تفاوت بین AOI و SPI20240904 چیست؟

آشنایی با بازرسی SPI: کلیدی برای تولید مطمئن قطعات الکترونیکی

در حوزه تولید قطعات الکترونیکی، دقت و قابلیت اطمینان از اهمیت بالایی برخوردارند. فناوری نصب سطحی (SMT) انقلابی در صنعت ایجاد کرده و امکان تولید دستگاه‌های الکترونیکی جمع‌وجور و بسیار کارآمد را فراهم کرده است. با این حال، با افزایش پیچیدگی مدارها و قطعات، تضمین کیفیت و عملکرد این مجموعه‌های الکترونیکی چالش‌برانگیزتر شده است. اینجاست که بازرسی خمیر لحیم (SPI) وارد عمل می‌شود. بازرسی SPI یک فرآیند کنترل کیفیت حیاتی در SMT است که به حفظ استانداردهای بالا در تولید قطعات الکترونیکی کمک می‌کند. در این مقاله، به جزئیات ... خواهیم پرداخت.بازرسی SPI، اهمیت آن، روش‌ها و تأثیر آن بر کیفیت کلی مونتاژهای الکترونیکی.

بازرسی SPI چیست؟ 

بازرسی خمیر لحیم (SPI) به فرآیند ارزیابی کاربرد خمیر لحیم روی برد مدار چاپی (PCB) قبل از قرار دادن قطعات الکترونیکی اشاره دارد. خمیر لحیم ترکیبی از پودر لحیم و روان‌ساز لحیم است که برای ایجاد اتصالات لحیم بین قطعات الکترونیکی و PCB استفاده می‌شود. کاربرد صحیح خمیر لحیم بسیار مهم است زیرا بر قابلیت اطمینان و عملکرد محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. SPI تضمین می‌کند که خمیر لحیم به طور دقیق، در مقدار مناسب و در مکان‌های صحیح اعمال می‌شود و احتمال نقص در مونتاژ نهایی را کاهش می‌دهد.

چرا از بازرسی SPI در تولید قطعات الکترونیکی استفاده کنیم؟

۱. پیشگیری از نقص‌ها: SPI نقش حیاتی در جلوگیری از نقص‌های رایج مانند پل‌های لحیم، لحیم ناکافی و عدم تراز قطعات ایفا می‌کند. SPI با تشخیص این مشکلات در مراحل اولیه فرآیند تولید، به جلوگیری از دوباره‌کاری و تعمیرات پرهزینه کمک می‌کند.

۲. بهبود قابلیت اطمینان: استفاده صحیح از خمیر لحیم برای ایجاد اتصالات لحیم قابل اعتماد که می‌توانند در برابر فشار مکانیکی و چرخه‌های حرارتی مقاومت کنند، ضروری است. SPI تضمین می‌کند که خمیر لحیم به طور یکنواخت و دقیق اعمال می‌شود و منجر به بهبود قابلیت اطمینان و طول عمر دستگاه الکترونیکی می‌شود.

۳. بهره‌وری هزینه: تشخیص و رسیدگی به مشکلات مربوط به کاربرد خمیر لحیم در مراحل اولیه تولید، نسبت به رسیدگی به مشکلات پس از قرار دادن یا لحیم‌کاری قطعات، مقرون به صرفه‌تر است. SPI به حداقل رساندن زمان توقف تولید و کاهش ضایعات مواد کمک می‌کند.

۴. رعایت استانداردها: بسیاری از صنایع نیاز به رعایت استانداردها و مقررات کیفی خاص دارند. SPI با اطمینان از اینکه کاربرد خمیر لحیم مطابق با مشخصات لازم است، به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا این استانداردها را رعایت کنند.

روش‌های بازرسی SPI چیست؟

SPI را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلفی انجام داد که هر کدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. روش‌های اصلی عبارتند از:

۱.بازرسی نوری خودکار (AOI): این رایج‌ترین روش SPI است که از دوربین‌های با وضوح بالا و الگوریتم‌های پردازش تصویر برای بررسی کاربرد خمیر لحیم استفاده می‌کند. سیستم‌های AOI می‌توانند ناهنجاری‌هایی مانند خمیر لحیم بیش از حد یا ناکافی، عدم تراز و پل زدن را تشخیص دهند. این سیستم‌ها بسیار کارآمد هستند و می‌توانند حجم زیادی از PCBها را به سرعت پردازش کنند.

۲.بازرسی با اشعه ایکسبازرسی با اشعه ایکس برای تشخیص مشکلاتی که با چشم غیرمسلح یا از طریق روش‌های استاندارد نوری قابل مشاهده نیستند، استفاده می‌شود. این روش به ویژه برای بررسی ساختارهای داخلی بردهای مدار چاپی چند لایه و تشخیص مشکلاتی مانند پل‌های لحیم پنهان یا حفره‌ها مفید است.

۳. بازرسی دستی: اگرچه بازرسی دستی در تولید با حجم بالا کمتر رایج است، اما می‌تواند در تولید در مقیاس کوچک یا به عنوان یک روش تکمیلی مورد استفاده قرار گیرد. بازرسان آموزش دیده به صورت بصری کاربرد خمیر لحیم را بررسی می‌کنند و از ابزارهایی مانند ذره‌بین برای شناسایی نقص‌ها استفاده می‌کنند.

۴. بازرسی لیزری: سیستم‌های SPI مبتنی بر لیزر از لیزر برای اندازه‌گیری ارتفاع و حجم رسوبات خمیر لحیم استفاده می‌کنند. این روش اندازه‌گیری‌های دقیقی را ارائه می‌دهد و در تشخیص مسائل مربوط به حجم خمیر و یکنواختی آن مؤثر است.

پارامترهای کلیدی در بازرسی SPI چیست؟

چندین پارامتر حیاتی در طول بازرسی SPI ارزیابی می‌شوند تا از کاربرد صحیح خمیر لحیم اطمینان حاصل شود. این پارامترها عبارتند از:

۱. حجم خمیر لحیم: مقدار خمیر لحیم رسوب شده روی هر پد باید در محدوده مشخصی باشد. خمیر خیلی زیاد یا خیلی کم می‌تواند منجر به نقص در اتصالات لحیم شود.

۲. ضخامت خمیر: ضخامت لایه خمیر لحیم باید ثابت باشد تا از خیس شدن و چسبندگی مناسب اجزا اطمینان حاصل شود. تغییرات در ضخامت خمیر می‌تواند بر کیفیت اتصال لحیم تأثیر بگذارد.

۳. هم‌ترازی: خمیر لحیم باید به طور دقیق با پدهای PCB هم‌تراز باشد. هم‌ترازی نادرست می‌تواند منجر به تشکیل ضعیف اتصال لحیم و مشکلات احتمالی در قرارگیری قطعات شود.

۴. توزیع خمیر: توزیع یکنواخت خمیر لحیم در سراسر PCB برای لحیم کاری مداوم ضروری است. سیستم‌های SPI یکنواختی توزیع خمیر را ارزیابی می‌کنند تا از مسائلی مانند حفره‌های لحیم یا پل زدن جلوگیری شود.

چگونه کیفیت چاپ خمیر لحیم را تضمین کنیم؟

● سرعت ساب ووفرسرعت حرکت فشار، تعیین می‌کند که چقدر زمان برای غلتیدن خمیر لحیم به داخل روزنه‌های شابلون و روی پدهای PCB وجود دارد. معمولاً از تنظیم ۲۵ میلی‌متر در ثانیه استفاده می‌شود، اما این مقدار بسته به اندازه روزنه‌های داخل شابلون و خمیر لحیم مورد استفاده متغیر است.

● فشار شلنگدر طول چرخه چاپ، اعمال فشار کافی در تمام طول تیغه فشاری برای اطمینان از تمیز کردن شابلون بسیار مهم است. فشار خیلی کم می‌تواند باعث "لکه‌دار شدن" خمیر روی شابلون، رسوب ضعیف و انتقال ناقص به PCB شود. فشار خیلی زیاد می‌تواند باعث "برداشتن" خمیر از منافذ بزرگتر، سایش بیش از حد شابلون و اسکویجی‌ها شود و ممکن است باعث "خروج" خمیر بین شابلون و PCB شود. تنظیم معمول برای فشار اسکویجی، ۵۰۰ گرم فشار به ازای هر ۲۵ میلی‌متر تیغه اسکویجی است.

● زاویه فشارزاویه‌ی اسکوئیجی معمولاً توسط نگهدارنده‌هایی که به آن‌ها متصل هستند، روی ۶۰ درجه تنظیم می‌شود. اگر زاویه افزایش یابد، می‌تواند باعث شود که خمیر نگهدارنده از روزنه‌های شابلون بیرون زده و خمیر لحیم کمتری رسوب کند. اگر زاویه کاهش یابد، می‌تواند باعث شود که پس از اتمام چاپ، مقداری خمیر لحیم روی شابلون باقی بماند.

● سرعت جداسازی شابلون: این سرعتی است که PCB پس از چاپ از شابلون جدا می‌شود. باید از تنظیم سرعت تا ۳ میلی‌متر در ثانیه استفاده شود و با اندازه روزنه‌های داخل شابلون تنظیم می‌شود. اگر این سرعت خیلی زیاد باشد، باعث می‌شود خمیر لحیم به طور کامل از روزنه‌ها آزاد نشود و لبه‌های بلندی در اطراف رسوبات ایجاد شود که به عنوان "گوش سگ" نیز شناخته می‌شود.

● تمیز کردن شابلونشابلون باید در حین استفاده مرتباً تمیز شود که می‌تواند به صورت دستی یا خودکار انجام شود. دستگاه چاپ اتوماتیک دارای سیستمی است که می‌توان آن را طوری تنظیم کرد که شابلون را پس از تعداد مشخصی چاپ با استفاده از مواد بدون پرز و یک ماده شیمیایی تمیزکننده مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) تمیز کند. این سیستم دو عملکرد انجام می‌دهد، اولین عملکرد تمیز کردن قسمت زیرین شابلون برای جلوگیری از لکه‌دار شدن و دومین عملکرد تمیز کردن روزنه‌ها با استفاده از جاروبرقی برای جلوگیری از انسداد است.

● شرایط شابلون و سابشابلون‌ها و اسکوئیجی‌ها باید با دقت نگهداری و انبار شوند زیرا هرگونه آسیب مکانیکی به هر یک می‌تواند منجر به نتایج نامطلوب شود. هر دو باید قبل از استفاده بررسی شوند و پس از استفاده کاملاً تمیز شوند، در حالت ایده‌آل با استفاده از یک سیستم تمیزکننده خودکار تا هرگونه باقیمانده خمیر لحیم پاک شود. در صورت مشاهده هرگونه آسیب به اسکوئیجی یا شابلون‌ها، باید آنها را تعویض کرد تا فرآیندی قابل اعتماد و تکرارپذیر تضمین شود.

● سکته مغزی چاپ: این مسافتی است که تیغه‌ی پاک‌کن در سراسر شابلون طی می‌کند و توصیه می‌شود حداقل 20 میلی‌متر از دورترین روزنه عبور کند. فاصله‌ی دورترین روزنه برای ایجاد فضای کافی برای غلتیدن خمیر لحیم در مسیر برگشت مهم است، زیرا غلتیدن مهره‌ی خمیر لحیم، نیروی رو به پایینی ایجاد می‌کند که خمیر لحیم را به داخل روزنه‌ها می‌راند.

چه نوع PCB هایی قابل چاپ هستند؟

مهم نیستسفت و سخت،آی ام اس،سفت و سخت-خمشییاPCB فلکس(به ما مراجعه کنیدتولید PCB) ، اگر استحکام PCB برای پشتیبانی از خود PCB به اندازه کافی صاف روی ریل‌های خطوط SMT کافی نباشد، تولیدکننده مونتاژ PCB درخواست سفارشی‌سازی خواهد کرد.حامل SMTیا حامل (ساخته شده از Durostone).

این یک عامل مهم برای اطمینان از صاف نگه داشتن PCB در برابر شابلون در طول فرآیند چاپ است. اگر PCB، چه صلب، IMS، صلب-خمشی یا خمشی، به طور کامل پشتیبانی نشود، می‌تواند منجر به نقص در چاپ، مانند رسوب خمیر ضعیف و لکه‌دار شدن شود. پایه‌های PCB معمولاً با دستگاه‌های چاپ ارائه می‌شوند که ارتفاع ثابتی دارند و دارای موقعیت‌های قابل برنامه‌ریزی برای اطمینان از یک فرآیند ثابت هستند. همچنین PCBهای قابل تنظیم وجود دارند و برای مونتاژ دو طرفه مفید هستند.

پبازرسی خمیر لحیم چاپ شده (SPI)

فرآیند چاپ خمیر لحیم یکی از مهمترین بخش‌های فرآیند مونتاژ نصب سطحی است. هر چه نقص زودتر شناسایی شود، هزینه اصلاح آن کمتر خواهد بود - یک قانون مفید که باید در نظر گرفته شود این است که خطایی که پس از جریان مجدد شناسایی می‌شود، 10 برابر هزینه بازسازی بیشتری نسبت به خطایی که قبل از جریان مجدد شناسایی شده است، خواهد داشت - خطایی که پس از آزمایش شناسایی می‌شود، 10 برابر بیشتر هزینه بازسازی خواهد داشت. قابل درک است که فرآیند چاپ خمیر لحیم، فرصت‌های بسیار بیشتری برای ایجاد نقص نسبت به هر فرآیند منفرد دیگری ایجاد می‌کند.فرآیندهای تولید فناوری نصب سطحی (SMT)علاوه بر این، گذار به خمیر لحیم بدون سرب و استفاده از قطعات مینیاتوری، پیچیدگی فرآیند چاپ را افزایش داده است. ثابت شده است که خمیر لحیم بدون سرب به خوبی خمیر لحیم قلع-سرب پخش یا "مرطوب" نمی‌شود. به طور کلی، در یک فرآیند بدون سرب، فرآیند چاپ دقیق‌تری مورد نیاز است. این امر، تولیدکننده را به اجرای نوعی بازرسی پس از چاپ سوق داده است. برای تأیید این فرآیند، می‌توان از بازرسی خودکار خمیر لحیم برای بررسی دقیق رسوبات خمیر لحیم استفاده کرد. در RICHFULLJOY، ما می‌توانیم برخی از نقص‌های خمیر لحیم چاپ شده، رسوبات ناکافی خط، رسوبات بیش از حد، تغییر شکل، خمیر گمشده، افست خمیر، لکه‌دار شدن، پل زدن و موارد دیگر را تشخیص دهیم.