בקרת איכות ביישום ציפוי קונפורמי

בקרת איכות היא היבט קריטי בתהליך הציפוי הקונפורמי והוא המפתח להשלמת פעולה זו בהצלחה. מאמר זה דן בסטנדרטים של ציפויים קונפורמליים, משמעות התקנות שלהם, היכולת של טכנולוגיה אוטומטית חדשה פירושה ליישם בקרת איכות על ציפויים קונפורמליים , והגורמים שיש לקחת בחשבון כדי להבטיח שליטה אמינה.

ציפויים קונפורמליים הם שכבות פולימריות דקות ושקופות המופעלות על משטחי מכלולי המעגלים המודפסים כדי להגן עליהם מפני גורמים חיצוניים. המילה 'קונפורמטית ' נגזרת מהקונפורמיס הלטיני - 'דומה ', 'דומה ל ', כלומר היא קובעת את יכולתו של הציפוי לשכפל את צורת מכלול המעגל המודפס המוגן.

תקני ציפוי קונפורמליים:

כיום, התקן הבינלאומי העיקרי המשמש את מרבית החברות ברחבי העולם בתחום הציפוי הקונפורמי הוא תקן IPC-A-610 לקבלת קיבוליות של מכלולים אלקטרוניים, אשר ניתן להזמין את הגרסה הנוכחית (IPC-A-610E) מ- IPC. ישנם סטנדרטים אחרים, כולל תקנות החברה, אך מאמר זה מתמקד ב- A610 כדי לעזור לקבוע את צרכי בקרת האיכות של יישומי ציפוי קונפורמליים.

היקף הנושאים המכוסים על ידי IPC-A-610

יש ללמוד IPC-A-610 לסעיף לפי סעיף. זה יעזור להבין הן את צרכי המפעיל והן את הדרישות של תהליך הציפוי הקונפורמי עצמו. התקן מורכב משלושה חלקים: מידע כללי, כיסוי ציפוי ועובי ציפוי

מידע כללי על ציפויים קונפורמליים:

IPC-A-610 קובע כי ציפויים קונפורמליים בדרך כלל צריכים להיות ברורים ואחידים בצבע ובעקביות, ועליהם לכסות באופן אחיד את לוח המעגל המודפס ואת רכיביו. היקף הכיסוי תלוי בשיטת היישום.

יש כאן הרבה מקום לפרשנות, מה שעלול להוביל לבעיות אם לא יבינו זאת. ראוי לציין כי לכל טכנולוגיית יישומי ציפוי ציפוי קונפורמציה - בין אם מדובר ביישום מברשת, יישום רובוטי סלקטיבי עם שסתום חסר אוויר או ריסוס אירוסול - יש מאפיינים משלו. כולם מייצרים רמות גימור שונות, המשתנות עוד יותר בהתאם לארגון התהליך הטכנולוגי, באישיות המפעיל ולתנאי סביבת הייצור.

המונחים 'הומוגניות ' ו- 'אחידות ' המשמשים בטקסט של התקן מעניינים. כשלעצמם, הם די מעורפלים, אך יש להבין אותם בהקשר של הדרישות לשלמותם ועובי הציפוי שנדון להלן. ללא הקשר כזה, מונחים אלה בסופו של דבר מבהירים מעט.

יתר על כן, אם הציפוי אמור להיות שקוף, עולה השאלה האם ציפויים פיגמנטיים מקובלים. יש לדון בכך עם הלקוח ובהשפעת הפיגמנט על ביצועי הציפוי הקונפורמי שנבדק.

שלמות כיסוי הציפוי:

רוב הציפויים הקונפורמליים מכילים כעת תוספים זוהרים הזוהרים תחת אור אולטרה סגול (UV). זה מקל על השליטה באיכות יישום הציפוי. עם זאת, ליקויים מסוימים אינם נראים באור UV ועשויים לדרוש שליטה באור טבעי (לבן). לחלק מהציפויים אין זוהר UV מספיק מטבעו, כמו ציפויים רבים של אורגוסיליקון. זה יכול לסבך את השליטה.

חשוב באותה מידה אם למינציה או לפוטוריסט יש פליטה זוהרת משלו דומה בעוצמה לפליטת הציפוי: כמה ציפויים קונפורמליים נעשים במכוון שאינם שמורים באור אולטרה סגול, שכן בתנאי הפעלה, התוסף הזוהר המשמש יש השפעה שלילית על השילוב ועל המעגל המודפס.

מבחינת הכיסוי, סטנדרט מגדיר יעדי איכות לציפוי הגימור ורמות איכות שונות - מחלקות 1, 2 ו -3. היעדים כוללים את הדברים הבאים:

• היעדר אזורים עם אובדן הדבקה;

• היעדר חללים או בועות;

• היעדר טילוי, פילינג מקומי, שגרן, קמטים, סדקים, אדוות, פגמים כמו 'עין דגים ' ו- 'קליפת תפוז ';

• היעדר תכלילים זרים;

• אין שינוי צבע או אובדן שקיפות;

• ריפוי מלא ומבנה הומוגני.

טכנולוגיות ציפוי רבות, סוגים של לוחות מעגלים מודפסים וחומרים אינן מאפשרות השגת כל מדדי היעד שהוזכרו לעיל בפועל. ההישג השיטתי שלהם יהיה בדרך כלל יקר במיוחד הן במונחים פיננסיים והן במונחים השקעה, ובמונחים של זמן ומאמץ שהושקעו על בקרת תהליכים.

בואו לשים לב למחוון יעד כזה כמו היעדר בועות. גם אם אתה מסתכל על לוח המעגלים המודפס בעין בלתי מזוינת, בדרך כלל אי ​​אפשר למצוא מדגם שאין לו בועות במקום כזה או אחר, אלא אם כן מתקיימים התנאים הבאים:

• תהליך הציפוי הקונפורמי נשלט במלואו;

• חומר הציפוי הנכון נבחר כדי להשיג תוצאה זו;

• תנאי התהליך מותאמים באופן מלא;

• מפעילים מאומנים בהרחבה על הגורמים לבועות ומסוגלים לשלוט בתהליך בהתאם;

• לא התרחשו שינויים במינציה של PCB, תהליך ההרכבה, רכיבים או ציפוי קונפורמי שעלול לגרום לתגובה שלילית.

למרבה המזל, השגת יעדים אלה, אף שהם רצויים, אינה הכרחית לרוב החברות - אחרת, ציפוי קונפורמי יהיה התחום הבלעדי של כמה מומחים ומשימה בלתי אפשרית עבור רבים. IPC מסייע בעניין זה על ידי הצעת קריטריונים איכותיים משלה ליעדים אלה:

• הציפוי נרפא במלואו ואחיד מבחינה מבנית;

• הציפוי מיושם רק על אזורים שבהם הוא נחוץ;

• הדבקה של הציפוי ליד אזורים רעולי פנים;

• אין גישור בין רפידות סמוכות או משטחים מוליכים בגלל:

- אובדן הדבקה,

- חללים או בועות,

- טילינג,

- פיצוח,

- גל,

- דגים או כריש עור;

• תכלילים זרים אינם מפרים את דרישות פער הבידוד המינימלי בין רכיבים, רפידות מגע או משטחים מוליכים;

• הציפוי דק אך עדיין מגיע לקצוות הרכיבים והמכשירים.

כל זה נראה סביר עד שתבדוק מקרוב את מה ש- IPC מציע להשיג בתהליך הציפוי הקונפורמי שלו. אתה עשוי לגלות שהתהליך בו אתה משתמש או זה שהלקוח שלך מבקש אינו ברור מאליו כפי שהוא מופיע לראשונה.

ראשית, שקול את הדרישה לציפוי שולי הרכיבים והמכשירים עם שכבה דקה. דרישה זו קשה ביותר, אם לא בלתי אפשרית, לעמוד בשימוש ברוב תהליכי הציפוי הסטנדרטיים. די קשה לקבוע אם קצוות חדים מצופים בתהליך בקרת איכות רגיל. אם לקוח קובע שזו הדרישה שלו, חשוב לקחת בחשבון זאת בזהירות.

כעת נעבור לדרישה להיעדרם של כל הפגמים לעיל, כמו גם לגשרים בין קטעים מוליכים סמוכים. המשמעות היא שעל המפעיל לבחון את הפערים בין כל האלמנטים המוליכים בלוח המעגל המודפס כאשר הרכיבים המותקנים עליו ולהבטיח כי אין פגמים, כמו בועות, שיפרו את קריטריון האיכות הזה. משימה כזו דורשת לא רק את רמת ההסמכה הגבוהה ביותר, אלא גם הוצאות זמן אדירות, ובייצור בקנה מידה גדול, נוכחות של צבא שלם של מומחי בקרת איכות.

לפני שאתה מסכים עם הלקוח או מהנדס העיצוב שלך בכל קריטריוני האיכות, הבין בפירוט למה בדיוק אתה מסכים.

עובי ציפוי קונפורמי:

האזור הסופי שמטופל על ידי IPC-A-610 הוא עובי ציפוי קונפורמי. הטבלה של הסטנדרט מגדירה טווחי עובי סרטים יבשים מקובלים לחומרים פולימריים שונים, כמו ציפויים קונפורמליים אקריליים, שנעים בין 0.03 מ'מ ל 0.13 מ'מ, או 30 מיקרומטר ל 130 מיקרומטר. זהו מגוון רחב ליישום ציפוי קונפורמי אם התהליך מיושם כראוי. קל גם לחרוג ממגבלות אלה אם אינך מודע לנושאים הבסיסיים. המפתח הוא להבין את העקרונות של תהליך הציפוי הקונפורמי המשמש ויכולות החומר.

לדוגמה, אם למתקן יש מערכת ציפוי טבילה אוטומטית , יתכן שקשה להשיג סרט יבש של ציפוי אקרילי או פוליאוריטן מבוסס ממס בעובי של 30 מיקרון ולהימנע מכל הפגמים המופיעים בקריטריונים האיכותיים. בדרך כלל הציפוי יהיה דק יותר וייתכן שלא יהיה מספיק עבה כדי לעמוד בקריטריונים.

יתר על כן, יש קשר ישיר בין מספר הבועות בסרט הציפוי היבש לבין עובי סרט הציפוי הרטוב המיושם במעבר אחד. קל לגלות זאת: אם אתה מורח שכבה עבה מדי במעבר אחד, אז חלק השטח שלה יתקשה (יבש) לפני שהבועות יוכלו לצוף מעובי, והם יישארו בפנים. החלת הציפוי בשכבות דקות היא התנאי החשוב ביותר לביטול התרחשות של בועות. עם זאת, הרובוט לציפוי סלקטיבי פועל בדרך כלל במצב של מעבר יחיד. לפיכך, יש צורך למצוא פשרה ולהתאים את התהליך הטכנולוגי של יישום הציפוי באופן שישיג תוצאות מיטביות.

מה המשמעות של למעשה לדרוש ציפוי אחיד ויישום אחיד? האם זה אומר 'אחיד ' בטווח של 30–130 מיקרומטר? האם עלינו להקפיד למרוח שכבה דקה על קצוות חדים שבהם הציפוי נוטה להתפשט? לבסוף, כפי שצוין בסטנדרט, אם הציפוי מצטבר מתחת למכשיר, קל לחרוג ממגבלת העובי המותרת של 130 מיקרומטר באזורים מסוימים. לרוע המזל, בניגוד לשכל הישר, יותר לא תמיד טוב יותר, ויש להימנע ממצפיות עבות מדי, שכן ציפויים עבים מדי נוטים להיסדק לטווח הארוך.

תהליכים טכנולוגיים לבקרת איכות אוטומטית של יישום ציפוי קונפורמי:

כאמור, כדי לעמוד בקריטריונים האיכותיים המפורטים לעיל, נדרשת בדיקה יסודית של כל ה- PCB. זוהי משימה קשה ביותר בגלל גורמים כמו עייפות עיניים, הסחת דעת ותפוקה מוגבלת. האם ניתן לבצע אוטומציה של בקרת איכות ציפוי קונפורמציה?

זה אפשרי, אבל עם כמה הסתייגויות ומגבלות.

בואו נסתכל על מערכות הציפוי הקונפורמיות האוטומטיות הזמינות בשוק. הם כוללים כמה מערכות היי-טק מאוד עם מצלמות וסורקים מעולים, תוכנה מעולה ואיכות הגבוהה ביותר של בקרת תהליכים. הם יכולים להתמודד עם עיבוד סדרתי של מוצרים או להשתלב בקווי ייצור, ונראה שהם מגשרים את הפער הטכנולוגי הקיים.

המצלמות מורכבות על מערכות שלוש או ארבע צירים. על כל מצלמה לבטל את עיוות הפראלקס בעת בדיקת מעגלים מודפסים גדולים שבהם יהיו אזורים נסתרים לאורך צידי הרכיבים. מערכות מבוססות סורק סובלות מאותו עיוות פראלקס, וכעת קיימות מערכות סריקה המבטלות את Parallax.

עם זאת, לכל המערכות הללו יש חיסרון: הן יכולות לבחון כל סנטימטר של ה- PCB מכל זווית ועדיין מפספסות אזורי בעיה. אך זה בדרך כלל לא הגורם הקובע בבקרת איכות ציפוי קונפורמטית אוטומטית. מערכות בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) מדגישות את הקושי לעמוד בקריטריונים האיכותיים של IPC בתהליכי ציפוי קונפורמליים סטנדרטיים. מערכות אלה מראות פגמים בתוך ציפוי ה- PCB ו- 'ראה ' הרבה יותר ממה שכל מפעיל יכול.

עבור משתמש המערכת, זה אולי נראה כמו קופסת פנדורה, מכיוון שיש לו כעת שורה שלמה של מעגלים מודפסים עם פגמים על פני פני השטח שלהם. אם זה המקרה, ומערכת הבדיקה האופטית האוטומטית מוגדרת לבדיקת לוחות המעגלים המודפסים על פי כללים אלה, אז לאחר זמן קצר יפסק קו הייצור. האם מערכת הבדיקה אשמה, או תהליך הציפוי הקונפורמי? איפה האשמה צריכה לשקר?

התשובה היא פשוטה: מרבית התהליכים הטכנולוגיים אינם מספקים את רמת האיכות הנדרשת על ידי הקריטריונים הסטנדרטיים של ה- IPC. מערכות בדיקה אופטיות אוטומטיות מזהות בבירור את כל הפגמים (ככל שהגורמים המכניים והאופטיים מאפשרים). יתר על כן, הם רואים פגמים קיימים בצורה ברורה יותר מהעין הבלתי מזוינת.

פתרון ציפוי קונפורמי ：

יש צורך ליישם תהליך איטרטיבי לפיתוח פיתרון אופטימלי.

1.

2. קבע איזו רמת שליטה ניתנת להשגה בתהליך הציפוי הקיים והחדש החדש ואילו פגמים יכולים להיווצר על ידי שני התהליכים

3. אם המערכת מאפשרת לעמוד בקריטריונים, כל הצדדים יתקיימו. אחרת, יש לשנות את הקריטריונים או התהליך.

בסופו של דבר יש להשתמש בשכל הישר ואז ברמת הידע הנכונה ניתן לקבל את ההחלטה הנכונה. על ידי פיתוח תהליך בקרת איכות אופטימלי, ניתן להימנע אחר עלויות מיותרות, סכסוכים והתאמות נגדיות בהמשך כאשר מתעוררות בעיות.