Jaký je rozdíl mezi AOI a SPI20240904

Pochopení SPI inspekce: Klíč ke spolehlivé výrobě elektroniky

V oblasti výroby elektroniky jsou přesnost a spolehlivost prvořadé. Technologie povrchové montáže (SMT) způsobila revoluci v tomto odvětví a umožnila výrobu kompaktních a vysoce účinných elektronických zařízení. S rostoucí složitostí obvodů a součástek se však zajištění kvality a funkčnosti těchto elektronických sestav stalo náročnějším. Zde přichází na řadu kontrola pájecí pasty (SPI). Kontrola SPI je kritický proces kontroly kvality v SMT, který pomáhá udržovat vysoké standardy ve výrobě elektroniky. V tomto článku se ponoříme do detailů...Inspekce SPI, jeho význam, metodiky a jeho dopad na celkovou kvalitu elektronických sestav.

Co je to inspekce SPI? 

Kontrola pájecí pasty (SPI) označuje proces vyhodnocení aplikace pájecí pasty na desku plošných spojů (PCB) před umístěním elektronických součástek. Pájecí pasta je směs pájecího tavidla a pájecího prášku, která se používá k vytváření pájených spojů mezi elektronickými součástkami a deskou plošných spojů. Správná aplikace pájecí pasty je zásadní, protože ovlivňuje spolehlivost a výkon konečného produktu. SPI zajišťuje, že pájecí pasta je nanášena přesně, ve správném množství a na správných místech, čímž se snižuje pravděpodobnost vad v konečné sestavě.

Proč používat SPI inspekci ve výrobě elektroniky?

1. Prevence vad: SPI hraje zásadní roli v prevenci běžných vad, jako jsou pájecí můstky, nedostatečné pájení a špatné zarovnání součástek. Díky včasné detekci těchto problémů ve výrobním procesu pomáhá SPI předcházet nákladným přepracováním a opravám.

2. Zvýšená spolehlivost: Správné nanášení pájecí pasty je nezbytné pro vytvoření spolehlivých pájených spojů, které odolávají mechanickému namáhání a tepelným cyklům. SPI zajišťuje rovnoměrné a přesné nanášení pájecí pasty, což vede ke zvýšení spolehlivosti a delší životnosti elektronického zařízení.

3. Nákladová efektivita: Detekce a řešení problémů s aplikací pájecí pasty v raných fázích výroby je nákladově efektivnější než řešení problémů po umístění nebo pájení součástek. SPI pomáhá minimalizovat prostoje ve výrobě a snižovat plýtvání materiálem.

4. Dodržování norem: Mnoho odvětví vyžaduje dodržování specifických norem a předpisů kvality. SPI pomáhá výrobcům tyto normy splňovat tím, že zajišťuje, aby aplikace pájecí pasty splňovala potřebné specifikace.

Jaké jsou metody inspekce SPI?

SPI lze provádět pomocí různých metodik, z nichž každá má své vlastní výhody a aplikace. Mezi hlavní metodiky patří:

1.Automatizovaná optická kontrola (AOI)Toto je nejběžnější metoda SPI, která využívá kamery s vysokým rozlišením a algoritmy pro zpracování obrazu ke kontrole nanesení pájecí pasty. Systémy AOI dokáží detekovat anomálie, jako je nadměrné nebo nedostatečné množství pájecí pasty, nesprávné zarovnání a přemostění. Tyto systémy jsou vysoce efektivní a dokáží rychle zpracovat velké množství desek plošných spojů.

2.Rentgenová kontrolaRentgenová kontrola se používá k detekci problémů, které nejsou viditelné pouhým okem ani standardními optickými metodami. Je obzvláště užitečná pro kontrolu vnitřních struktur vícevrstvých desek plošných spojů a detekci problémů, jako jsou skryté pájecí můstky nebo dutiny.

3. Ruční kontrola: Ačkoli je méně běžná ve velkovýrobě, lze ruční kontrolu použít v menším měřítku nebo jako doplňkovou metodu. Vyškolení inspektoři vizuálně kontrolují nanesenou pájecí pastu a používají nástroje, jako jsou lupy, k identifikaci vad.

4. Laserová kontrola: Laserové systémy SPI používají lasery k měření výšky a objemu nánosů pájecí pasty. Tato metoda poskytuje přesná měření a je účinná při odhalování problémů souvisejících s objemem a rovnoměrností pasty.

Jaké jsou klíčové parametry při inspekci SPI?

Během kontroly SPI se vyhodnocuje několik kritických parametrů, aby se zajistila správná aplikace pájecí pasty. Mezi tyto parametry patří:

1. Objem pájecí pasty: Množství pájecí pasty nanesené na každou plošku musí být v rámci stanovených limitů. Příliš mnoho nebo příliš málo pasty může vést k defektům v pájených spojích.

2. Tloušťka pasty: Tloušťka vrstvy pájecí pasty musí být konzistentní, aby bylo zajištěno správné smáčení a přilnavost součástí. Změny v tloušťce pasty mohou ovlivnit kvalitu pájeného spoje.

3. Zarovnání: Pájecí pasta musí být přesně zarovnána s kontaktními ploškami na desce plošných spojů. Nesprávné zarovnání může vést ke špatnému vytvoření pájeného spoje a potenciálním problémům s umístěním součástek.

4. Rozložení pasty: Rovnoměrné rozložení pájecí pasty po desce plošných spojů je nezbytné pro konzistentní pájení. Systémy SPI vyhodnocují rovnoměrnost rozložení pasty, aby se předešlo problémům, jako jsou dutiny v pájce nebo přemostění.

Jak zaručit kvalitu tisku pájecí pasty?

● Rychlost stěrkyRychlost pohybu stlačeného materiálu určuje, kolik času má pájecí pasta k dispozici na to, aby se „srolovala“ do otvorů šablony a na kontaktní plošky desky plošných spojů. Obvykle se používá nastavení 25 mm za sekundu, ale toto nastavení se liší v závislosti na velikosti otvorů v šabloně a použité pájecí pastě.

● Tlak stěrkyBěhem tiskového cyklu je důležité vyvíjet dostatečný tlak po celé délce stěrky, aby se zajistilo čisté setření šablony. Příliš malý tlak může způsobit „rozmazání“ pasty na šabloně, špatné nanášení a neúplný přenos na desku plošných spojů. Příliš velký tlak může způsobit „nabírání“ pasty z větších otvorů, nadměrné opotřebení šablony a stěrek a může způsobit „prosakování“ pasty mezi šablonou a deskou plošných spojů. Typické nastavení tlaku stěrky je 500 gramů tlaku na 25 mm stěrky.

● Úhel stlačeníÚhel stěrky je obvykle nastaven na 60° držáky, ke kterým je upevněna. Pokud se úhel zvětší, může to způsobit „nabírání“ pasty držáku z otvorů šablony, a tím se nanese méně pájecí pasty. Pokud se úhel zmenší, může to způsobit, že po dokončení tisku zůstanou na šabloně zbytky pájecí pasty.

● Rychlost separace šablon: Toto je rychlost, s jakou se deska plošných spojů po tisku odděluje od šablony. Měla by se použít rychlost až 3 mm za sekundu, která je dána velikostí otvorů v šabloně. Pokud je tato rychlost příliš vysoká, způsobí to, že se pájecí pasta z otvorů úplně neuvolní a kolem nánosů se vytvoří vysoké okraje, známé také jako „psí uši“.

● Čištění šablonŠablona musí být během používání pravidelně čištěna, což lze provádět ručně nebo automaticky. Automatický tiskový stroj má systém, který lze nastavit tak, aby šablonu čistil po určitém počtu výtisků pomocí materiálu, který nepouští vlákna, naneseného s čisticí chemikálií, jako je isopropylalkohol (IPA). Systém plní dvě funkce, první je čištění spodní strany šablony, aby se zabránilo rozmazávání, a druhou je čištění otvorů pomocí vakua, aby se zabránilo ucpávání.

● Stav šablony a stěrkyŠablony i stěrky je třeba pečlivě skladovat a udržovat, protože jakékoli mechanické poškození obou částí může vést k nežádoucím výsledkům. Před použitím by měly být zkontrolovány a po použití důkladně vyčištěny, ideálně pomocí automatizovaného čisticího systému, aby se odstranily veškeré zbytky pájecí pasty. Pokud se na stěrce nebo šablonách zjistí jakékoli poškození, měly by být vyměněny, aby byl zajištěn spolehlivý a opakovatelný proces.

● Tisk tahuToto je vzdálenost, kterou stěrka urazí po šabloně, a doporučuje se minimálně 20 mm za nejvzdálenějším otvorem. Vzdálenost za nejvzdálenějším otvorem je důležitá, aby se při zpětném zdvihu vytvořil dostatek prostoru pro odvalování pasty, protože právě odvalování housenky pájecí pasty generuje sílu směřující dolů, která vtlačuje pastu do otvorů.

Jaké druhy desek plošných spojů lze tisknout?

Nezáleží na tomtuhý,IMS,tuhý-flexibilníneboflexibilní deska plošných spojů(viz našeVýroba desek plošných spojů), pokud pevnost desky plošných spojů není dostatečná k tomu, aby unesla samotnou desku plošných spojů v absolutně plochém stavu na kolejnicích SMT linek, výrobce osazovaných desek plošných spojů požádá o úpravuNosič SMTnebo nosič (vyrobený z durostonu).

Toto je důležitý faktor pro zajištění toho, aby deska plošných spojů (PCB) během tiskového procesu držela rovně na šabloně. Pokud deska plošných spojů, ať už je tuhá, IMS, tuho-flexibilní nebo flexibilní, není plně podepřena, může to vést k tiskovým vadám, jako je špatné nanášení pasty a rozmazávání. Podpěry PCB se obvykle dodávají s tiskovými stroji, které mají pevnou výšku a programovatelné polohy pro zajištění konzistentního procesu. Existují také adaptabilní PCB, které jsou užitečné pro oboustrannou montáž.

PKontrola potištěné pájecí pasty (SPI)

Proces tisku pájecí pasty je jednou z nejdůležitějších částí procesu povrchové montáže. Čím dříve je vada identifikována, tím méně bude stát její oprava – užitečné pravidlo, které je třeba zvážit, je, že vada identifikovaná po přetavení bude stát 10krát více na opravu než vada identifikovaná před přetavením – vada identifikovaná po testu bude stát dalších 10krát více na opravu. Je zřejmé, že proces tisku pájecí pasty představuje mnohem více příležitostí k vadám než kterýkoli jiný jednotlivý proces.Výrobní procesy s technologií povrchové montáže (SMT)Kromě toho přechod na bezolovnaté pájecí pasty a použití miniaturních součástek zvýšil složitost procesu tisku. Bylo prokázáno, že bezolovnaté pájecí pasty se neroztékají ani „nezmoknou“ tak dobře jako cínovo-olovnaté pájecí pasty. Obecně je u bezolovnatého procesu vyžadován přesnější tiskový proces. To donutilo výrobce k zavedení nějakého typu kontroly po tisku. Pro ověření procesu lze použít automatickou kontrolu pájecí pasty k přesné kontrole usazenin pájecí pasty. Ve společnosti RICHFULLJOY dokážeme detekovat některé vady vytištěné pájecí pasty, nedostatečné usazeniny linek, nadměrné usazeniny, deformaci tvaru, chybějící pastu, odsazení pasty, rozmazání, přemostění a další.