PCBブログ - 6シグマPCBA集合体のAOI探査

最新の検査システムにおける組立欠陥の検査方法, の原因解析 PCBA組立 欠陥, 測定システムの6シグマ探査.

1はじめに

どのように、アセンブリ欠陥は起こりますか？組立ラインによって生じるいくつかのPCBAアセンブリは要求を満たすが、他のものは、複数のアセンブリエラーのために無限に再加工され、再加工されるか。組立品質はなぜバッチからバッチに変化するか？さらに重要なことは、これらの変化から、我々は何を得るべきであり、どのようなPCBAアセンブリの変化を除外するために行うべきである。上記の問題は、6シグマの生産のトレーサビリティであり、シグマは、任意のプロセスパラメータの平均値、すなわち標準偏差の分布または分散を記述するギリシャ文字である。6シグマは、プロセス能力を測定することによってプロセスの状態を決定するための統計的手法の使用であり、プロセス分析に影響を与える主な変数を見つけるために比較分析を通じて、プロセスの最適化方法を使用して、変更の法則を見つけるために使用し、それを排除します。または制御は、連続測定解析改善制御サイクルを通じて、プロセス能力が継続的に改善され、最終的に6シグマレベルに到達するか、または超えている。

2 . 6シグマとPCBA集合

変動性は、製品品質に対する潜在的な負の影響を持つ変動を指す. PCBボード 設計は電気的及び機械的性能信頼性を包括的に考慮すべきである, コンポーネントパッド設計耐性, パッドパターン設計, etc. 第二に, PCBAを組み立てるために使用される構成要素及び材料の寸法及び品質も、組立品質に影響する. , アセンブリプロセス自体の変動は、また、 PCBA組立. イン PCBA組立, 変化は「敵」. 設計と材料における明らかな変動源の除去後, 残りは、PCBAプロセス自体のバリエーションです PCBボードs, コンポーネント, 半田ペースト, etc. 属性データ, プロセス変動による固定欠陥, 属性データは/なし, グッド/不良, 私/O型データ. 変数データはプロセス変動度を記録する, 欠陥として直接表示されないが、デジタルタイプのデータである, 測定タイプ, etc. それは記録されなければならなくて、属性データに関連しなければなりません, 疑いのない欠陥, または欠陥の発生確率. 属性データ検査は許容できない変動の有無を観察する方法である. 属性データの特徴と頻度は変動源に関連している. 欠陥は、通常、回路テスト中に見つかります, 機能テスト, 自動化光学画像解析または手動視覚検査, その他のPCBAS検査方法. PCBA製造工程におけるいくつかの変動は避けられない, 事前に対策を講じる必要がある, これは受け入れ可能なプロセスの変化と呼ばれます. APVは、通常、構成要素の許容範囲または許容される機械的ばらつきの許容範囲である, 原料, etc. APV変数データを生成, しかし最終製品の欠陥の源にはならない. APVによる疑いのない欠陥または固定欠陥があるならば, 設計や製造の問題を事前に改善しなければならない. 許容できないプロセス変動は、検出されず、必然的に欠陥につながる、または欠陥の高い確率を有するそれらの変動である. Jinliのプロセスはapvを受け入れるべきである, 検出と拒否. 6シグマは、APVとUUVを区別するために、メソッドと必要なエラーを定義するのに使用されます. 変化を同定し、変動の連続測定とその結果生じる欠陥を提供するために, PCBAが実際に生産されるとき、我々は様々なデータと属性データを理解しなければなりません. 測定を実施するために, PCBA生産における測定変数データと属性データの測定機構を理解する必要がある. 属性データ試験は現在のPCBA生産における検査と試験の鍵である. モダン PCBA組立 工場は通常自動光学画像解析のような最新の検査システムを備えている, オンラインテスター, 関数テスターは、欠陥をスキャンして検出し、検査結果をオペレータに送る.

電子製品組立における欠陥の主な原因

すべての変動が欠陥につながるので、変化は生産の「敵」です。pcba製造プロセスと組合わせて，smt生産における欠陥の起源を論じた。はんだペースト印刷，パッチ，リフローはんだ付けなどの主要工程と組合わせて検討した。

ハンダペースト印刷：問題（問題点）：はんだペースト不足印刷、はんだペースト短絡、はんだペースト汚染。相違（変形）：はんだペーストカバレッジ面積、はんだペーストカバレッジ高さ、はんだペーストカバレッジ体積、はんだペースト被覆パターン。検査：はんだペーストカバレッジ/行方不明、隣接パッド検査、はんだペーストカバレッジエリア検査。測定：はんだペーストカバレッジ面積、はんだペーストカバレッジ高さ、はんだペーストカバレッジ体積、はんだペースト被覆パターン。SMD :エラー（問題）：コンポーネントの行方不明、コンポーネントの間違った方向、破損したコンポーネント、間違ったコンポーネント。x - y - z軸、コンポーネント/パッド登録、アセンブリ登録。検査：貼り付けられた/行方不明のペーストされた構成要素、コンポーネントオリエンテーション徴候/徴候、構成要素包装形。測定：x - y - z軸、コンポーネント/パッドアライメント、アセンブリアライメント。リフロー破壊（問題）：コンポーネント配置特性、コンポーネント架台、墓石現象、はんだビーズ、はんだ短絡回路などすべての翼リードはんだ、すべてのJリードはんだ、はんだショートチェック、個別部品（浮動小数点）のチェック、コンポーネントのランダム汚染などを検査します。

自動光学画像検出

組立工程では、半導体製品のはんだペーストの量やはんだ接合部の形状、ベア回路基板のワイヤの厚さ、ワイヤの欠陥を連続的に検査する必要があり、これは、通常、オンラインテストまたは機能試験によって検出されない。目視検査は誤差が多く，低効率であり，自動光学画像検査は認識され有効な方法である。現在，自動光学画像検査は2種類の方法を採用している。設計ルールの検査方法は，はんだ接続により全ての接続を終了し，すべてのリードの幅を0 . 127 mm以下とし，すべてのリード間の間隔を0 . 102 mm以下ではならないような2つの規則に従って回路パターンをチェックする方法である。この方法は，試験回路の正確性をアルゴリズムから保証できる。パターン認識は蓄積されたディジタル化画像と実際の仕事との比較である。検査は、良好なプリント回路基板やガラスモデルを検査することによって確立された検査文書、またはコンピュータ支援設計においてコンパイルされた検査手順に従って行われる。精度は解像度と検査手順に依存します。最新の自動光学画像検査システムは、部品配置特性を検出する際に、非常に小さなx、y、△（回転）位置ずれ変動を測定し追跡することができる。検査プロセスは非常に敏感であり、位置、寸法、および画像のような除去されるべきいくつかの変化が測定され、部品供給者の変更、名目寸法、ロゴまたは色のデフォルト（許容される）、および部品配置プロセスの位置特性のようないくつかの許容可能なプロセス変動が記録される。

自動光学画像検出システムの研究開発

測定結果の再現性は、同じ測定条件の下で同じ測定値の連続測定と多重測定から得られた結果との間の整合性を意味する。測定結果の再現性は、測定条件の変化の下で、同じ測定値の測定結果間の整合性を意味する。現代のaoiシステムでは，測定結果の再現性が非常に重要である。AOIシステムで重要なバリエーションを識別することが可能であるが、変化の傾向についての正確な結論を得るためには、AOIシステムの良い測定再現性が必要であり、測定システム自体の変化からプロセス変動を識別する必要がある。検出能力指数の要件によれば、標準装置の選択は、通常、第3の原理に従い、すなわち、測定器に対する標準装置の精度の比率は、1／3の比率で保たれるべきである。許容誤差に対する測定限界誤差の比は、通常、1／3から1／10の範囲内に保たれるべき精度の係数と呼ばれる。現代のaoiシステムは，3 . 3の信頼度で±0 . 4 mily以上の測定不確実性を有しており，これは測定値の99.73 %が上限仕様と下限仕様の範囲内にあることを意味している。事実上

シグマPCBAの製作において，AOIシステムに必要な測定不確実性は何か？現在のSMD成分は0201サイズであると一般的に考えられる。パッドから50 %のずれを検出する必要がある場合は、必要な測定値は0.127 mmである。AOI測定システムの1 / 10原理を用いることにより、信頼度が3の場合、AOI測定系の測定不確実性が0.0127 mm以下であることが要求される。現在のQFPパッケージICでは、その大きさは0.4064 mm、0.2032 mmであり、検出要件はパッドから50 %も離れている。aoi測定システムの測定不確実性は0 . 01016 mm以下であることが必要である。上述の6シグマ−PCBA試験では、仕様値の値±3σの中心からの変動が「IE正常または許容」の変動とみなされる。

パッチ（ピックアンドプレイス）能力

SMDプロセス検査では、6シグマの再現性を確保するために、検査基準をどのように選択するか？以下は，sfdプロセス能力に基づく，0 . 0508 mm（信頼度3）の再現性と0 . 0508 mm間隔のqfp 0402成分である。検査のために必要なSMDプロセス検査の一例として、パッドの50 %を取る：まず、3σの信頼度でのSd±0.0508 mmのSMD配置再現性を有するプロセス統計の測定結果分布を決定するための平均値を定式化する。そして、時間、温度、メンテナンスサイクルなどの平均値の分布ドリフト、この仕様は、デバイスの固有の特性の一部であり、その起源は非常に重要です。これがデバイス機能であるなら、ユーザはそれらを再考する必要があります。この機能は、SMDコンポーネントのサイズ、PCBボードのサプライヤー、PCBボードの変形などのばらつきを含むSMDプロセスの配信、ピック、および場所の包括的な特性を表しています。それは実際に配信された機器の特性または別の時間と温度条件で分解される必要があり、一連の製品をテストします。そして、テストサンプルの異なるバッチの配布ドリフトを計算してください。第2に、50 %オフパッド検査の要件はSMDプロセスにおけるピックアンドプレース検査アプリケーションの限界であることを認識しなければならず、多くの製品は実際に許容範囲として30 %以下を指定する。第3に、パッドからの部品のずれ量を50 %算出する。0402 qfp成分では，パッドから50 %のずれが0 . 127 mmのずれを表している。したがって、AOI検査を行う場合、AOI測定系の測定不確かさは0 . 0127 mm以下でなければならない。信頼度が3であるとき、±±2ミルのプロセス分布に対して、パッドからの50 %のずれが検出要件として用いられ、これは7シグマの配置検出限界を表す（平均分布が安定していると仮定する）。

結論

6シグマPCBA生産は、我々のゴールです. 6‐シグマと最新の自動光学画像検査装置の結合, 全体の大幅な減少 PCBA組立 エラーが実証されました. とコンポーネント配置プロセス, それは、その6つのSIGAMパフォーマンスを確認するために正確で再現可能な位置測定を提供することができます. 6シムパフォーマンスを確保するには, 自動光学画像検査は重要である. 現代自動光学画像検査システムの第三世代, 再現性, パフォーマンス, そして、速度は現代に会うことができます PCBA組立 要件. 同時に, それは製造業者にアセンブリプロセスの重要な測定を提供して、品質の確実性を確実にするために包括的なクローズドループ制御を提供するためにパッチプロセスで検査の統計結果を結合します PCBA組立 生産.