Dati PCB - Esplorazione AOI di 6 Sigma PCB & PCBA

Come verificare i difetti di montaggio nei moderni sistemi di ispezione, analisi delle cause profonde di Gruppo PCBA difetti, e 6Sigma esplorazione dei sistemi di misura.

1 Introduzione

Come si presentano difetti di montaggio? Perché alcuni assemblaggi PCBA prodotti dalla catena di montaggio soddisfano i requisiti, mentre altri vengono continuamente rielaborati e rielaborati a causa di molteplici errori di assemblaggio? Perché la qualità del montaggio varia da lotto a lotto? Ancora più importante, da queste variazioni Quale esperienza dovremmo acquisire e cosa dovremmo fare per escludere la variazione nell'assemblaggio PCBA. Il problema di cui sopra è la tracciabilità della produzione 6 Sigma, Sigma è una lettera greca che descrive la distribuzione o la dispersione del valore medio di qualsiasi parametro di processo, cioè la deviazione standard. 6 Sigma è l'uso di tecniche statistiche per determinare lo stato del processo misurando la capacità di processo, e poi attraverso analisi comparative per scoprire le principali variabili che influenzano la capacità di processo, utilizzare metodi di ottimizzazione del processo per scoprire la legge del cambiamento, e quindi eliminarla. Oppure il controllo, attraverso un ciclo continuo di misurazione-analisi-miglioramento-controllo, la capacità di processo viene continuamente migliorata e infine raggiunge o supera il livello 6 Sigma.

2. 6Sigma e PCBA assemblaggio

Variabilità si riferisce a qualsiasi variazione che abbia un potenziale impatto negativo sulla qualità del prodotto. Scheda PCB la progettazione dovrebbe considerare in modo completo l'affidabilità delle prestazioni elettriche e meccaniche, come tolleranza di progettazione del tampone dei componenti, disegno del modello del pad, ecc. In secondo luogo, le dimensioni e la qualità dei componenti e dei materiali utilizzati per assemblare PCBA influenzeranno anche la qualità dell'assemblaggio. , la variazione del processo stesso di assemblaggio influenzerà anche la qualità di Gruppo PCBA. In Gruppo PCBA, Variazione è il "nemico". Dopo aver eliminato le ovvie fonti di variazione nel design e nei materiali, il resto è la variazione del processo PCBA stesso utilizzando Scheda PCBs, componenti, pasta saldante, ecc. I dati degli attributi rappresentano ignari, difetti fissi dovuti a variazioni del processo, e i dati degli attributi sono solitamente sì/no, buono/male, I/Dati del tipo O. I dati variabili registrano il grado di variazione del processo, che non è direttamente indicato come difetto ma è dato di tipo digitale, tipo di misura, ecc. che devono essere registrati e relativi ai dati degli attributi, difetti insospettati, o la probabilità di verificarsi di difetti. L'ispezione dei dati degli attributi è un modo per osservare la presenza o l'assenza di variazioni inaccettabili. Le caratteristiche e la frequenza dei dati sugli attributi sono correlate alla fonte di variazione. I difetti si riscontrano solitamente durante i test in circuito, prova funzionale, Analisi ottica automatica delle immagini o ispezione visiva manuale, o altri mezzi di ispezione dei PCBA. Alcune variazioni nel processo di produzione del PCBA sono inevitabili, e le misure devono essere adottate in anticipo per evitare che si verifichino, che sono chiamate "variazioni accettabili di processo". APV è solitamente la tolleranza del processo di assemblaggio o la variazione meccanica accettabile nei componenti, materie prime, ecc. APV produce dati variabili, ma non diventa fonte di difetti nel prodotto finale. Se ci sono difetti indiscutibili o difetti fissi dovuti a APV, i problemi di progettazione o fabbricazione devono essere migliorati in anticipo. Variazioni inaccettabili di processo sono quelle variazioni che non sono rilevate e portano necessariamente a difetti o hanno un'alta probabilità di difetti. Il processo di Jinli dovrebbe accettare APV, rilevare e rifiutare UPV. 6 Sigma viene utilizzato per definire il metodo e l'errore necessario per distinguere APV da UPV. Al fine di identificare la variazione e fornire una misura continua della variazione e dei suoi difetti risultanti, dobbiamo capire i vari dati e i dati degli attributi quando il PCBA è effettivamente prodotto. Per attuare la misurazione, il meccanismo di misura dei dati variabili di misura e degli attributi nella produzione di PCBA deve essere compreso. Il test dei dati degli attributi è la chiave per l'ispezione e il test nella produzione attuale di PCBA. Moderno Gruppo PCBA Le fabbriche sono solitamente dotate di moderni sistemi di ispezione come l'analisi ottica automatica delle immagini, tester online, Tester funzionali per scansionare e rilevare difetti e inviare i risultati delle ispezioni agli operatori.

3. La principale fonte di difetti nel montaggio elettronico del prodotto

Poiché ogni variazione può portare a difetti, la variazione è il "nemico" della produzione. In combinazione con il processo di produzione di PCBA, discutiamo principalmente l'origine dei difetti nella produzione di SMT. In combinazione con i principali processi di stampa della pasta di saldatura, saldatura patch e reflow, ecc., la discussione è la seguente:

Stampa della pasta di saldatura: errori (problemi): stampa mancante della pasta di saldatura, cortocircuito della pasta di saldatura, contaminazione della pasta di saldatura. Differenza (variazione): area di copertura della pasta di saldatura, altezza di copertura della pasta di saldatura, volume di copertura della pasta di saldatura, modello di copertura della pasta di saldatura. Ispezione: copertura della pasta di saldatura/mancante, ispezione adiacente del pad, ispezione dell'area di copertura della pasta di saldatura. Misura: area di copertura della pasta di saldatura, altezza di copertura della pasta di saldatura, volume di copertura della pasta di saldatura, modello di copertura della pasta di saldatura. SMD: Errore (problema): Componenti mancanti, direzione sbagliata dei componenti, componenti danneggiati, componenti sbagliati. Morsetto differenziale): asse x-Y-z, registrazione componente/pad, registrazione assemblaggio. Ispezione: componenti incollati/mancanti, segni/segni di orientamento dei componenti, forme di imballaggio dei componenti. Misure: asse x-y-z, allineamento componente/pad, allineamento assemblaggio. Guasto di riflusso (problema): caratteristiche di posizionamento dei componenti, erezione dei componenti, fenomeno della pietra tombale, perline di saldatura, cortocircuito della saldatura, ecc. Ispezionare tutte le saldature di piombo dell'ala, tutte le saldature di piombo J, controllo dei corti di saldatura, controllo dei componenti discreti (galleggianti), contaminazione casuale dei componenti, ecc.

4. Rilevazione ottica automatica dell'immagine

Durante il processo di assemblaggio, la quantità di pasta di saldatura e la forma dei giunti di saldatura del semilavorato, lo spessore dei fili del circuito stampato nudo e i difetti dei fili dovrebbero essere continuamente ispezionati, che sono generalmente non rilevabili da test online o test funzionali. L'ispezione visiva ha molti errori e bassa efficienza e l'ispezione ottica automatica delle immagini è un metodo riconosciuto ed efficace. Attualmente, l'ispezione ottica automatica dell'immagine adotta due metodi: ispezione della regola di progettazione e riconoscimento grafico. Il metodo di ispezione della regola di progettazione è quello di controllare il modello del circuito secondo due regole date, come tutte le connessioni dovrebbero essere terminate con giunti di saldatura, la larghezza di tutti i cavi non dovrebbe essere inferiore a 0,127mm e l'intervallo tra tutti i cavi non dovrebbe essere inferiore a 0,102mm. Questo metodo può garantire la correttezza del circuito testato dall'algoritmo. Il riconoscimento del modello è il confronto delle immagini digitalizzate memorizzate con il lavoro reale. L'ispezione è effettuata conformemente ai documenti di ispezione stabiliti mediante ispezione di un buon modello di circuito stampato o di vetro, o secondo le procedure di ispezione compilate nella progettazione assistita da computer. L'accuratezza dipende dalla risoluzione e dalla procedura di ispezione utilizzata. I moderni sistemi di ispezione ottica automatica delle immagini possono garantire che le variazioni di deviazione di posizione estremamente piccole x, Y, Î (rotazionale) siano misurate e tracciate quando si rilevano le caratteristiche di posizionamento dei componenti. Il processo di ispezione è molto sensibile e vengono misurate alcune variazioni che dovrebbero essere eliminate, come posizione, dimensioni e immagini, e vengono registrate alcune variazioni di processo accettabili come modifiche del fornitore dei componenti, dimensioni nominali, loghi o colori predefiniti (consentiti) e le caratteristiche posizionali del processo di posizionamento dei componenti.

La ripetibilità dei risultati di misura si riferisce alla coerenza tra i risultati ottenuti da misurazioni consecutive e multiple dello stesso misuratore nelle stesse condizioni di misura. La riproducibilità dei risultati di misura si riferisce alla coerenza tra i risultati di misura dello stesso misuratore in condizioni di misura mutevoli. Per i moderni sistemi AOI, la ripetibilità dei risultati di misura è molto importante. Perché è possibile identificare le variazioni chiave con un sistema AOI, ma per trarre conclusioni accurate sull'andamento della variazione richiede una buona ripetibilità della misura del sistema AOI per distinguere la variazione del processo dalla variazione del sistema di misura stesso. Secondoo i requisiti per l'indice di capacità di rilevamento, la selezione del dispositivo standard segue solitamente il principio di un terzo, vale a dire, il rapporto tra l'accuratezza del dispositivo standard e lo strumento di misura misurato dovrebbe essere mantenuto ad un rapporto di 1/3. il rapporto tra l'errore limite di misura e la tolleranza è chiamato coefficiente di precisione, che di solito dovrebbe essere mantenuto nell'intervallo da 1/3 a 1/10. Il calcolo dettagliato dell'incertezza di misura (RaR) del sistema AOI non sarà elencato qui. I moderni sistemi AOI hanno un'incertezza di misura migliore di ±0.4mils ad un fattore di confidenza di 3, il che significa che il 99,73% delle misure rientrano nei limiti di specificazione superiore e inferiore. Infatti

6. Nella produzione di Sigma PCBA, qual è l'incertezza di misura richiesta dal sistema AOI? Si ritiene generalmente che l'attuale componente SMD abbia dimensioni 0201. Se è necessario rilevare una deviazione del 50% dal pad, il valore di misura richiesto è 0,127mm. Il principio 1/10 del sistema di misura AOI richiede che l'incertezza di misura del sistema di misura AOI sia inferiore a 0,0127mm quando il fattore di confidenza è 3. l'incertezza di misura del sistema di misura AoI deve essere inferiore a 0,01016mm. La prova PCBA 6Sigma di cui sopra significa che la variazione dal centro del valore di specificazione ±3 Sigma è considerata una variazione "iE normale o accettabile".

7. Misura patch (pick-and-place) capacità

Nell'ispezione del processo SMD, al fine di garantire la ripetibilità di 6 sigma, come selezionare lo standard di ispezione? Il seguente è il componente QFP0402 con ripetibilità di ±0.0508mm (fattore di confidenza di 3) e spaziatura di 0.0508mm in base alla capacità di processo SMD. Prendiamo il 50% dei pad come esempio dell'ispezione del processo SMD necessaria per l'ispezione: in primo luogo, formulare il valore medio per determinare la distribuzione dei risultati di misura della statistica di processo con la ripetibilità del posizionamento SMD di ±0,0508mm al fattore di confidenza 3 Sigma. E la deriva di distribuzione del valore medio nel tempo, temperatura e ciclo di manutenzione, ecc Questa specifica fa parte delle caratteristiche intrinseche del dispositivo e la sua origine è molto importante. Se si tratta di una funzione del dispositivo, l'utente deve riconsiderarla. Questa caratteristica rappresenta le caratteristiche complete fornite, pick-and-place del processo SMD, comprese le variazioni nelle dimensioni dei componenti SMD, fornitore di schede PCB, deformazione della scheda PCB, ecc. Deve essere decomposta in caratteristiche dell'apparecchiatura effettivamente consegnate o in tempi e condizioni di temperatura differenti, testare una serie di prodotti, e calcolare la deriva di distribuzione dei diversi lotti di campioni di prova. In secondo luogo, dobbiamo riconoscere che il requisito di ispezione off-pad del 50% è il limite per le applicazioni di ispezione pick-and-place nel processo SMD e molti prodotti in realtà specificano il 30% o meno come tolleranza. In terzo luogo, la deviazione del componente dal pad dovrebbe essere calcolata del 50%. Per i componenti 0402QFP, la deviazione del 50% dal pad rappresenta la deviazione di 0,127mm. Pertanto, quando viene effettuata un'ispezione AOI, l'incertezza di misura del sistema di misura AOI dovrebbe essere inferiore a 0,0127mm. Si può calcolare che quando il fattore di confidenza è 3, per la distribuzione del processo di ±2mils, la deviazione del 50% dal pad è utilizzata come requisito di rilevazione, che rappresenta il limite di rilevazione del posizionamento di 7 Sigma (supponendo che la distribuzione media rimanga stabile).

8. Conclusionee

6 Sigma PCBA produzione sarà il nostro obiettivo. Combinando 6 Sigma con moderne apparecchiature automatiche di ispezione delle immagini, una significativa riduzione del totale Gruppo PCBA sono stati dimostrati errori. E nel processo di posizionamento dei componenti, Può fornire misurazioni di posizione precise e ripetibili per confermare le sue prestazioni 6 Sigam. Per garantire prestazioni 6 Sigam, L'ispezione automatica delle immagini ottiche è fondamentale. La terza generazione del moderno sistema di ispezione ottica automatica delle immagini, la sua ripetibilità, prestazioni, e la velocità può incontrare il moderno Gruppo PCBA requisiti. Allo stesso tempo, fornisce al produttore misure chiave del processo di assemblaggio e combina i risultati statistici dell'ispezione con il processo di patch per fornire un controllo completo a circuito chiuso per garantire la qualità del Gruppo PCBA produzione.