W ilu punktach należy mierzyć depozyt pasty urządzeniem SPI?

Na ten temat pisze Steve Arneson z ASC International: ‘Aby dokładnie odpowiedzieć na to pytanie, należy najpierw przyjrzeć się ogólnemu układowi PCB tak, aby określić obszary budzące potencjalnie największe obawy. Korzystając z manualnego, nastołowego SPI, najlepiej rozpocząć od pomiaru próbki, skupiając się na 4 rogach i środkowych obszarach płytki drukowanej, aby określić wstępnie jakość drukowania, a następnie, w jeśli czas na to pozwala, objąć badaniem również komponenty o drobniejszym rastrze.  Rekomenduje się przeprowadzenie tej samej procedury na pierwszej próbnej partii PCB i po ustawieniu wszystkich regulacji a następnie, po ustanowieniu  stabilnego procesu, monitorowanie jakości nadruku co 10-20 PCB, aby zachować traceability procesu.

Korzystając natomiast z automatycznego  systemu SPI offline, polecam stworzenie programu, który pozwala na 100-procentowy pomiar pierwszych kilku płytek w cyklu produkcyjnym. Zapewni to najdokładniejsze wskazanie, gdzie na płytce drukowanej znajdują się ‘gorące punkty’. Dzięki odpowiednim działaniom korygującym obszary te mogą zostać ustabilizowane, a procedura pomiaru próbki może zostać wdrożona jako sposób monitorowania procesu drukowania w całym cyklu produkcyjnym. Jeśli istnieją inne krytyczne elementy układu, które wymagają dodatkowej uwagi, rutynowa procedura może zostać uzupełniona o selektywną, 100-procentową kontrolę jedynie tych ‘kłopotliwych’ komponentów, zachowując podwyższoną prędkość inspekcji i jednocześnie jej zwiększony zasięg'.

© Sick

'W przypadku SPI inline, system najlepiej służy 100-procentowej rutynowej kontroli. Podobnie jak w przypadku zautomatyzowanego rozwiązania offline, budzące podejrzenia  obszary można szybko i łatwo rozpoznać. Wdrożenie odpowiednich działań korygujących zapewni kontrolę procesu, a monitorowanie można zrealizować, mierząc bądź każdą płytkę w cyklu produkcyjnym, bądź dokonując pomiaru jedynie w określonych odstępach czasu, tak aby spełnić zarówno wymagania dotyczące jakości, jak i całościowej identyfikowalności procesu.

Podsumowując […] niezależnie od tego, czy zdecydujesz się na rutynową kontrolę opartą na bardzo ograniczonej próbce, czy na pełne 100-procentowe pokrycie partii produkcyjnej, na każdym z tych poziomów SPI wprowadzi cenne informacje zwrotne, które pomogą Ci w ustanowieniu możliwie najlepszego procesu montażu konkretnego PCB' kontynuuje Steve Arneson.

I jeszcze bardzo często cytowany przez nas Fritz Byle, inżynier procesu z firmy Astronautics: ‘W idealnym świecie chcemy mieć pewność, że ilość pasty na każdym padzie mieści się w granicach tolerancji, co oznaczałoby kontrolę 3D stu procent układu. Często jednak nie mamy tego luksusu. Jeśli nie wykonujemy 100-procentowej kontroli wolumetrycznej, to jakie jej elementy dają nam największy zwrot z każdej zainwestowanej sekundy?

Sugeruję, aby używać pomiaru grubości depozytu pasty przede wszystkim jako narzędzia do ustawiania procesu, aby upewnić się co do najważniejszych parametrów - że PCB jest dobrze podparta, nacisk rakli jest odpowiedni itp. Podstawowy pomiar polega na skupieniu się na obszarach w pobliżu krawędzi PCB i blisko jej środka, skupiając się ponadto na  padach średniej wielkości, ani bardzo małych, ani bardzo dużych. W ‘zestawie startowym’ rozważyłbym również wykonanie pomiarów największych apertur, aby upewnić się, że nie występuje tam zjawisko nadmiernego gromadzenia się pasty. Po wstępnym ustanowieniu procedury, PCB próbkę płytek z partii produkcyjnej na bokach, w pobliżu szyn przenośników i środka. Wymagana częstotliwość próbkowania byłaby zależna od procesu.

Nawet ta strategia będzie trochę czasochłonna i stosunkowo łatwo wskazać scenariusze, których by nie objęła. Doświadczony operator prawdopodobnie może powiedzieć tyle samo lub więcej o jakości nadruku, przeprowadzając kontrolę wizualną pod lupą pierścieniową, ale znowu istnieją przypadki, które kontrola wzrokowa prawie zawsze przeoczy. Przykładem może być częściowe tylko uwolnienie pasty z małych apertur BGA, skutkujące redukcją wolumenu poniżej 30% wartości nominalnej, ale która wizualnie wciąż może wyglądać dobrze. Taki przypadek może być wykryty tylko poprzez dobry skan wolumetryczny 3D.

Większej części problemów związanych z drukowaniem można uniknąć dzięki dobremu zaprojektowaniu procesu, w tym upewnieniu się, że nie przekraczasz pożądanych poziomów współczynnika powierzchni, masz dobre, równe podparcie płyty oraz że kupiłeś wysokiej jakości szablon, zachowując go w czystości. W końcu należy upewnić się również, że stosujesz odpowiednie rakle, które są monitorowane pod kątem zużycia i w razie potrzeby wymieniane'.