Эта проблема относится к разделу 4.18.3 IPC J-STD-001 — Частично видимые или скрытые паяные соединения. А конкретно к пункту о заполнении отверстий на 75% в IPC-A-610.Краткое изложение раздела 4.18.3 в J-STD-001 гласит:
- Конструкция не может ограничивать поток припоя.
- Видимая часть паяного соединения с обеих сторон должна быть приемлемой.
- Средства контроля процесса должны обеспечивать повторяемость и приемлемые результаты.
Это означает, что если описанные критерии соблюдены, можно предпологать, что паяное соединение качественное, даже если вы его не видите. Рентген — хороший способ проверки скрытых паяных соединений, но необходимо учитывать его стоимость.
Tony Lentz, Field Applications, FCT Assembly
Почти для всех компонентов PTH для целей очистки обычно имеется некоторый зазор между нижней частью детали и поверхностью печатной платы, но не всегда. Иногда вы можете использовать смотровые призмы вместе с хорошим микроскопом, чтобы хотя бы увидеть следы намокания под деталью. Смотровые призмы отличаются от зеркал тем, что они прилегают заподлицо с поверхностью печатной платы, что позволяет видеть даже в очень узких зазорах.
Если нет возможности визуально увидеть, насколько заполнены отверстия, у вас есть три варианта:
- Вы можете завершить сборку, за исключением защитного покрытия, и использовать рентгеновский контроль для проверки заполнения отверстий или договориться с местной компанией по неразрушающему контролю, которая сделает рентгеновский контроль и отправит вам по электронной почте изображения, обозначенные PN, номерами SERNO и REFDES, чтобы вы знали, какие из них требуют доработки. Но будьте внимательны, это недешево.
Если это абсолютно необходимо (изделие чрезвычайно высокой надежности), когда требуется абсолютное доказательство заполнения отверстий на 100%, то также можно воспользоваться услугами рентгенологического центра для обследования всех CCA, которые вы сочтете неудовлетворительными. Рентгеновские изображения можно использовать для проверки процесса, а также организовать их отправку своему клиенту.
По краткосрочным контрактам можно арендовать рентгеновский аппарат, и зачастую это экономически выгодное решение. Просто убедитесь, что ваш пол (даже если он бетонный на уровне земли) способен выдержать вес рентгеновского аппарата; самые маленькие могут весить 3500 фунтов, более крупные легко превышают 8000 фунтов. Это четыре тонны.
- Или вы можете использовать временную тонкую прослойку толщиной 0,010 дюйма FR-4 (или толще, если нет ограничений по размеру), или использовать водорастворимую прослойку, чтобы удерживать деталь над платой во время пайки. (AABUS)
- Если существует ограничение по высоте компонента, условий использования изделия или ваш клиент не позволяет этого, то можно оценить риски косвенно. В этом случае процесс пайки необходимо автоматизировать. Ручная пайка не может быть квалифицирована косвенно.
Предположим, в вашем случае вы не можете позволить себе купить дорогой рентгеновский аппарат(варианта 1), и ваш клиент не хочет поднимать деталь над платой даже на 0,010 дюйма, чтобы можно было проверить заполнение отверстий. Вариант внешнего рентгена может быть дорогим. Что тогда?
Вы можете взять обрезки CCA (или два или три), разместить некоторые из «непроверяемых» компонентов на плате(-ах) и скопировать точную производственную настройку для автоматизированного процесса пайки, будь то селективная пайка или волновая пайка. Вы документируете все рабочие параметры, температуру припоя, скорость потока, уровень флюса, скорость конвейера или скорость и высоту сопла, профиль предварительного нагревателя и все прочее. Когда вы считаете, что у вас есть оптимальные настройки процесса, вы затем паяете остатки CCA, промываете и очищаете их, а затем делаете микросрезы, по крайней мере, из 8 «непроверяемых» паяных соединений.
Если (тогда и только если) ваши микрошлифы показывают, что вы достигли 100% заполнения отверстий во всех 8 местах, вы полностью документируете результат и «закрепляете» настройки процесса. Каждый раз, когда после этого в производство запускается много CCA, инспектор проверяет все настройки перед запуском производственного процесса.
Чтобы убедиться, что с течением времени ничего не изменилось, вы затем повторяете процедуру микросрезов на контрольном образце раз в неделю, или раз в месяц, или раз в квартал, или с той частотой, которая вам и вашему клиенту удобна (AABUS), в зависимости от использования или функции устройства. Ваш клиент должен согласиться на это, либо изменить конструкцию или деталь, либо, возможно, обратиться к вам за рентгеновской системой, чтобы покрыть расходы, а также заключить соглашение о том, как рентгеновский аппарат будет располагаться на месте сборки.
Еще один совет: я на самом деле разработал схему расположения отверстий в разделительных выступах, если таковые имеются, чтобы пожертвовать одним компонентом (одним и тем же компонентом), который представляет собой партию плат, работающих с этой настройкой машины. Если установка изменится, следует запустить новую проверку и либо снова сделать рентгеновский снимок, либо сделать срезы. Проверочная часть плат косвенно доказывает, что остальные непроверяемые компоненты заполняются на 100%. Частота отбора проб — AABUS, и это значительно снижает затраты, если вам нужно обратиться к аутсорсингу для рентгеновских снимков или нужно сделать микросрезы самостоятельно.
Постоянное наблюдение за 100% заполнением отверстий в отобранных рентгеновских снимках или контрольных образцах с течением времени позволит вам и вашему клиенту спокойно спать по ночам (или днем в офисе, если вы являетесь руководителем), зная, что ваш продукт не выйдет из строя и с очень и очень высокой вероятностью будет соответствовать требованиям класса 2 или 3.
Richard D. Stadem, Advanced Engineer/Scientist, General Dynamics
Ваша технологическая группа должна провести исследование, чтобы убедиться в воспроизводимости процесса. Если вы используете данные, отражающие заполнение отверстия более 75%, с вариациями процесса, то зачем вашей команде ОТК проверять это?
В качестве альтернативы вы можете использовать проверки SPC в течение нескольких месяцев, чтобы определить риск плохого заполнения. Компании, которые гонят объемы с помощью волновой пайки, используют неполный PTH, его можно применять для визуальной проверки заполнения отверстий, поэтому нет необходимости в рентгеновском контроле.
Kishan Sarjoo, Process Engineering Manager — Electronics, Altech UEC, South Africa
Так как одна сторона закрыта, я считаю, что без РЕНТГЕНА сделать вывод о заполнении отверстия на 75% практически невозможно. Однако есть и другие варианты.
Если предположить, что процесс пайки находится под контролем, одной из альтернатив будет проведение исследования микросекций. Микросрез покажет, на сколько вы заполняете отверстия, а также сообщит, необходимо ли внести коррективы в процесс.
Edithel Marietti, Senior Manufacturing Engineer, Northrop Grumman
В ситуациях, подобных той, которую вы описываете, часто можно получить очень точную оценку заполнения. В некоторых случаях, когда у нас очень толстая печатная плата и/или относительно малое расстояние между выводами и отверстиями, это может оказаться невозможным. В тех случаях, когда это невозможно, мы не можем предполагать, что «если мы не видим, что это дефектно, то это должно быть хорошо». Если бы я был клиентом, я бы этого не принял. Если вы не можете проверить визуально, необходимо иметь возможность проверить заполнение отверстия другими способами, например, рентгеном.
Если бы я не мог сделать рентгеновский анализ из-за стоимости, для указанного компонента я бы настроил процесс так, чтобы почти всегда было 100% заполнение с видимым скруглением верхней части. Таким образом, я могу проверять заполнение под углом, а те немногие детали, для которых не возможно проверить 100% заполнение, можно переработать. Если переделка ограничится очень небольшим количеством компонентов, это не будет проблемой. Однако если процесс окажется неэффективным и будет значимый процент деталей, требующих доработки, затраты выйдут из-под контроля.
Fritz Byle, Process Engineer, Astronautics
Первоначальная цель обсуждения заключалась в том, чтобы иметь возможность проверить нижнюю сторону паяного соединения, чтобы увидеть, соответствует ли оно всем требованиям хорошего паяного соединения, хорошего смачивания вывода и площадки.
Другая цель заключалась в том, чтобы все остальные выводы на стороне компонента, которые были видны на печатной плате, были приемлемыми с обеих сторон платы. Причина этого заключалась в том, чтобы проверить саму плату, чтобы определить, пригодна ли она для пайки, и не весь ли припой вытек из сквозного отверстия с покрытием, которое не было привязано к каким-либо внутренним слоям. Если ответ был утвердительным и нижние стыки выглядели нормально, то состояние считалось приемлемым.
Конечно, сегодня это можно проверить с помощью рентгеновского оборудования и определить, заполнено ли отверстие на 75% или нет, но, насколько мне известно, они могут обнаружить такие условия: заполнение отверстия менее 75% или заполнение отверстия менее 50%, если они привязаны к внутреннему слою, но никаких электрических сбоев не обнаружено.
Промышленности может не нравиться, когда это просматривают с помощью рентгеновских лучей, но это по-прежнему хорошая проверка, существующая уже более 50 лет. Если произошли электрические сбои, они должны предоставить доказательства неисправности.
Leo Lambert, Vice President, Technical Director, EPTAC Corporation
Комментарий читателя
Я не знаю ни одной части стандарта J-STD или 610, в которой говорилось бы, что у вас нет видимого паяного соединения или что вы не можете проверить вертикальное заполнение, если у вас нет вида «сверху вниз». Фактически, большинство иллюстраций в 610 показаны под углом. Таким образом, вид на вашей фотографии, кажется, обеспечивает достаточную видимость, чтобы убедиться в этом. Как резюмировалось в более раннем ответе, раздел 4.18.3 в J-STD-001 гласит:
- Конструкция не может ограничивать поток припоя (Нет физических препятствий для потока).
- Видимая часть паяного соединения с обеих сторон должна быть приемлемой. (Тебе нравится то, что ты видишь)
- Средства контроля процесса должны обеспечивать повторяемость и приемлемые результаты. (Подразумевается квалифицированный процесс — по крайней мере, для класса 3).
При классе 3 большинство случаев недостаточного заполнения сопровождаются отсутствием приемлемого смачивания стенок. Это видно на вашем фото, где угол смачивания превышает 90 градусов. Таким образом, часто не имеет значения, сможете ли вы проверить наличие или отсутствие 75% заполнения, соединение неприемлемо, поскольку оно обеспечивает меньшее, чем минимальное окружное смачивание (270 градусов для класса 3, например)
John De Leeuw, TE Subcom
Подробнее в Обсуждении. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: