 130 µm в определени зони. За съжаление, противно на здравия разум, повече не винаги е по -добър и трябва да се избягват прекомерно дебелите покрития, тъй като в дългосрочен план е прекомерно дебели покрития.
Технологични процеси за автоматично управление на качеството на конфорлното приложение на покритието:
Както бе отбелязано, за да се отговори на критериите за качество, посочени по -горе, е необходима задълбочена проверка на целия ПХБ. Това е изключително трудна задача поради фактори като умора на очите, разсейване и ограничена пропускателна способност. Може ли да бъде автоматизиран конформен контрол на качеството на покритието?
Възможно е, но с някои резерви и ограничения.
Нека разгледаме автоматизираните конформни системи за покритие, налични на пазара. Те включват някои много високотехнологични системи с отлични камери и скенери, отличен софтуер и най-високо качество на контрола на процесите. Те могат да се справят с серийната обработка на продукти или да бъдат интегрирани в производствени линии и изглежда да преодолеят съществуващата технологична пропаст.
Камерите са монтирани на три- или четириосни системи. Всяка камера трябва да елиминира изкривяването на паралакс, когато проверка на големи печатни платки, където ще има скрити зони по страните на компонентите. Системите, базирани на скенер, страдат от едно и също изкривяване на паралакс и сега са налични системи за сканиране, които елиминират паралакс.
Всички тези системи обаче имат недостатък: те могат да изследват всеки сантиметър от ПХБ от всеки ъгъл и все още пропускат проблемните области. Но това обикновено не е определящият фактор при автоматизираното конформно контрол на качеството на покритието. Системите за автоматизирана оптична проверка (AOI) подчертават трудността при изпълнение на критериите за качество на IPC в рамките на стандартните конформни процеси на покритие. Тези системи показват дефекти в PCB покритието и 'виж ' много повече, отколкото всеки оператор може.
За потребителя на системата това може да изглежда като отваряне на кутията на Pandora, тъй като той сега има цяла линия от печатни платки с дефекти по цялата им повърхност. Ако случаят е такъв и системата за автоматизирана оптична проверка е настроена да проверява отпечатаните платки на платките според тези правила, след това след кратко време производствената линия ще спре. Вината ли е системата за инспекция или процеса на конформация на покритие? Къде трябва да се крие вината?
Отговорът е прост: Повечето технологични процеси не осигуряват нивото на качество, изисквано от стандартните критерии на IPC. Автоматизираните системи за оптична проверка ясно идентифицират всички дефекти (доколкото позволяват механичните и оптичните фактори). Освен това те виждат съществуващите дефекти по -ясно от простото око.
Конформален разтвор на покритие:
Необходимо е да се приложи итеративен процес за разработване на оптимално решение.
1. Стабилни кои дефекти (критерии за качество) са приемливи и ги определят.
2. Определете какво ниво на контрол е постижимо в съществуващия и нов конформен процес на покритие и какви дефекти могат да бъдат генерирани от двата процеса
3. Ако системата позволява да се изпълняват критериите, всички страни ще бъдат удовлетворени. В противен случай критериите или процесът трябва да бъдат променени.
В крайна сметка трябва да се използва здравият разум и след това с правилното ниво на знания може да се вземе правилното решение. Чрез разработването на оптимален процес на контрол на качеството, ненужните разходи, спорове и противовъздушни обвинения могат да бъдат избегнати по-късно, когато възникнат проблеми.
Български
