veröffentlichen Zeit: 2024-08-07 Herkunft: Powered
Die Qualitätskontrolle ist ein kritischer Aspekt des konformen Beschichtungsprozesses und ist der Schlüssel zur erfolgreichen Ausführung dieses Vorgangs. In diesem Artikel werden die Standards für konforme Beschichtungen, die Bedeutung ihrer Vorschriften, die Fähigkeit neuer automatisierter Technologie erörtert, die Qualitätskontrolle auf konforme Beschichtungen anzuwenden , und die Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, um eine zuverlässige Kontrolle zu gewährleisten.
Konforme Beschichtungen sind dünne, transparente Polymerschichten, die auf die Oberflächen von gedruckten Schaltungsbaugruppen aufgetragen werden, um sie vor externen Faktoren zu schützen. Das Wort 'konformes' wird aus dem lateinischen Konformis - 'ähnlich', 'ähnlich', dh es bestimmt, die Fähigkeit der Beschichtung, die Form des geschützten Druckschaltungsanbaus zu replizieren.
Der primäre internationale Standard, der von den meisten Unternehmen auf der ganzen Welt im Bereich der konformen Beschichtung verwendet wird, ist der IPC-A-610-Standard für die Akzeptanz von elektronischen Baugruppen, deren aktuelle Version (IPC-A-610E) bei IPC bestellt werden kann. Es gibt andere Standards, einschließlich der Bestimmungen des Unternehmens, aber dieser Artikel konzentriert sich auf A610, um den Qualitätsregelungsbedarf von konformen Beschichtungsanwendungen zu bestimmen.
Umfang der von IPC-A-610 abgedeckten Probleme
IPC-A-610 sollte nach Abschnitt untersucht werden. Dies wird dazu beitragen, sowohl die Bedürfnisse des Bedieners als auch die Anforderungen des konformen Beschichtungsprozesses selbst zu verstehen. Der Standard besteht aus drei Abschnitten: allgemeine Informationen, Beschichtungsabdeckung und Beschichtungsdicke
IPC-A-610 gibt an, dass konforme Beschichtungen im Allgemeinen klar und gleichmäßig in Farbe und Konsistenz sein und die gedruckte Leiterplatte und ihre Komponenten gleichmäßig abdecken sollten. Das Ausmaß der Abdeckung hängt von der Anwendungsmethode ab.
Hier gibt es viel Raum für Interpretation, was zu Problemen führen kann, wenn sie missverstanden werden. Es ist erwähnenswert, dass jede konforme Beschichtungsanwendungstechnologie - die Anwendung von Pinsel, eine selektive Roboteranwendung mit einem luftlosen Ventil oder Aerosolsprühen - eigene Eigenschaften hat. Sie alle produzieren unterschiedliche Finish -Ebenen, was je nach Organisation des technologischen Prozesses, der Persönlichkeit des Bedieners und den Bedingungen der Produktionsumgebung weiter variiert.
Die im Text des Standards verwendeten Begriffe 'Homogenität' und 'Einheitlichkeit' sind von Interesse. An sich sind sie ziemlich mehrdeutig, müssen aber im Kontext der Anforderungen an die Vollständigkeit und Dicke der unten diskutierten Beschichtung verstanden werden. Ohne einen solchen Kontext klären diese Begriffe letztendlich wenig.
Wenn die Beschichtung transparent sein soll, stellt sich die Frage, ob pigmentierte Beschichtungen akzeptabel sind. Dies sollte mit dem Kunden und der Wirkung des Pigments auf die Leistung der konformen Beschichtung besprochen werden.
Die meisten konformen Beschichtungen enthalten jetzt lumineszierende Additive, die unter ultraviolettem (UV) Licht leuchten. Dies erleichtert es, die Qualität der Beschichtungsanwendung zu kontrollieren. Einige Mängel sind jedoch in UV -Licht nicht sichtbar und erfordern möglicherweise die Kontrolle über natürliches (weißes) Licht. Einige Beschichtungen haben von Natur aus nicht ausreichend UV -Lumineszenz, wie z. B. viele Organosilicon -Beschichtungen. Dies kann die Kontrolle komplizieren.
Es ist ebenso wichtig, ob der Laminat oder der Photoresist seine eigene Lumineszenzemission intensiv mit der Emission der Beschichtung vergleichbar ist: Einige konforme Beschichtungen werden absichtlich nicht lumineszieren bei ultraviolettem Licht, da unter Betriebsbedingungen der verwendete Lumineszenz-Additiv eine negative Wirkung auf die Beschichtung und das gedruckte Schaltkreislauf hat.
In Bezug auf die Abdeckung legt die Standard -Qualitätsziele für die Finishbeschichtung und unterschiedliche Qualitätsniveaus fest - Klassen 1, 2 und 3. Die Ziele umfassen die folgenden:
Fehlen von Gebieten mit Haftverlust;
Fehlen von Hohlräumen oder Blasen;
Abwesenheit von Entnetzungen, lokalem Schälen, Shagreen, Falten, Rissen, Wellen, Defekten wie 'Fischauge' und 'Orangenschale';
Abwesenheit fremder Einschlüsse;
Keine Verfärbung oder Verlust der Transparenz;
Vollständige Aushärtung und homogene Struktur.
Viele Beschichtungstechnologien, Arten von Druckschaltplatten und Materialien ermöglichen nicht alle oben genannten Zielindikatoren in der Praxis. Die systematische Leistung von ihnen wird im Allgemeinen sowohl in der finanziellen als auch in der Investitionsbedingungen sowie in Bezug auf Zeit und Aufwand für die Prozesskontrolle äußerst teuer sein.
Achten Sie auf einen solchen Zielindikator wie das Fehlen von Blasen. Selbst wenn Sie sich die gedruckte Leiterplatte mit bloßem Auge ansehen, ist es normalerweise unmöglich, eine Probe zu finden, die keine Blasen an der einen oder anderen Stelle hat, es sei denn, die folgenden Bedingungen sind erfüllt:
Der konforme Beschichtungsprozess ist vollständig kontrolliert.
Das korrekte Beschichtungsmaterial wird ausgewählt, um dieses Ergebnis zu erzielen.
Prozessbedingungen sind vollständig optimiert.
Die Betreiber werden ausgiebig auf den Ursachen von Blasen geschult und können den Prozess entsprechend steuern.
Im PCB Laminat, Montageprozess, Komponenten oder konforme Beschichtung sind keine Änderungen aufgetreten, die eine Nebenwirkungen verursachen könnten.
Glücklicherweise ist das Erreichen dieser Ziele für die meisten Unternehmen nicht erforderlich. Andernfalls wäre die konforme Beschichtung die ausschließliche Domäne einigeriger Experten und eine unmögliche Aufgabe für viele. IPC hilft in dieser Hinsicht, indem er seine eigenen Qualitätskriterien für diese Ziele anbietet:
Die Beschichtung ist vollständig geheilt und strukturell gleichmäßig;
Die Beschichtung wird nur auf Bereiche angewendet, in denen sie benötigt wird.
Adhäsion der Beschichtung in der Nähe maskierter Gebiete;
Keine Überbrückung zwischen benachbarten Pads oder leitenden Oberflächen aufgrund:
- Haftverlust,
- Hohlräume oder Blasen,
- Enttäuschung,
- Cracking,
- Welligkeit,
- Fisheyes oder Haienfaut;
Ausländische Einschlüsse verstoßen nicht gegen die Anforderungen an die Mindestdämmspalte zwischen Komponenten, Kontaktpads oder leitenden Oberflächen.
Die Beschichtung ist dünn, erreicht aber dennoch die Ränder von Komponenten und Geräten.
Dies alles scheint vernünftig zu sein, bis Sie sich genauer ansehen, was IPC mit seinem konformen Beschichtungsprozess vorschlägt. Möglicherweise stellen Sie fest, dass der von Ihnen verwendete Prozess oder derjenige, nach dem Ihr Kunde verlangt, nicht so offensichtlich ist, wie er zum ersten Mal erscheint.
Berücksichtigen Sie zunächst die Anforderung, die Kanten von Komponenten und Geräten mit einer dünnen Schicht zu beschichten. Diese Anforderung ist äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich, die meisten Standardbeschichtungsprozesse zu erfüllen. Es ist ziemlich schwierig festzustellen, ob scharfe Kanten während eines normalen Qualitätskontrollprozesses beschichtet werden. Wenn ein Kunde feststellt, dass dies seine Anforderung ist, ist es wichtig, dies sorgfältig zu berücksichtigen.
Gehen wir nun mit der Anforderung nach dem Fehlen aller oben genannten Mängel sowie der Brücken zwischen benachbarten leitenden Abschnitten über. Dies bedeutet, dass der Bediener die Lücken zwischen allen leitenden Elementen auf der gedruckten Leiterplatte untersuchen muss, wobei die darauf montierten Komponenten sicherstellen und sicherstellen müssen, dass keine Mängel wie Blasen vorhanden sind, die gegen dieses Qualitätskriterium verstoßen würden. Eine solche Aufgabe erfordert nicht nur die höchste Qualifikationsniveau, sondern auch enorme Zeitausgaben und in großem Maßstab der Produktion einer gesamten Armee von Spezialisten für Qualitätskontrolle.
Bevor Sie dem Kunden oder Ihrem eigenen Designingenieur über alle Qualitätskriterien zustimmen, verstehen Sie ausführlich, was Sie genau zustimmen.
Der endgültige Bereich, der von IPC-A-610 behandelt wird, ist die konforme Beschichtungsdicke. Die Tabelle des Standards setzt die akzeptable Trockenfilmdicke für verschiedene polymere Materialien wie Acrylkonformenbeschichtungen im Bereich von 0,03 mm und 0,13 mm oder 30 uM bis 130 µm fest. Dies ist ein breites Bereich für eine konforme Beschichtungsanwendung, wenn der Prozess ordnungsgemäß implementiert ist. Es ist auch einfach, diese Grenzen zu übertreffen, wenn Sie sich der zugrunde liegenden Probleme nicht bewusst sind. Der Schlüssel ist, die Prinzipien des verwendeten konformen Beschichtungsprozesses und die Fähigkeiten des Materials zu verstehen.
Wenn beispielsweise eine Einrichtung über ein automatisiertes Tauchbeschichtungssystem verfügt , kann es schwierig sein, einen trockenen Film aus lösungsmittelbasierter Acryl- oder Polyurethanbeschichtung von mehr als 30 Mikrometern dick zu machen und alle in den Qualitätskriterien aufgeführten Mängel zu vermeiden. Die Beschichtung ist normalerweise dünner und ist möglicherweise nicht dick genug, um die Kriterien zu erfüllen.
Darüber hinaus besteht eine direkte Beziehung zwischen der Anzahl der Blasen im trockenen Beschichtungsfilm und der Dicke des in einem Pass aufgebrachten Nassschichtfilms. Dies ist leicht herauszufinden: Wenn Sie eine zu dicke Schicht in einem Pass auftragen, härtet sein Oberflächenteil (trocken), bevor die Blasen aus der Dicke schweben können und sie bleiben im Inneren. Das Auftragen der Beschichtung in dünnen Schichten ist die wichtigste Erkrankung, um das Auftreten von Blasen zu beseitigen. Der Roboter für die selektive Beschichtung funktioniert jedoch normalerweise in einem Einzelpassmodus. Daher ist es notwendig, einen Kompromiss zu finden und den technologischen Prozess der Beschichtungsanwendung so anzupassen, dass sie optimale Ergebnisse erzielen.
Was bedeutet es tatsächlich, eine einheitliche Beschichtung und eine einheitliche Anwendung zu erfordern? Bedeutet es 'einheitlich' im Bereich von 30–130 µm? Müssen wir darauf achten, eine dünne Schicht auf scharfe Kanten aufzutragen, an denen sich die Beschichtung ausbreitet? Wie im Standard erwähnt, ist es schließlich, wenn sich die Beschichtung unter dem Gerät ansammelt, in bestimmten Bereichen leicht die zulässige Dickengrenze von 130 µm überschreiten. Unglücklicherweise ist mehr nicht immer besser, und übermäßig dicke Beschichtungen sollten vermieden werden, da übermäßig dicke Beschichtungen langfristig dazu neigen.
Wie bereits erwähnt, ist zur Erfüllung der oben beschriebenen Qualitätskriterien eine gründliche Überprüfung des gesamten PCB erforderlich. Dies ist eine äußerst schwierige Aufgabe aufgrund von Faktoren wie Augenermüdung, Ablenkung und begrenztem Durchsatz. Kann die konforme Beschichtungsqualitätskontrolle automatisiert werden?
Es ist möglich, aber mit einigen Vorbehalten und Einschränkungen.
Schauen wir uns die automatisierten konformen Beschichtungssysteme an, die auf dem Markt verfügbar sind. Dazu gehören einige sehr High-Tech-Systeme mit hervorragenden Kameras und Scannern, exzellenter Software und der höchsten Qualität der Prozesskontrolle. Sie können die serielle Verarbeitung von Produkten bewältigen oder in Produktionslinien integriert werden und scheinen die vorhandene technologische Lücke zu schließen.
Die Kameras sind auf Drei- oder Vier-Achsen-Systemen montiert. Jede Kamera muss die Parallaxenverzerrung beseitigen, wenn große gedruckte Leitertafeln in der Inspektion von Geboten an den Seiten der Komponenten versteckt sind. Scannerbasierte Systeme leiden unter derselben Parallaxenverzerrung, und jetzt sind Scansysteme verfügbar, die Parallaxe beseitigen.
Alle diese Systeme haben jedoch einen Nachteil: Sie können jeden Zentimeter des PCB aus jedem Winkel untersuchen und immer noch Problembereiche verpassen. Dies ist jedoch normalerweise nicht der bestimmende Faktor bei der automatisierten konformen Beschichtungsqualitätskontrolle. Automatisierte optische Inspektion (AOI) Systeme unterstreichen die Schwierigkeit, die Qualitätskriterien von IPC in Standardkonformenbeschichtungsprozessen zu erfüllen. Diese Systeme zeigen Defekte innerhalb der Beschichtung von PCB und 'siehe' viel mehr als jeder andere Bediener.
Für den Systembenutzer mag dies wie eine Pandora -Box -Öffnung erscheinen, da er jetzt eine ganze Reihe von gedruckten Leiterplatten mit Mängel auf ihrer ganzen Oberfläche hat. Wenn dies der Fall ist und das automatisierte optische Inspektionssystem so eingestellt ist, dass die gedruckten Leiterplatten gemäß diesen Regeln inspiziert werden, wird nach kurzer Zeit die Produktionslinie gestoppt. Ist das Inspektionssystem die Schuld oder der konforme Beschichtungsprozess? Wo soll die Schuld liegen?
Die Antwort ist einfach: Die meisten technologischen Prozesse liefern nicht den Qualitätsniveau, der von den IPC -Standardkriterien erforderlich ist. Automatische optische Inspektionssysteme identifizieren alle Defekte eindeutig (soweit es mechanische und optische Faktoren zulässt). Darüber hinaus sehen sie vorhandene Mängel deutlicher als das bloßende Auge.
Es ist notwendig, einen iterativen Prozess zur Entwicklung einer optimalen Lösung zu implementieren.
1. Stablish, welche Mängel (Qualitätskriterien) akzeptabel sind und definieren sie.
2. Bestimmen Sie, welches Kontrollstuf
3. Wenn das System die Erfüllung der Kriterien erlaubt, werden alle Parteien erfüllt. Andernfalls sollten die Kriterien oder der Prozess geändert werden.
Letztendlich sollte ein gesunder Menschenverstand verwendet werden, und dann kann mit der richtigen Wissensniveau die richtige Entscheidung getroffen werden. Durch die Entwicklung eines optimalen Qualitätskontrollprozesses können unnötige Kosten, Streitigkeiten und Gegenbekämpfungen später vermieden werden, wenn Probleme auftreten.