Kvalitetskontrol af konform coating -anvendelse

Kvalitetskontrol er et kritisk aspekt af den konforme belægningsproces og er nøglen til at gennemføre denne operation med succes. Denne artikel diskuterer standarderne for konform overtræk, betydningen af ​​deres regler, evnen til ny automatiseret teknologi betyder at anvende kvalitetskontrol på konform overtræk og de faktorer, der skal overvejes for at sikre pålidelig kontrol.

Konformale belægninger er tynde, gennemsigtige polymerlag, der påføres overfladerne på trykte kredsløbsenheder for at beskytte dem mod eksterne faktorer. Ordet 'konformal ' er afledt af den latinske konformis - 'lignende ', 'ligner ', det vil sige, det bestemmer belægningen til at gentage formen på den beskyttede trykte kredsløbsenhed.

Konformale belægningsstandarder:

I dag er den primære internationale standard, der bruges af de fleste virksomheder over hele verden i området med konform coating, IPC-A-610 standard for acceptabilitet af elektroniske samlinger, hvis aktuelle version (IPC-A-610E) kan bestilles fra IPC. Der er andre standarder, herunder virksomhedsregler, men denne artikel fokuserer på A610 for at hjælpe med at bestemme kvalitetskontrolbehovet for konform coating -applikationer.

Omfang af spørgsmål, der er dækket af IPC-A-610

IPC-A-610 skal studeres afsnit for afsnit. Dette vil hjælpe med at forstå både operatørens behov og kravene i selve den konform coating -proces. Standarden består af tre sektioner: Generel information, belægningsdækning og belægningstykkelse

Generel information om overensstemmende belægninger:

IPC-A-610 siger, at konformbelægninger generelt skal være klare og ensartede i farve og konsistens og skal ensartet dække det trykte kredsløbskort og dets komponenter. Omfanget af dækning afhænger af applikationsmetoden.

Der er meget plads til fortolkning her, hvilket kan føre til problemer, hvis de misforstås. Det er værd at bemærke, at hver konform coating -applikationsteknologi - det være sig børsteapplikation, selektiv robotpåføring med en luftløs ventil eller aerosolsprøjtning - har sine egne egenskaber. De producerer alle forskellige niveauer af finish, som yderligere varierer afhængigt af organiseringen af ​​den teknologiske proces, operatørens personlighed og produktionsmiljøets forhold.

Betingelserne 'homogenitet ' og 'ensartethed ', der bruges i teksten til standarden, er af interesse. I sig selv er de ret tvetydige, men skal forstås i forbindelse med kravene til fuldstændighed og tykkelse af belægningen, der er omtalt nedenfor. Uden en sådan kontekst præciserer disse udtryk i sidste ende lidt.

Hvis belægningen endvidere skal være gennemsigtig, opstår spørgsmålet om, hvorvidt pigmenterede belægninger er acceptabelt. Dette bør diskuteres med kunden og virkningen af ​​pigmentet på ydelsen af ​​den konform coating vurderet.

Fuldstændighed af belægningsdækning:

De fleste overensstemmelsesbelægninger indeholder nu selvlysende tilsætningsstoffer, der gløder under ultraviolet (UV) lys. Dette gør det lettere at kontrollere kvaliteten af ​​belægningsapplikationen. Nogle defekter er imidlertid ikke synlige i UV -lys og kan kræve kontrol i naturligt (hvidt) lys. Nogle belægninger har ikke tilstrækkelig UV -luminescens af natur, såsom mange organosiliconbelægninger. Dette kan komplicere kontrol.

Det er lige så vigtigt, om laminatet eller fotoresisten har sin egen selvlysende emission sammenlignelig i intensitet med emissionen af ​​belægningen: nogle konformbelægninger er bevidst ikke-luminescerende i ultraviolet lys, da under driftsbetingelserne under driftsbetingelser har det selve selvlysende additiv en negativ effekt på belægningen og det trykte kredsløbskort.

Med hensyn til dækning sætter standardmålene kvalitetsmål for finishbelægningen og forskellige kvalitetsniveauer - klasser 1, 2 og 3.. Målene inkluderer følgende:

• Fravær af områder med tab af vedhæftning;

• Fravær af hulrum eller bobler;

• Fravær af dewetting, lokal skrælning, shagreen, rynker, revner, krusninger, defekter som 'fisk øje ' og 'appelsinskal ';

• Fravær af udenlandske indeslutninger;

• Ingen misfarvning eller tab af gennemsigtighed;

• Komplet hærdning og homogen struktur.

Mange belægningsteknologier, typer af trykte kredsløbskort og materialer tillader ikke at opnå alle de ovennævnte målindikatorer i praksis. Systematisk opnåelse af dem vil generelt være ekstremt dyre både i økonomiske og investeringer og med hensyn til tid og kræfter, der bruges på processtyring.

Lad os være opmærksomme på en sådan målindikator som fraværet af bobler. Selv hvis du ser på det trykte kredsløbskort med det blotte øje, er det normalt umuligt at finde en prøve, der ikke har bobler på et eller andet sted, medmindre følgende betingelser er opfyldt:

• Den konform coatingproces er fuldt kontrolleret;

• Det korrekte belægningsmateriale er valgt for at opnå dette resultat;

• Procesbetingelser er fuldt optimeret;

• Operatører er i vid udstrækning trænet på årsagerne til bobler og er i stand til at kontrollere processen i overensstemmelse hermed;

• Der er ikke sket nogen ændringer i PCB -laminat, monteringsproces, komponenter eller konform coating, der kan forårsage en bivirkning.

Heldigvis er det ikke nødvendigt at nå disse mål, selvom de er ønskeligt, for de fleste virksomheder - ellers ville konform coating være det eksklusive domæne for nogle få eksperter og en umulig opgave for mange. IPC hjælper i denne henseende ved at tilbyde sine egne kvalitetskriterier for disse mål:

• Belægningen er fuldt helbredt og strukturelt ensartet;

• Belægningen påføres kun på områder, hvor det er nødvendigt;

• Vedhæftning af belægningen nær maskerede områder;

• Ingen brodannelse mellem tilstødende puder eller ledende overflader på grund af:

- tab af vedhæftning,

- hulrum eller bobler,

- Dewetting,

- krakning,

- bølge,

- Fisheyes eller Sharkskin;

• Udenlandske indeslutninger er ikke i strid med kravene til minimum isoleringsgap mellem komponenter, kontaktpuder eller ledende overflader;

• Belægningen er tynd, men når stadig kanterne på komponenter og enheder.

Alt dette virker rimeligt, indtil du ser nærmere på, hvad IPC foreslår at opnå med sin konform coating -proces. Du kan opleve, at den proces, du bruger, eller den, din kunde beder om, ikke er så åbenlyst, som den først vises.

Overvej først kravet om at belægge kanterne på komponenter og enheder med et tyndt lag. Dette krav er ekstremt vanskeligt, hvis ikke umuligt, at opfylde ved hjælp af de fleste standardbelægningsprocesser. Det er ret vanskeligt at afgøre, om skarpe kanter er belagt under en normal kvalitetskontrolproces. Hvis en kunde siger, at dette er deres krav, er det vigtigt at overveje dette omhyggeligt.

Lad os nu gå videre til kravet om fravær af alle ovennævnte defekter såvel som broer mellem tilstødende ledende sektioner. Dette betyder, at operatøren skal undersøge hullerne mellem alle ledende elementer på det trykte kredsløbskort med komponenterne monteret på det og sikre, at der ikke er nogen mangler, såsom bobler, der ville krænke dette kvalitetskriterium. En sådan opgave kræver ikke kun det højeste kvalifikationsniveau, men også enorme tidsudgifter, og i storstilet produktion, tilstedeværelsen af ​​en hel hær af kvalitetskontrolspecialister.

Før du er enig med klienten eller din egen designingeniør på alle kvalitetskriterier, skal du forstå detaljeret, hvad du præcist er enige om.

Konformisk belægningstykkelse:

Det endelige område, der er behandlet af IPC-A-610, er konform coating-tykkelse. Standardens tabel sætter acceptabel tørfilmtykkelse varierer for forskellige polymere materialer, såsom akrylkonformale belægninger, der spænder fra 0,03 mm til 0,13 mm eller 30 um til 130 um. Dette er et bredt interval for en konform coating -applikation, hvis processen implementeres korrekt. Det er også let at overskride disse grænser, hvis du ikke er opmærksom på de underliggende problemer. Nøglen er at forstå principperne i den konform coating -proces, der bruges og materialets muligheder.

For eksempel, hvis en facilitet har et automatiseret dipbelægningssystem , kan det være vanskeligt at opnå en tør film af opløsningsmiddelbaseret akryl- eller polyurethanbelægning større end 30 mikron tyk og undgå alle de defekter, der er anført i kvalitetskriterierne. Belægningen vil typisk være tyndere og er muligvis ikke tyk nok til at opfylde kriterierne.

Der er desuden et direkte forhold mellem antallet af bobler i den tørre belægningsfilm og tykkelsen af ​​den våde belægningsfilm påført i en pas. Dette er let at finde ud af: Hvis du anvender et for tykt lag i et pas, vil dens overfladedel hærde (tør), før boblerne kan flyde op fra tykkelsen, og de forbliver inde. Påføring af belægning i tynde lag er den vigtigste betingelse for at eliminere forekomsten af ​​bobler. Imidlertid fungerer roboten til selektiv coating normalt i en enkelt-pass-tilstand. Derfor er det nødvendigt at finde et kompromis og justere den teknologiske proces med belægningsanvendelse på en sådan måde, at de opnåede optimale resultater.

Hvad betyder det faktisk at kræve en ensartet belægning og en ensartet anvendelse? Betyder det 'uniform ' i området 30-130 um? Skal vi være forsigtige med at påføre et tyndt lag på skarpe kanter, hvor belægningen har en tendens til at sprede sig? Endelig, som bemærket i standarden, hvis belægningen akkumuleres under enheden, er det let at overskride den tilladte tykkelsesgrænse på 130 um i visse områder. Desværre, i modsætning til sund fornuft, er mere ikke altid bedre, og for tykke belægninger bør undgås, da alt for tykke belægninger har en tendens til at knække på lang sigt.

Teknologiske processer til automatisk kvalitetskontrol af konform coating -anvendelse:

Som nævnt for at opfylde de ovenfor beskrevne kvalitetskriterier er der krævet en grundig inspektion af hele PCB. Dette er en ekstremt vanskelig opgave på grund af faktorer som øjen træthed, distraktion og begrænset gennemstrømning. Kan konform coating kvalitetskontrol automatiseres?

Det er muligt, men med nogle forbehold og begrænsninger.

Lad os se på de automatiserede konform coating -systemer, der er tilgængelige på markedet. De inkluderer nogle meget højteknologiske systemer med fremragende kameraer og scannere, fremragende software og den højeste kvalitet af processtyring. De kan håndtere seriel behandling af produkter eller integreres i produktionslinjer og ser ud til at bygge bro over det eksisterende teknologiske kløft.

Kameraerne er monteret på tre- eller fire-aksesystemer. Hvert kamera skal eliminere parallaxforvrængning, når der inspiceres store trykte kredsløbskort, hvor der vil være skjulte områder langs siderne af komponenter. Scannerbaserede systemer lider af den samme parallaxforvrængning, og der er nu tilgængelige scanningssystemer, der eliminerer Parallax.

Imidlertid har alle disse systemer en ulempe: De kan undersøge hver tomme af PCB fra alle vinkler og stadig gå glip af problemområder. Men det er normalt ikke den afgørende faktor i automatiseret konform coating kvalitetskontrol. Automatiske Optical Inspection (AOI) -systemer fremhæver vanskeligheden ved at opfylde IPC's kvalitetskriterier inden for standardkonformale belægningsprocesser. Disse systemer viser defekter inden for PCB -belægningen og 'se ' meget mere end nogen operatør kunne.

For systembrugeren kan dette virke som en Pandora's Box -åbning, da han nu har en hel linje med trykte kredsløbskort med defekter over hele deres overflade. Hvis dette er tilfældet, og det automatiserede optiske inspektionssystem er indstillet til at inspicere de trykte kredsløbskort i henhold til disse regler, stopper produktionslinjen efter kort tid. Er inspektionssystemet skylden eller den konform coating -proces? Hvor skal skylden ligge?

Svaret er enkelt: De fleste teknologiske processer giver ikke det kvalitetsniveau, der kræves af IPC -standardkriterierne. Automatiske optiske inspektionssystemer identificerer klart alle defekter (så vidt mekaniske og optiske faktorer tillader). Desuden ser de eksisterende defekter mere tydeligt end det blotte øje.

Konform coating -løsning ：

Det er nødvendigt at implementere en iterativ proces til udvikling af en optimal løsning.

1. Stabler hvilke mangler (kvalitetskriterier) er acceptable og definerer dem.

2. Bestem, hvilket niveau af kontrol er opnåeligt inden for den eksisterende og nye konform coating -proces, og hvilke mangler der kan genereres ved begge processer

3. Hvis systemet tillader, at kriterierne opfyldes, vil alle parter være tilfredse. Ellers skal kriterierne eller processen ændres.

I sidste ende skal sund fornuft bruges, og derefter med det rigtige videnniveau kan den rigtige beslutning træffes. Ved at udvikle en optimal kvalitetskontrolproces kan unødvendige omkostninger, tvister og modvækkelser undgås senere, når der opstår problemer.