Некоторые сотрудники нашего предприятия предлагают приобрести машину или систему для трехмерного контроля паяльной пасты, более известной как SPI. Являются ли эти системы распространенными в отрасли и при каких условиях такое вложение средств будет оправданным?В настоящее время доступно множество машин такого типа, право выбора остается за вами. Что касается оборудования, то трудно придумать лучшую инвестицию в будущее, учитывая развитие компонентной базы и всего прочего. Контроль паяльной пасты — это давно уже не только инструмент разработки, но и инструмент самого техпроцесса.
Независимо от того, выбираете ли вы пока паяльную пасту или оцениваете/оптимизируете параметры печати, вам нужен количественный метод ее оценки. Нет лучшего способа такой оценки, чем измерение объемов и остатков припоя в сравнимых условиях или условиях повторяемости.
Например, есть две пасты для пайки и надо сравнить, какая из них дает более надежную печать? Как это сделать? С помощью системы контроля паяльной пасты вы измеряете объемы, видите, насколько они постоянны, смотрите, каков коэффициент переноса пасты — это те параметры, которые можно сравнивать и после этого использовать статистический анализ для правильного выбора.
Также нельзя забывать о тех компонентах, для которых трудно провести визуальный анализ и осмотр соединений при оплавлении. Можно сделать лишь частичную, выборочную проверку, особенно это касается компонентов с нижним расположением выводов или безвыводных компонентов (BTC). При анализе причин отказов сборок во многих случаях проблема заключалась в неадекватной пайке, особенно на сложных «площадных» компонентах, и этих отказов можно было бы избежать с помощью правильно реализованной проверки паяльной пасты.
Существуют различные системы контроля и хорошо бы их иметь на производстве, но только при условии правильного и эффективного применения. Есть очень дорогое оборудование, но есть и доступные механизмы проверки в автономном режиме, основанные на стандарте AQL (с англ. Acceptable Quality Level/Limit – «допустимый уровень качества» или «пределы допустимого качества»), с действительно элементарной проверкой высоты припоя. И лучше иметь такие средства, чем никаких.
Чтобы принять решение об инвестировании в подобное дорогостоящее оборудование, можно для начала взять эту систему контроля напрокат, пройти демонстрацию и тестирование. Но самое главное, следует помнить, что 50% всех дефектов монтажа печатных плат связаны с нанесением паяльной пасты.
А большинство тестов показывают даже более 70% или 80% процентов дефектов. Именно поэтому имеет смысл проверить высоту и объем используемой паяльной пасты в процессе послепечатной обработки. Через некоторое время, внедрив такую систему контроля, увидев, как она работает, вы будете удивляться, как раньше могли обходиться без нее.
Разработчики подобных систем не стоят на месте, технологии развиваются. Конкуренция играет свою роль. Появляется множество дополнительного функционала в виде вывода данных, печати результатов, передачи данных на другие контрольные устройства. Это позволяет улучшать и оптимизировать управление техпроцессом, где система SPI является одним из его строительных блоков.
Комментарии
В 2019 году инспекция SMT была рынком с оборотом более 500 миллионов долларов. Таким образом, SPI стал обычной частью процесса SMT. Вам следует обратиться к нескольким поставщикам, чтобы найти подходящее оборудование и партнера.
Allen Phung, Koh Young
Согласен на 100%. В то время как большинство компаний изначально инвестируют в AOI для обнаружения дефектов после оплавления, использование SPI должно быть обязательным для оптимизации процесса печати. Если бы процесс печати был идеальным… не было бы рынка систем SPI. Исключите большинство причин дефектов пайки на этом этапе, а не боритесь с ними потом. Используйте инструмент, выявляйте проблемы, вносите изменения в процесс. Не превращайте оборудование в дорогую игрушку, используйте все возможности, которые оно может предоставить. Удачи!
Sy Creed, CyberOptics Corporation
Онлайн-система SPI — идеальное решение для большинства крупносерийных продуктов. Она является очень хорошим решением для устранения неполадок с «печатной пастой» на всех этапах сборки. Вы можете проверить аномалии высоты печати паяльной пасты или распределения объема пасты, или даже смещение паяльной пасты на поверхности ПП, вызванное плохой системой крепления платы внутри принтера. Кроме того, проверяя собранные печатные платы (в том виде, в каком они были поставлены), вы можете многое узнать о своих поставщиках.
Если у вас есть два или три разных поставщика печатных плат, вы можете сравнить их оборудование, например, с точки зрения плоскостности, и понять, почему некоторые проблемы с печатью никогда не возникают у определенного поставщика. Например, выполнить относительное сравнение высоты паяльной маски с высотой контактных площадок платы.
В некоторых случаях более высокие контактные площадки работают как ступеньки для ближайших более низких контактных площадок, и на них всегда приходится большее отложение паяльной пасты, что приводит к образованию перемычек или увеличенному расходу припоя, что вы никогда не обнаружите без системы SPI.
Еще одно преимущество автономной системы: если у вас много линий SMT, вы можете разработать план проверки различных плат, производимых на этих линиях. Используя определенные выборки, можно осуществлять статистический контроль процесса для паяльной пасты на основе Cp или Cpk.
Другое использование автономной системы в качестве инструмента устранения неполадок — это возможность следить за состоянием ракелей, трафаретов, а также системы держателей печатных плат, чтобы решить, когда необходимо их заменить, или создать статистику обслуживания принтера. По моему опыту, я смог использовать автономную систему SPI для выполнения виртуального поперечного сечения компонентов паяных микросхем после оплавления с помощью соответствующего доступного встроенного инструмента, а также проверку угла смачивания для небольших компонентов (например, 0402, 0201).
Glayson Figueiredo, Philips Medical Systems, Brazil
SPI — это, безусловно, одно из лучших вложений, которые вы можете сделать на сборочной линии. Независимо от вашего технологического уровня, правильное внедрение SPI повысит производительность и сэкономит деньги. Даже если бюджет позволяет использовать только бывшую в употреблении или довольно простую систему, она все равно окупится быстрее, чем любая другая машина на заводе.
Chrys Shea, Shea Engineering Services, USA
Подробнее в статье. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: