Nadzor kakovosti aplikacije konformne prevleke

Nadzor kakovosti je ključni vidik postopka konformnega premaza in je ključen za uspešno dokončanje te operacije. Ta članek obravnava standarde za konformne prevleke, pomen njihovih predpisov, sposobnost novih avtomatiziranih tehnologij, ki pomenijo uporabo nadzora kakovosti za konformne prevleke , in dejavnike, ki jih je treba upoštevati, da se zagotovi zanesljiv nadzor.

Konformne prevleke so tanke, prozorne polimerne plasti, ki se nanesejo na površine sklopov tiskanega vezja, da jih zaščitijo pred zunanjimi dejavniki. Beseda 'konformnal ' izhaja iz latinskega konformisa - 'podobno ', 'spominja na ', torej določa sposobnost prevleke za ponovitev oblike zaščitenega sklopa tiskanega vezja.

Konformni standardi prevleke:

Danes je glavni mednarodni standard, ki ga večina podjetij po vsem svetu uporablja na področju konformalne prevleke, standard IPC-A-610 za sprejemljivost elektronskih sklopov, katerih trenutna različica (IPC-A-610E) je mogoče naročiti iz IPC. Obstajajo tudi drugi standardi, vključno s predpisi o podjetjih, vendar se ta članek osredotoča na A610, da bi pomagali določiti potrebe po nadzoru kakovosti konformnih aplikacij za prevleko.

Obseg vprašanj, ki jih zajema IPC-A-610

IPC-A-610 je treba preučiti razdelek po razdelku. To bo pomagalo razumeti tako potrebe operaterja kot tudi zahteve samega procesa konformne prevleke. Standard je sestavljen iz treh razdelkov: splošne informacije, pokritost premaza in debelina prevleke

Splošne informacije o konformnih premazih:

IPC-A-610 navaja, da bi morali biti konformni premazi na splošno jasni in enotni barvi in ​​konsistentnosti ter morajo enakomerno pokriti tiskano vezje in njene komponente. Obseg pokritosti je odvisen od metode uporabe.

Tu je veliko prostora za razlago, kar lahko privede do težav, če jih napačno razumemo. Omeniti velja, da ima vsaka konformna tehnologija aplikacije za prevleko - naj bo to aplikacija za krtačo, selektivna robotska aplikacija z brez zračnim ventilom ali aerosolnim škropljenjem - svoje lastnosti. Vsi proizvajajo različne stopnje zaključka, ki se še bolj razlikujejo glede na organizacijo tehnološkega procesa, osebnost operaterja in pogoje proizvodnega okolja.

Izraza 'homogenost ' in 'enakomernost ', ki se uporabljata v besedilu standarda, so zanimivi. Sama po sebi so precej dvoumna, vendar jih je treba razumeti v okviru zahtev za popolnost in debelino premaza, obravnavane spodaj. Brez takšnega konteksta ti izrazi na koncu malo razjasnijo.

Poleg tega, če naj bo prevleka pregleden, se postavlja vprašanje, ali so pigmentirane prevleke sprejemljive. O tem je treba razpravljati s stranko in učinkom pigmenta na uspešnost ocenjene konformne prevleke.

Popolnost pokritosti prevleke:

Večina konformnih premazov zdaj vsebuje luminescentne dodatke, ki svetijo pod ultravijolično (UV) svetlobo. To olajša nadzor nad kakovostjo aplikacije za prevleko. Vendar nekatere pomanjkljivosti niso vidne v UV svetlobi in lahko zahtevajo nadzor v naravni (beli) svetlobi. Nekateri prevleki nimajo zadostne UV luminescence po naravi, kot je veliko organosiliconskih premazov. To lahko zaplete nadzor.

Prav tako pomembno je, ali ima laminat ali fotoresist svojo luminiscentno emisijo, ki je primerljiva po intenzivnosti, z emisijo prevleke: nekateri konformni premazi so namerno izdelani ne-luminescentni v ultravijolični svetlobi, saj ima v delovnih pogojih uporabljeno luminiscentno aditiv na prevleko in tiskano krožno ploščo.

Glede na pokritost standardni nastavi kakovostne cilje za zaključno prevleko in različne ravni kakovosti - razredi 1, 2 in 3. Cilji vključujejo naslednje:

• Odsotnost območij z izgubo adhezije;

• Odsotnost praznin ali mehurčkov;

• Odsotnost dewettinga, lokalnega luščenja, shagreena, gub, razpok, valovanja, napak, kot sta 'ribje oko ' in 'pomarančna lupina ';

• Odsotnost tujih vključkov;

• Brez razbarvanja ali izgube preglednosti;

• Popolna ozdravitev in homogena struktura.

Številne tehnologije prevleke, vrste tiskanih veznih odborov in materialov ne omogočajo doseganja vseh zgoraj omenjenih ciljnih kazalcev v praksi. Sistematični dosežek le -teh bo na splošno izjemno drag tako v finančnih kot naložbenih pogojih ter glede na čas in trud, porabljen za nadzor procesov.

Bodimo pozorni na tak ciljni kazalnik, kot je odsotnost mehurčkov. Tudi če pogledate na tiskano vezje s prostim očesom, je običajno nemogoče najti vzorec, ki na enem ali drugem mestu nima mehurčkov, razen če so izpolnjeni naslednji pogoji:

• Postopek konformnega premaza je v celoti nadzorovan;

• Za dosego tega rezultata je izbran pravilen material za prevleko;

• Pogoji procesa so v celoti optimizirani;

• Operaterji so obsežno usposobljeni za vzroke mehurčkov in lahko ustrezno nadzorujejo postopek;

• V laminatu PCB, postopku sestavljanja, komponentah ali konformni premazi, ki bi lahko povzročili neželeno reakcijo, ni prišlo do sprememb.

Na srečo doseganje teh ciljev, čeprav je zaželeno, za večino podjetij ni potrebno - sicer bi bila konformna prevleka izključno domeno nekaj strokovnjakov in nemogoča naloga za mnoge. IPC pomaga pri tem, saj za te cilje ponuja lastna merila kakovosti:

• Prevleka je popolnoma ozdravljena in strukturno enakomerna;

• Premaz se uporablja samo na območjih, kjer je potrebna;

• Oprijem premaza v bližini zamaskiranih območij;

• Brez premostitve med sosednjimi blazinicami ali prevodnimi površinami zaradi:

- izguba oprijema,

- praznine ali mehurčke,

- Dewetting,

- razpoka,

- valovitost,

- ribolov ali morska psa;

• Tuji vključki ne kršijo najmanjših zahtev za izolacijo med komponentami, kontaktnimi blazinicami ali prevodnimi površinami;

• Premaz je tanek, vendar še vedno doseže robove komponent in naprav.

Vse to se zdi smiselno, dokler podrobneje ne pogledate, kaj predlaga IPC s svojim postopkom konformnega premaza. Morda boste ugotovili, da postopek, ki ga uporabljate, ali tisti, ki ga stranka zahteva, ni tako očiten, kot se najprej pojavi.

Najprej razmislite o zahtevi, da robove komponent in naprav premažete s tanko plastjo. Ta zahteva je izredno težko, če ne celo nemogoče, izpolniti z večino standardnih procesov prevleke. Precej težko je ugotoviti, ali so ostri robovi prevlečeni med običajnim postopkom nadzora kakovosti. Če stranka navaja, da je to njihova zahteva, je pomembno, da to natančno upoštevate.

Zdaj pa pojdimo na zahtevo za odsotnost vseh zgornjih napak, pa tudi mostove med sosednjimi prevodnimi odseki. To pomeni, da mora upravljavec preučiti vrzeli med vsemi prevodnimi elementi na tiskanem vezju s komponentami, nameščenimi na njej, in zagotoviti, da ni napak, kot so mehurčki, ki bi kršile to merilo kakovosti. Takšna naloga ne zahteva le najvišja stopnja kvalifikacije, ampak tudi ogromne časovne izdatke in v obsežni proizvodnji prisotnost celotne vojske strokovnjakov za nadzor kakovosti.

Preden se strinjate s stranko ali z lastnim oblikovalskim inženirjem o vseh merilih kakovosti, podrobno razumejte, s čim se točno strinjate.

Debelina konformne prevleke:

Končno območje, ki ga obravnava IPC-A-610, je konformna debelina prevleke. Standardna miza nastavi sprejemljivo debelino suhega filma za različne polimerne materiale, kot so akrilne konformne prevleke, ki segajo od 0,03 mm do 0,13 mm ali 30 µm do 130 µm. To je širok razpon za konformirano aplikacijo za prevleko, če je postopek pravilno izveden. Prav tako je enostavno preseči te omejitve, če se ne zavedate osnovnih vprašanj. Ključno je razumeti načela uporabljenega postopka konformnega premaza in zmogljivosti materiala.

Na primer, če ima objekt avtomatiziran sistem za nanašanje , je morda težko doseči suh film akrilne ali poliuretanske prevleke na osnovi topila, več kot 30 mikronov debeline, in se izognete vsem napakam, navedenim v merilih kakovosti. Premaz bo običajno tanjša in morda ne bo dovolj debela, da bi lahko izpolnila merila.

Poleg tega obstaja neposreden odnos med številom mehurčkov v filmu suhega premaza in debelino filma mokrega prevleka, nanesenega v enem prehodu. To je enostavno ugotoviti: Če v en prehod nanesete preveč debelo plast, se bo njen površinski del strdil (suh), preden lahko mehurčki plavajo od debeline in ostanejo v notranjosti. Uporaba premaza v tankih plasteh je najpomembnejši pogoj za odpravo pojava mehurčkov. Vendar robot za selektivno prevleko običajno deluje v načinu z enim prehodom. Zato je treba najti kompromis in prilagoditi tehnološki postopek uporabe prevleke tako, da dosežemo optimalne rezultate.

Kaj pravzaprav pomeni, da potrebujete enotno prevleko in enotno aplikacijo? Ali to pomeni 'enotno ' v območju 30–130 µm? Ali moramo biti previdni, da na ostre robove nanesemo tanko plast, kjer se prevleka širi? Nazadnje, kot je navedeno v standardu, če se prevleka kopiči pod napravo, je na določenih območjih enostavno preseči dovoljeno mejo debeline 130 µm. Na žalost, v nasprotju z zdravim razumom, več ni vedno boljše, zato se je treba izogibati pretirano debelemu premazom, saj se pretirano debeli premazi dolgoročno razpokajo.

Tehnološki procesi za samodejni nadzor kakovosti aplikacije konformne prevleke:

Kot je navedeno, je za izpolnjevanje zgoraj opisanih merilih kakovosti potreben temeljit pregled celotnega PCB. To je izjemno težka naloga zaradi dejavnikov, kot so utrujenost oči, motenje in omejena pretok. Ali se lahko nadzor kakovosti konformnega premaza avtomatizira?

Možno je, vendar z nekaterimi zadržki in omejitvami.

Oglejmo si avtomatizirane sisteme konformiranih premazov, ki so na voljo na trgu. Vključujejo nekaj zelo visokotehnoloških sistemov z odličnimi kamerami in skenerji, odlično programsko opremo in najvišjo kakovost nadzora procesov. Lahko se spopadajo s serijsko obdelavo izdelkov ali se vključijo v proizvodne linije in zdi se, da premostijo obstoječo tehnološko vrzel.

Kamere so nameščene na tri- ali štiri osi. Vsaka kamera mora odpraviti izkrivljanje paralaksa pri pregledu velikih tiskanih vezjih, kjer bodo na straneh sestavnih delov skritih območjih. Sistemi, ki temeljijo na skenerju, trpijo zaradi istega izkrivljanja paralakse, zdaj pa obstajajo sistemi za skeniranje, ki odpravljajo paralakso.

Vendar imajo vsi ti sistemi pomanjkljivost: vsak centimeter PCB lahko preučijo iz vseh zornih kotov in še vedno zamudijo problematična področja. Toda to običajno ni odločilni dejavnik pri avtomatiziranem nadzoru kakovosti konformnega premaza. Avtomatizirani optični inšpekcijski pregled (AOI) poudarjajo težave pri izpolnjevanju merilov kakovosti IPC v standardnih postopkih konformiranih premazov. Ti sistemi prikazujejo pomanjkljivosti znotraj PCB prevleke in 'glej ' veliko več, kot bi lahko kateri koli operater.

Za uporabnika sistema se to morda zdi kot odpiranje škatle Pandora, saj ima zdaj celo linijo tiskanih veznih plošč z napakami po njihovi površini. V tem primeru in avtomatizirani optični pregled je nastavljen za pregled tiskanih veznih odborov v skladu s temi pravili, potem se po kratkem času proizvodna linija ustavi. Ali je kriv inšpekcijski sistem ali konformni postopek prevleke? Kje bi morala biti krivda?

Odgovor je preprost: večina tehnoloških procesov ne zagotavlja ravni kakovosti, ki jo zahtevajo standardna merila IPC. Avtomatizirani optični pregledni sistemi jasno prepoznajo vse napake (kar zadeva mehanski in optični dejavniki). Poleg tega vidijo obstoječe pomanjkljivosti bolj jasno kot golo oko.

Rešitev konformne prevleke:

Za razvoj optimalne rešitve je treba izvesti iterativni postopek.

1. Stalish, ki so napake (merila kakovosti), so sprejemljivi in ​​jih definirajo.

2. Določite, kakšna raven nadzora je dosegljiva v obstoječem in novemu postopku konformne prevleke in kakšne pomanjkljivosti lahko ustvarita oba procesa

3. Če sistem dovoli izpolnjevanje kriterijev, bodo vse stranke zadovoljne. V nasprotnem primeru je treba merila ali postopek spremeniti.

Na koncu je treba uporabiti zdravo pamet, nato pa je s pravo stopnjo znanja mogoče sprejeti pravo odločitev. Z razvojem optimalnega procesa nadzora kakovosti se lahko pozneje, ko se pojavijo težave, izognemo nepotrebnim stroškom, sporom in protikulskim akuziji.