Technologie PCB - Mesure de l'épaisseur du substrat en feuille de cuivre PCB

La qualité des substrats en feuille de cuivre PCB devient de plus en plus stricte à mesure que les systèmes électroniques évoluent vers des fonctions plus légères, plus minces, plus courtes, plus fonctionnelles, plus denses et plus fiables. La fabrication du substrat de feuille de cuivre PCB, les spécifications d'inspection du tissu de fibre de verre de matière première, les conditions de cuisson du film, la teneur en colle, le débit de colle, le temps de gélification, le taux de conversion et les conditions de stockage, etc., le réglage des conditions de pressage du substrat affectera la qualité de l'épaisseur du substrat de feuille de cuivre PCB, le contrôle de la qualité de l'épaisseur, Au lieu de choisir aveuglément et d'augmenter les coûts, il est nécessaire d'examiner tous les processus de fabrication et d'améliorer dans une certaine mesure les capacités des processus. À l'heure actuelle, les usines de fabrication de substrats en feuille de cuivre PCB sont progressivement passées à la mesure d'épaisseur au laser sans contact plutôt qu'à la détection manuelle de l'épaisseur au moyen de cartes submicroniques. La conception du système a ses propres caractéristiques. La plupart des mécanismes de capteurs de mesure d'épaisseur laser doivent accompagner la conception et la construction du site. Les méthodes de test sont différentes et la maintenance et l'ajout de nouvelles fonctionnalités doivent passer par le fabricant de l'appareil.

1. Origine

Le substrat en feuille de cuivre PCB fournit un support pour l'installation et l'interconnexion des composants électroniques. Avec la tendance au développement de l'amincissement léger, de la fonctionnalisation élevée, de la densité élevée et de la fiabilité élevée du système électronique, la qualité du substrat en feuille de cuivre PCB affectera directement la confiance des produits électroniques.

Dans la fabrication du substrat en feuille de cuivre PCB, le contrôle de qualité de l'épaisseur est apprécié. En général, il existe un contrôle de qualité et une correspondance des conditions d'estampage pour les produits semi - finis en film, de sorte que le résultat de l'épaisseur est le résultat combiné de tous les contrôles de processus.

Dans le passé, les fabricants de circuits imprimés n'exigeaient que des substrats d'une épaisseur égale à celle de la norme IPC - 4101 [1] class B, mais depuis 2000, ils exigent la norme class C ou une norme supérieure pour répondre aux tendances du marché des circuits imprimés de haut niveau et de haute densité. Ces exigences restent insuffisantes pour l'industrie des circuits imprimés et commencent à faire référence au contrôle statistique des processus (SPC, Statistical Process Control) [2], le plus souvent à la précision des processus (ca, Capability of Precision, près de 0, c'est mieux) et à l'indice de capacité des processus (CPK, plus le nombre est élevé, mieux c'est). La formule de calcul est:

Ca = (valeur moyenne mesurée spécification Centre) / moitié de la tolérance de spécification * 100%

CPK = minimum (moyenne de la limite supérieure de spécification, moyenne de la limite inférieure de spécification) / 3 écarts - types

La référence au contrôle statistique des processus exige non seulement que le produit soit dans les limites de la spécification, mais aussi qu'il soit centré sur la valeur centrale de la spécification. Cependant, cette méthode est principalement utilisée pour l'amélioration des processus en usine. Si on demande aveuglément à CPK d'atteindre un niveau élevé, quelle que soit la limite supérieure et inférieure de la spécification, Il peut être plaisantant, ou de re - choisir tous les produits, ce qui augmente les coûts. Par exemple, 6mil 1 / 1 PCB substrat de feuille de cuivre, supposons que l'épaisseur de cuivre est de 8,5 mil comme médiane, la courbe de distribution d'épaisseur appartient à la distribution normale, la moyenne de mesure est de 8,5 (CA = 0), la distribution d'épaisseur est de 8,08 ~ 8,92, classe C. La limite supérieure et inférieure de la spécification, CPK peut atteindre 1,67, mais la spécification de classe D tombe à 1,33.

Par conséquent, le CPK et les spécifications doivent être négociés conjointement par les fournisseurs et les fabricants.

CPK est calculé à partir d'un lot entier de données. Si le CPK n'est pas conforme, le lot entier sera théoriquement retourné. Intuitivement, cela ne semble pas raisonnable, car comment pouvons - nous retourner un produit qui répond aux spécifications? On comprend donc que même si tous les produits qualifiés peuvent être produits au cours du processus, CPK peut ne pas être qualifié en raison de l'instabilité de certains processus ou de valeurs moyennes qui ne sont pas au centre de la spécification, ce qui indique qu'il y a encore place à l'amélioration du processus. Pour que le CPK soit qualifié, un test de dépistage peut être effectué pour éliminer les produits proches des limites supérieures et inférieures des spécifications afin d'obtenir un CPK plus élevé, mais cela réduit le rendement. Dans les usines qui fixent des bonus pour la production, cela peut entraîner un rebond des employés sur le site.

2. Méthodes

Au début, les bords des planches étaient mesurés manuellement à l'aide d'un micromètre, mais certaines traces étaient difficiles à inspecter complètement. On utilise ainsi un épaissimètre laser réalisé à partir d'un capteur de déplacement laser sans contact.

La classification doit être conforme aux dispositions de la CIB. La méthode de classification peut être une machine à étiqueter. La catégorie a utilise une étiquette rouge et la catégorie B une étiquette bleue. Si le client a des exigences plus strictes, le traitement de la Sous - station peut être effectué. Il est divisé en quatre niveaux et quatre piles. Les assiettes

3. Architecture

Les jauges d'épaisseur développées par des capteurs de déplacement laser sont mécatroniques. La Section de conception optique est conçue comme un composant indépendant du capteur de déplacement laser. Par conséquent, seule l'intégration électromécanique est nécessaire et les fonctions d'extension logicielle sont nécessaires. La figure 3 montre le flux architectural de l'épaissimètre.

Le choix des différents composants et la connexion de chacun est extrêmement important, sinon des erreurs et des instabilités sont inévitables.

3.1 capteurs de déplacement

Le choix du capteur de déplacement doit tenir compte des caractéristiques du substrat en feuille de cuivre PCB et de la résolution de tolérance admissible. Il est généralement possible de comparer la distance de mesure, la résolution, la linéarité et la période d'échantillonnage. La distance de mesure doit inclure l'épaisseur de tous les substrats de feuille de cuivre PCB à mesurer; La résolution doit correspondre au catalogue du capteur et aux notes. La même résolution a un plus petit nombre d'échantillons, ce qui signifie mieux; Plus la linéarité est faible, mieux c'est, par exemple, une distance de mesure de + / - 5 mm, une linéarité de 1% FS et 0,1% FS, une erreur maximale de 0,1 mm et 0,01 mm (5 mm * 2 * 0,1%) respectivement; Si la période d'échantillonnage est plus lente, les fluctuations sont plus faibles.

3.2 cartes de conversion analogique - numérique

Le choix des cartes de conversion analogique - numérique (cartes ADC) est axé sur la résolution. Sur le marché actuel des plaques minces, le 16bit doit être utilisé. Pour les plaques minces, la tolérance permise de 12 bits n'est pas suffisante.

Ensuite, nous devons considérer le canal d'entrée et la plage de tension d'entrée. Généralement, les conceptions industrielles utilisent principalement trois profils, ce qui nécessite six capteurs de déplacement, c'est - à - dire six canaux d'entrée. La plupart des cartes de conversion analogique - numérique ont jusqu'à 16 canaux; Les signaux de sortie des capteurs de déplacement sont: l'un est la tension, l'autre est le courant. La gamme générale est - 5V ~ + 5V et 4 ~ 20ma, respectivement. Le courant peut être converti en tension (+ / - 10v) avec une résistance appropriée pour l'entrée dans une carte de conversion analogique - numérique.

3.3 cartes numériques

Les nombres sont 0 et 1. Les cartes d'E / s numériques n'ont qu'un potentiel bas et un potentiel haut. Fondamentalement, 0v représente un potentiel faible, c'est - à - dire 0, et 5V représente un potentiel élevé, c'est - à - dire 1. L'entrée de signal numérique (DI) comprend des compteurs, des commutateurs optoélectroniques, etc., qui peuvent être utilisés pour informer le PCB du passage du substrat en feuille de cuivre et afficher les conditions périphériques de l'instrument. Sortie de signal numérique (do) pour la commande ou l'alarme. Ce contrôle comprend l'affichage des résultats de l'analyse de la qualité. La méthode de performance peut être un affichage d'écran d'ordinateur OK / NG, une alarme ou une superposition (reliée au PLC Program Logic Controller).

La carte de conversion analogique - numérique et la carte numérique sont réunies en un, appelé carte multifonction (Multifunction I / o Card). À moins qu'il y ait trop de signaux numériques, une carte suffit.

4 la théorie

Après un certain temps de test d'épaisseur, l'équipement de mesure d'épaisseur peut être vieillissant, endommagé ou demandé par le client et doit être constamment entretenu et amélioré. À ce stade, il est nécessaire de commencer à juger théoriquement la cause de l'anomalie.

5 Conclusion

L'ensemble du système de mesure d'épaisseur laser du substrat en feuille de cuivre PCB, y compris le capteur de déplacement laser (lumière), la conception du mécanisme (machine), le circuit électrique, l'interrupteur optoélectronique, le câblage (électrique) et le logiciel sont intégrés. Chaque composant PCB est lié à l'ensemble du système. Le système est bon ou mauvais. Si vous ne comprenez pas le processus d'architecture, une fois qu'une panne ne peut pas être traitée en temps réel, le personnel sur le terrain ne fera pas confiance, l'ensemble du système deviendra un fardeau et il n'y aura pas de contrôle de la qualité. Vous devez donc utiliser cet appareil avec prudence.