Закрытие бреши в контроле: контроль процесса оплавления
Октябрь 2023 года
Введениеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
В мире электронного производства контроль и его качество имеют первостепенное значение. Технологи производства, операторы и управленцы в электронной промышленности постоянно ищут инновационные пути для улучшения надёжности и параметров линий поверхностного монтажа (SMT), а аудиторы процессов сборки хотят гарантировать полноту контроля процесса и прослеживаемость производства продукции. В реальном времени контроль на линии необходим для поддержания постоянства качества и для гарантии высокого уровня контроля процесса и прослеживаемости. Далее проливается свет на критическую роль контроля процесса оплавления (RPI), гарантирующего качество и надёжность сборок печатных плат при пайке оплавлением, немного затрагивая новую технологию компании «KIC».
Вызов контроля пайки оплавлениемzzzzzzzzzzzzzzZZZZZZZZzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Пайка оплавлением является уникальным шагом в сборке печатных плат (ПП) поскольку она не включает дополнительные материалы. Вместо этого, она полагается на точное распределение тепла для соответствующей пайки сборки и создание надёжных паяных соединений. В отличие от других стадий, где в технологиях автоматизированного оптического контроля (AOI) и припойной пасты (SPI) используются камеры высокого разрешения для контроля печати припойной пасты и размещения компонентов, контроль пайки оплавлением технологически отличен. При использовании подобных методов с контролем камеры при оплавлении он выигрывает в стоимости и технически другой. В то время, как AOI может контролировать паяные соединения после печи оплавления, он прямо не отслеживает процесс оплавления, а подтверждает достижение соответствующего профиля оплавления.
Роль температурного профиляzzzzzzzzzzzzzZZZZZZZZZZZZZzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Для гарантии целостности процесса пайки оплавлением промышленность полагается на температурное профилирование. Сюда входит измерение и воспроизведение температурного профиля, в котором ПП, припойная паста и компоненты побывали, пройдя через печь оплавления. Этот температурный профиль прямо влияет на качество паяных соединений и общую надёжность сборки ПП.
Традиционно, температурное профилирование было ручной операцией, требующей участия человека и остановки производственной линии. Технологи используют регистраторы данных температуры и термопары, прикреплённые к тестовой плате для снятия температурного профиля. Эти данные помогают настроить и проверить заданные параметры печи по правильному температурному профилю и соответствующей пайке. В отличие от SPI и AOI это — статичная, ручная методология, дающая выборочную проверку и подвержена ошибкам. Далее — рассмотрение значимости SPI и AOI, как они сказываются на контроле процесса оплавления.
Жизненно важная роль SPI и AOIzzzzzzzzzzzzzzzZZZZZZZZZZZZZzzzzzzZZZZZZZZzzzzzzzzz
Системы SPI и AOI не только важны для контроля и гарантии качества сборок ПП, но, также, играют значительную роль в отклике замкнутых систем и механизмах контроля, увеличивающие точность и эффективность производственного процесса.
Контроль припойной пасты (SPI)
В системах SPI используются усовершенствованные оптические технологии для контроля процесса печати пропойной пастой, обеспечивая отклик в реальном времени и возможность контроля трафаретных принтеров. Основные технологии включают:
- 3D SPI — данная технология использует 3-мерные измерения для захвата высоты и объёма осадков припойной пасты.
- Машинное обучение и искусственное мышление (AI) — некоторые системы SPI имеют встроенные алгоритмы машинного обучения и AI для анализа полученных данных, поиска тенденций и способны к регулировке процесса печати.
Автоматизированный оптический контроль (AOI)
Системы AOI крайне важны для проверки расположения компонентов, качества паяного соединения и общей целостности. Ключевые технологии включают:
- Усовершенствованные системы видения: системы AOI используют камеры высоко разрешения, усовершенствованную оптику и технику освещения для захвата детальных изображений сборок ПП. Эти изображения далее анализируются, используя специальные алгоритмы для обнаружения дефектов и отклонений от стандарта качества.
- Машинное обучение и распознавание рисунка: в некоторых системах AOI используется машинное обучение и алгоритмы распознавания рисунка для постоянного улучшения обнаружения дефектов, адаптируясь к конструктиву новой продукции и вариантам.
Жизненная роль контроля процесса оплавления (RPI)zzzzzzzzzZZZZZZZZZZzzzzzzzzzzzzzz
Для доведения оплавления до уровня автоматизации и точного видения в системах SPI и AOI появился подход, названный проверкой процесса оплавления (RPI). Эти встроенные системы контроля тепловых процессов изначально разработаны и внедрены компанией «KIC». Большинство доступных на сегодня систем базируется на технологии KIC.
Контроль процесса оплавления (RPI)
Система RPI состоит из массива встроенных датчиков термопар вдоль прохождения конвейера печи оплавления. Эти датчики измеряют температуру, скорость конвейера и отслеживают каждую сборку ПП при входе в печь. С помощью непрерывного и автоматического сопровождения рассчитывается температурный профиль для каждой сборки, устраняя при этом необходимость ручного вмешательства и остановки, необходимых для методов ручного профилирования. Программирование системы RPI так же просто, как использование регистратора данных. Запрограммированный контроль RPI привносит автоматизацию и контроль в реальном времени в процесс пайки оплавлением, гарантируя постоянство и качество каждой ПП.
- Машинное обучение и распознавание рисунка: истинная система RPI, подобная KIC, обладает возможностями предсказуемого интеллектуального обучения для рекомендации настройки рецептуры печи с учётом размеров и веса печатной платы. Более того, искусственный интеллект в системе RPI активно отслеживает возможность воспроизведения процесса (Cpk), предоставляет данные температурного профиля для каждой сборки и обладает возможностями подключения для передачи важных данных профиля оплавления в режиме реального времени в цикл обратной связи принятия решения. Он работает со стандартами CFX, Hermes и другими, а также совместим с любой локальной системой MES.
- Новая сенсорная технология KIC: до недавнего времени существовало только непрямое определение конвекционных изменений при отслеживании производственного профиля температуры или возможность отслеживания вентилятора. Измеряя непосредственно температуру плат, система KIC контроля процесса оплавления, способна узнать, как меняется со временем конвекция печи. KIC обладает технологией измерения температуры каждой платы в начале и конце секции нагрева процесса оплавления, определяя, как температурные, так и — конвекционные изменения процесса, потенциально влияя на качество профиля оплавления. Это первый промышленный и революционный шаг в технологии контроля процесса оплавления.
Закрытие бреши: SPI, RPI, AOIzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Проведение комплексной проверки всегда должно включать в себя процесс оплавления. С появлением текущего контроля SPI, RPI и AOI процесс завершён по всей линии SMT. Это создаёт значительную добавочную стоимость способностью отслеживать колебания процесса на каждой стадии, а затем коррелировать комбинации изменений процесса во времени для определения вклада в дефекты и как авторегулирование улучшает качество и эффективность производства.
Движение к полному внедрению в производствоzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzZZzzz
Внедрение систем контроля SPI, RPI и AOI таит в себе огромные перспективы для изготовителей электроники, особенно, где высокая надёжность не подлежит обсуждению: автомобильная промышленность, медицина, оборона
- Прослеживаемость производства и аудит процесса: прослеживаемость — краеугольный камень контроля качества. Системы встроенного контроля, включая RPI, дают сопоставимые результаты по каждой сборке ПП, прошедшей процесс. Эта прослеживаемость позволяет производственникам точно определить источник дефектов, улучшает процесс и обеспечивает документирование для соответствия требованиям и качества.
- Принятие решений в режиме реального времени: внедрение этих систем создаёт механизм обратной связи с замкнутым контуром. Данные SPI могут использоваться для регулировки принтера в реальном времени, гарантируя точное нанесение припойной пасты. Аналогично, данные AOI могут сказаться на корректировке расположения компонентов, снижая дальнейший риск брака. Данные RPI играют ключевую роль в текущем времени, гарантируя оптимальность температурного профиля при оплавлении и формируя рекомендации по регулировке, если потребуется.
***********************
По всем вопросам продукции компании «KIC», связанной с производством электронных изделий предлагается использовать следующий контакт:
Тел. +7 (921) 895−1422, (812) 994−9502
Эл. почта: office@bmptek.ru
Управляющий проекта — Алексей Леонов
