PCB Tecnico - Misura dello spessore del substrato del foglio di rame PCB

La qualità dei substrati in lamina di rame PCB sta diventando sempre più rigorosa con la tendenza dei sistemi elettronici che sono più leggeri, sottili, più corti, funzioni più elevate, densità più elevata e maggiore affidabilità. Produzione del substrato del foglio di rame PCB, specifiche di ispezione dal panno della fibra di vetro della materia prima, condizioni di cottura del film, contenuto della colla, flusso della colla, tempo di gelificazione, grado di conversione e condizioni di conservazione, ecc., l'impostazione delle condizioni di pressatura del substrato influenzerà la qualità dello spessore del substrato del foglio di rame PCB, controllo di qualità dello spessore, è necessario rivedere tutti i processi di produzione e apportare un certo grado di miglioramento nella capacità di processo, invece di selezionare ciecamente e aumentare i costi. Attualmente, gli impianti di produzione del substrato della lamina di rame PCB sono gradualmente passati alla misurazione dello spessore del laser senza contatto invece di ispezione manuale dello spessore da schede sub-centimetro. Il design del sistema ha caratteristiche proprie. La maggior parte dei meccanismi del sensore dello spessore laser devono collaborare con la progettazione e la costruzione in loco. I metodi di prova sono diversi e la manutenzione e l'aggiunta di nuove funzioni devono passare attraverso il produttore dell'apparecchiatura.

1. Origine

Il substrato della lamina di rame PCB fornisce un supporto per l'installazione e l'interconnessione di componenti elettronici. Con la tendenza dei sistemi elettronici leggeri e sottili, l'alta funzionalità, l'alta densità e l'alta affidabilità, la qualità del substrato della lamina di rame PCB influenzerà direttamente la fiducia dei prodotti elettronici Spend.

Nella produzione di substrati in lamina di rame PCB, c'è molta attenzione al controllo di qualità dello spessore. In generale, ci sono controlli di qualità dei semilavorati della pellicola e l'abbinamento delle condizioni di pressatura, quindi il risultato dello spessore è il risultato completo di tutto il controllo del processo.

In passato, i produttori di PCB richiedevano solo lo spessore del substrato per raggiungere il livello di IPC-4101[1] CLASSE B, ma dal 2000, hanno richiesto requisiti di CLASSE C o superiori per soddisfare la tendenza del mercato dei circuiti stampati ad alto livello e ad alta densità. Questi requisiti l'industria PCB ritiene ancora che non sia sufficiente, e ha iniziato a citare Statistical Process Control (SPC, Statistical Process Control) [2], i più comunemente utilizzati sono l'accuratezza del processo (Ca, Capacità di precisione, vicino a 0, meglio) e l'indice di capacità di processo (Cpk, maggiore è il numero, migliore è). La formula di calcolo è:

Ca = (valore medio misurato-valore centrale specificato)/metà della tolleranza specifica * 100%

Cpk = Min (limite di specificazione superiore-valore medio, valore medio-limite di specificazione inferiore) / 3 deviazioni standard

La citazione del controllo statistico dei processi non solo richiede che i prodotti siano entro i limiti delle specifiche, ma richiede anche una concentrazione sul valore centrale delle specifiche. Tuttavia, questo metodo è utilizzato principalmente per il miglioramento del processo all'interno dell'impianto. Se il Cpk è tenuto ciecamente a raggiungere un livello elevato, indipendentemente dai limiti superiori e inferiori delle specifiche., Può fare uno scherzo, o ri-selezionare tutti i prodotti, aumentando i costi. Ad esempio, il substrato di lamina di rame PCB 1/1 6mil, supponendo che lo spessore del rame sia 8,5 mil come valore mediano e la curva di distribuzione dello spessore appartenga alla distribuzione normale, il valore medio misurato è 8,5 (Ca=0), la distribuzione dello spessore è 8,08 ~ 8,92, Classe C I limiti superiori e inferiori della specifica, Cpk può raggiungere 1,67, ma la specificazione di classe D scende a 1,33.

Pertanto, il Cpk e le specifiche devono essere negoziate insieme dai fornitori e dai produttori.

Cpk è calcolato da un intero lotto di dati. Se il Cpk non è qualificato, l'intero lotto viene restituito in teoria. Intuitivamente, sembra irragionevole, perché come possiamo restituire prodotti che soddisfano le specifiche? Pertanto, si può capire che anche se tutti i prodotti qualificati possono essere prodotti nel processo, il Cpk può essere non qualificato perché alcuni processi sono instabili o il valore medio non è nel valore centrale del disciplinare, indicando che c'è ancora margine di miglioramento nel processo. Affinché il Cpk possa essere qualificato, è possibile effettuare un test di screening per rimuovere prodotti vicini ai limiti superiori e inferiori del disciplinare per ottenere un Cpk più elevato in seguito, ma ciò ridurrà la resa. Nelle fabbriche che formulano bonus per il rendimento, può causare il rimbalzo del personale in loco.

2. Metodo

Nei primi giorni, il bordo della tavola era misurato manualmente con un micrometro, ma c'erano tracce che erano difficili da ispezionare completamente. Pertanto, è stato utilizzato un misuratore di spessore laser costituito da un sensore di spostamento laser senza contatto.

La classificazione deve essere conforme ai regolamenti IPC. Il metodo di classificazione può essere una etichettatrice. La classe A utilizza un'etichetta rossa e la classe B un'etichetta blu. Se il cliente ha requisiti più rigorosi, può essere elaborazione di sottostazione. È diviso in quattro livelli e quattro pile. piatto.

3. Architettura

Il misuratore di spessore sviluppato dal sensore di spostamento laser è un'integrazione ottica-elettromeccanica. La parte di progettazione ottica è stata progettata come componente indipendente del sensore di spostamento laser. Pertanto, è richiesta solo l'integrazione elettromeccanica e la funzione di espansione del software è richiesta. La figura 3 mostra il flusso dell'architettura del misuratore di spessore.

La selezione dei vari componenti e il collegamento di ogni componente sono estremamente importanti, altrimenti inevitabilmente seguiranno errori e instabilità.

3.1 Sensore di spostamento

La selezione del sensore di spostamento deve considerare le caratteristiche del substrato di lamina di rame PCB e la risoluzione di tolleranza ammissibile. La distanza di misura, la risoluzione, la linearità e il periodo di campionamento possono di solito essere confrontati. La distanza di misura deve includere lo spessore di tutti i substrati di rame PCB da testare; la risoluzione deve corrispondere al catalogo del sensore e alle osservazioni. La stessa risoluzione ha un numero minore di campioni, il che significa meglio; minore è la linearità, migliore è, ad esempio, la distanza di misura è +/ -5mm, linearità è 1% FS & 0,1% FS, l'errore massimo è 0,1mm & 0,01mm (5mm * 2 * 0,1%) rispettivamente; se il periodo di campionamento è lento, la fluttuazione sarà minore.

3.2 Scheda di conversione analogico-digitale

La scelta della scheda di conversione analogico-digitale (scheda ADC) si concentra sulla risoluzione. Nell'attuale mercato della piastra sottile, 16bit deve essere utilizzato. La tolleranza consentita di 12 bit non è sufficiente per la piastra sottile.

3.3 Carta digitale

I numeri sono 0 e 1. La scheda I/O digitale ha solo un basso potenziale e un alto potenziale. Fondamentalmente, 0V rappresenta un basso potenziale, che è 0, e 5V rappresenta un alto potenziale, che è 1. L'ingresso del segnale digitale (DI) include contatori, interruttori fotoelettrici, ecc., può essere utilizzato per notificare al substrato della lamina di rame PCB di passare e visualizzare le condizioni periferiche dello strumento. L'uscita del segnale digitale (DO) viene utilizzata per il controllo o l'allarme. Il controllo include la visualizzazione dei risultati dell'analisi della qualità. Il metodo di prestazione può essere il display dello schermo del computer OK/NG, allarme o gerarchico (collegato al controller logico del programma, PLC).

La scheda di conversione analogico-digitale e la scheda digitale sono state combinate in una, che viene chiamata scheda multifunzione (scheda I/O multifunzione). A meno che non ci siano troppi segnali digitali, una scheda è sufficiente.

4. Teoria

Dopo che la prova di spessore è stata eseguita per un periodo di tempo, l'apparecchiatura di misurazione dello spessore può essere soggetta a invecchiamento, danno o richiesta del cliente e deve essere mantenuta e migliorata continuamente. In questo momento, è necessario partire dalla teoria per giudicare la causa dell'anomalia.

5 Conclusione

L'intero sistema di misurazione dello spessore del laser del substrato della lamina di rame PCB, compreso il sensore di spostamento del laser (luce), la progettazione del meccanismo (macchina), il circuito, l'interruttore fotoelettrico, il cablaggio (elettricità) e il software sono integrati insieme. Ogni componente PCB è collegato all'intero sistema Il sistema è buono o cattivo. Se non comprendi il processo di architettura, una volta che il guasto non può essere risolto in tempo reale, il personale in loco non si fida, l'intero sistema diventa un peso, e non c'è alcun controllo di qualità. Pertanto, è necessario utilizzare questa apparecchiatura con cautela e paura.