Il processo di stampa della pasta saldante è una delle parti più importanti del processo di assemblaggio del montaggio superficiale. Prima viene identificato un difetto, minore sarà il costo da correggere - una regola utile da considerare è che un errore identificato dopo il riflusso avrà un costo 10 volte maggiore rispetto a quello identificato prima del riflusso - un errore identificato dopo il test costerà un ulteriore 10 più volte da rielaborare.
Al fine di garantire che la quantità desiderata di pasta saldante sia stata depositata senza difetti e che il processo sia ripetibile, è importante disporre di un metodo di ispezione accurato e affidabile. Man mano che i componenti diventano più piccoli e più complessi, il controllo della stampa della pasta saldante diventa più impegnativo e quindi si consiglia di ispezionare completamente ogni PCB stampato prima di iniziare il processo di posizionamento dei componenti.
Molte macchine da stampa per pasta saldante contengono l'ispezione 2D della saldatura che è stata utilizzata per molto tempo ma ha una capacità di ispezione limitata della copertura dell'area e dei cortocircuiti: questo sistema non ha modo di controllare il volume previsto della pasta per saldatura o la forma dei depositi di saldatura.
Esistono due metodi principali per l'ispezione dei PCB stampati che sono esempi 2D e 3D di cui sono mostrati di seguito: -
Al fine di garantire che la quantità desiderata di pasta saldante sia stata depositata senza difetti e che il processo sia ripetibile, è importante disporre di un metodo di ispezione accurato e affidabile. Man mano che i componenti diventano più piccoli e più complessi, il controllo della stampa della pasta saldante diventa più impegnativo e quindi si consiglia di ispezionare completamente ogni PCB stampato prima di iniziare il processo di posizionamento dei componenti.
Molte macchine da stampa per pasta saldante contengono l'ispezione 2D della saldatura che è stata utilizzata per molto tempo ma ha una capacità di ispezione limitata della copertura dell'area e dei cortocircuiti: questo sistema non ha modo di controllare il volume previsto della pasta per saldatura o la forma dei depositi di saldatura.
Esistono due metodi principali per l'ispezione dei PCB stampati che sono esempi 2D e 3D di cui sono mostrati di seguito: -
Esempio di errore che utilizza l'ispezione della pasta di saldatura 2D
L'ispezione 3D della pasta saldante ha la capacità non solo di verificare la copertura e i corti dell'area della pasta saldante, ma può anche misurare con precisione la forma e il volume dei depositi di pasta saldante. Di seguito sono riportati alcuni esempi di ciò che può essere visto: -
Immagini di esempio che utilizzano l'ispezione della pasta saldante 3D
considerazioni
Gli aspetti chiave quando si considera l'ispezione della pasta per saldatura 3D sono i seguenti: -
1) Programmazione / Formazione dell'operatore
Il software procede rapidamente e le versioni più recenti del software in esecuzione su macchine di ispezione 3D hanno reso la programmazione molto più intuitiva. Le versioni precedenti richiedevano molto tempo / complesse e abbastanza spesso causavano l'uso della macchina come un trasportatore costoso. Le versioni più recenti utilizzano un'interfaccia utente più grafica e dispongono di procedure guidate che guidano il programmatore attraverso i vari passaggi per creare il programma desiderato.
È importante disporre di dati che rappresentino esattamente lo stencil utilizzato e quindi i depositi di pasta saldante previsti. Le informazioni sull'incolla di saldatura all'interno dei dati di Gerber sono in genere una copia 1: 1 dei pad del layer traccia. Queste informazioni verranno inviate al produttore dello stencil che passerà attraverso un processo di modifica dei dati secondo una specifica predefinita come la riduzione delle dimensioni. I dati modificati utilizzati per fabbricare lo stencil sono i dati necessari per la programmazione delle macchine per l'ispezione della pasta saldante e quindi dovrebbero essere richiesti per rendere il processo il più semplice possibile.
È importante disporre di dati che rappresentino esattamente lo stencil utilizzato e quindi i depositi di pasta saldante previsti. Le informazioni sull'incolla di saldatura all'interno dei dati di Gerber sono in genere una copia 1: 1 dei pad del layer traccia. Queste informazioni verranno inviate al produttore dello stencil che passerà attraverso un processo di modifica dei dati secondo una specifica predefinita come la riduzione delle dimensioni. I dati modificati utilizzati per fabbricare lo stencil sono i dati necessari per la programmazione delle macchine per l'ispezione della pasta saldante e quindi dovrebbero essere richiesti per rendere il processo il più semplice possibile.
2) Velocità di ispezione / Tempo di ciclo
Se la macchina SPI deve essere utilizzata in una linea di produzione ad alta velocità, la velocità di ispezione sarà un fattore importante. La maggior parte delle macchine avrà una velocità di ispezione specificata misurata in cm2 / sec - assicurarsi che la macchina selezionata sia in grado di tenere il passo con il tempo di processo della scheda più grande da elaborare. L'immagine seguente mostra un PCB di esempio relativo al campo visivo (FOV) della macchina di ispezione - Normalmente un'opzione è quella di ingrandire il FOV per aumentare la velocità del processo di ispezione.
3) Precisione / ripetibilità
Le macchine per l'ispezione delle paste saldanti possono variare notevolmente in termini di costi e uno dei principali fattori di questa differenza è il sensore e la tecnologia di illuminazione. Una tecnologia utilizzata è la proiezione del modello Moiré in cui l'altezza dei depositi di pasta saldante viene misurata con precisione utilizzando lo spostamento laterale delle linee proiettate - di cui si possono vedere esempi di seguito: -
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Questo sistema funziona bene, ma uno dei fattori che può limitare la ripetibilità è il numero di proiettori installati all'interno della macchina. L'uso di un singolo proiettore può portare all'ombra a seconda dell'altezza dei depositi di pasta saldante che può portare a misurazioni imprecise. La soluzione a questo problema è aumentare il numero di proiettori che miglioreranno la ripetibilità e la precisione ma aumenteranno anche il costo della macchina.
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Un altro aspetto del PCB da ispezionare che può essere impegnativo è l'arco e il twist. Una caratteristica da tenere in considerazione nelle macchine considerate è la "compensazione dell'ordito". Questa funzione consente di variare l'altezza della scheda all'interno della macchina per mantenere misurazioni accurate.
4) Miglioramento del rendimento
L'uso di 3D SPI riduce significativamente qualsiasi nuovo prodotto o introduzione al processo in quanto i dati visualizzati si basano sulle misurazioni prese e non sull'interpretazione delle immagini. Quando si elaborano grandi numeri di lotto, un'altra caratteristica da considerare è la possibilità di collegare la macchina SPI alla stampante per consentire la regolazione automatica di alcuni parametri come l'allineamento. In questo modo le due macchine agiscono come una sola e richiedono meno interazione con l'operatore. Per quanto riguarda l'ispezione della pasta saldante Industry 4.0 può essere uno strumento molto utile per consentire l'ottimizzazione del processo in tempo reale e fornire potenti analisi SPC.
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5) Facilità d'uso e comprensione delle informazioni visualizzate
L'interfaccia utente grafica è importante per ottenere il massimo dalla macchina selezionata. Gli esempi seguenti sono le immagini di un'ispezione superata e di una non riuscita: è evidente vedere sull'ispezione non riuscita il pad che aveva un volume eccessivo di pasta per colore e volume misurato.
L'immagine seguente mostra una tipica schermata delle impostazioni in cui è possibile impostare le tolleranze per le varie ispezioni da effettuare.
Verifica dello stencil mediante Ispezione pasta saldante
Una buona pratica da mettere in atto è la verifica degli stampini prima del rilascio alla produzione. Man mano che gli assiemi diventano più complessi, diventa sempre più difficile identificare errori all'interno dello stencil come un'apertura mancante - Molto spesso se sono presenti errori, questi vengono rilevati solo durante la produzione, portando a rilavorazioni e ritardi che non sono desiderati.
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Di seguito è riportato un esempio di un processo che potrebbe essere utilizzato per verificare gli stampini mediante SPI: -
Conclusione
Data l'importanza di controllare il processo di stampa della pasta saldante e l'effetto sul processo completo se un difetto non viene rilevato in anticipo, è necessario prendere seriamente in considerazione l'investimento in una macchina per l'ispezione 3D della pasta saldante.
Esistono molti produttori sul mercato che utilizzano tecnologie diverse ed è quindi importante considerare i punti sopra prima di scegliere una macchina particolare. È anche importante considerare le esigenze dell'azienda poiché alcune opzioni saranno più importanti di altre e alcune potrebbero non essere necessarie.
Man mano che gli assiemi diventano più complessi e i componenti utilizzati diventano più piccoli, sarà più difficile controllare il processo di stampa della pasta saldante senza automatizzare il processo di ispezione. Le macchine per l'ispezione delle paste saldanti rappresentano un investimento significativo, ma i vantaggi di un controllo rigoroso del processo di produzione ripagheranno a lungo termine riducendo le rilavorazioni e migliorando la resa.
Esistono molti produttori sul mercato che utilizzano tecnologie diverse ed è quindi importante considerare i punti sopra prima di scegliere una macchina particolare. È anche importante considerare le esigenze dell'azienda poiché alcune opzioni saranno più importanti di altre e alcune potrebbero non essere necessarie.
Man mano che gli assiemi diventano più complessi e i componenti utilizzati diventano più piccoli, sarà più difficile controllare il processo di stampa della pasta saldante senza automatizzare il processo di ispezione. Le macchine per l'ispezione delle paste saldanti rappresentano un investimento significativo, ma i vantaggi di un controllo rigoroso del processo di produzione ripagheranno a lungo termine riducendo le rilavorazioni e migliorando la resa.
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