PCB 기술 - PCB 동박 기판 두께 측정

전자 시스템이 더 가볍고, 더 얇고, 더 짧고, 더 높은 기능, 더 높은 밀도 및 더 높은 신뢰성으로 발전함에 따라 PCB 동박 기판의 품질은 점점 더 엄격해지고 있습니다.PCB 동박 기판의 제조는 원자재 유리섬유천, 박막 구이 조건, 접착제 함량, 접착제 유량, 접착제 시간, 전환도와 저장 조건 등 방면의 검사 규범으로부터 기판 압제 조건의 설치는 모두 PCB 동박 기판의 두께 품질, 두께 품질 제어에 영향을 줄 수 있다.모든 제조 공정을 검토하고 무작정 비용을 선택하고 늘리는 것이 아니라 공정 능력을 어느 정도 향상시킬 필요가 있습니다.현재 PCB 동박 기판 제조 공장은 아센티미터 카드를 통해 수동으로 두께를 측정하는 것이 아니라 비접촉식 레이저 두께 측정으로 점차 전환하고 있다.시스템 설계는 그 자체의 특징을 가지고 있다.대부분의 레이저 두께 측정기 센서 기구는 현장 설계와 시공에 협조해야 한다.테스트 방법이 다르므로 새 기능을 유지 관리하고 추가하려면 장비 제조업체를 통과해야 합니다.

1. 원산지

PCB 동박 기판은 전자 부품의 설치와 상호 연결을 뒷받침한다.전자 시스템의 경박화, 고기능, 고밀도, 고신뢰성의 발전 추세에 따라 PCB 동박 기판의 품질은 전자 제품의 신뢰도에 직접적인 영향을 줄 것이다.

PCB 동박 기판 제조에서 두께의 품질 관리는 사람들의 중시를 받았다.일반적으로 박막 반제품의 품질 제어와 프레스 조건의 일치가 있기 때문에 두께 결과는 모든 과정 제어의 종합적인 결과이다.

과거에는 PCB 제조업체가 IPC-4101[1] CLASS B 수준의 두께만 기판을 요구했지만 2000 년 이후 높은 수준 및 고밀도 인쇄 회로 기판의 시장 추세를 충족시키기 위해 CLASS C 이상을 요구했습니다.이러한 요구 사항은 PCB 산업이 여전히 부족하다고 느끼고 통계 프로세스 제어 (SPC, Statistical Process Control) [2] 를 참조하기 시작했으며, 가장 일반적으로 사용되는 것은 프로세스 정밀도 (Ca, Capability of Precision, 0에 가까울수록 좋음) 와 프로세스 능력 지수 (Cpk, 숫자가 높을수록 좋음) 입니다.계산 공식은 다음과 같습니다.

Ca=(평균값 측정 사양 중심값) / 사양 공차의 절반*100%

Cpk = 최소값(사양 상한 평균, 사양 하한 평균)/3 표준 편차

통계 프로세스 제어의 참조는 제품이 사양 제한 범위 내에 있어야 할 뿐만 아니라 사양의 중심 값에 집중되어야 합니다.그러나 이런 방법은 주로 공장 내 공예 개선에 쓰인다.만약 맹목적으로 Cpk가 규범의 상한선과 하한선을 막론하고 높은 수준에 도달하도록 요구한다면,농담을 하거나 모든 제품을 다시 선택하여 비용을 늘릴 수 있습니다.예를 들어, 6mil 1/1 PCB 동박 기판은 구리 두께가 8.5mil을 중간값으로 가정하고 두께 분포 곡선은 정적 분포에 속하며 측정된 평균은 8.5(Ca=0), 두께 분포는 8.08~8.92, C급이다. 규격의 상하한은 Cpk가 1.67에 달할 수 있지만 D급 규격은 1.33으로 떨어진다.

따라서 Cpk 및 사양은 공급업체 및 제조업체가 공동으로 협의해야 합니다.

Cpk는 전체 데이터에서 계산됩니다.Cpk가 불합격이면 이론적으로 일괄 반품됩니다.직감적으로, 이것은 우리가 어떻게 해야만 규격에 부합하는 제품을 반환할 수 있기 때문에 불합리하다고 느낀다.따라서 이 과정에서 모든 자격을 갖춘 제품을 생산할 수 있더라도 일부 과정이 불안정하거나 평균치가 사양의 중심치에 없기 때문에 Cpk가 불합격일 수 있다는 것은 이 과정이 여전히 개선될 여지가 있다는 것을 보여준다.Cpk를 합격시키기 위해 더 높은 Cpk를 얻기 위해 규격의 상한선과 하한선에 가까운 제품을 제거하는 선별 테스트를 할 수 있지만 이는 생산량을 줄일 수 있다.생산량에 대한 보너스를 책정하는 공장에서는 현장 직원들이 반등할 수 있다.

2. 방법

초기에는 판의 가장자리를 마이크로미터로 수동으로 측정했지만 일부 흔적은 완전히 검사하기 어려웠습니다.그래서 비접촉식 레이저 변위 센서로 만든 레이저 두께 측정기를 사용했다.

분류는 IPC 규정을 준수해야 합니다.분류 방법은 레이블이 될 수 있습니다.클래스 A는 빨간색 레이블을, 클래스 B는 파란색 레이블을 사용합니다.고객이 더 엄격한 요구 사항이 있는 경우 사이트 분할 처리가 가능합니다.4개의 계층 구조와 4개의 스택으로 나뉩니다.접시

3. 아키텍처

레이저 변위 센서가 개발한 두께계는 기계와 전기가 일체화된 것이다.광학 설계 부분은 레이저 변위 센서의 독립적인 구성 요소로 설계되었다.따라서 기계와 전기의 일체화만 필요하고 소프트웨어의 확장 기능이 필요하다.그림 3은 두께 측정기의 구조 흐름을 보여줍니다.

다양한 구성 요소의 선택과 각 구성 요소의 연결은 매우 중요합니다. 그렇지 않으면 오류와 불안정이 불가피하게 발생할 수 있습니다.

3.1 변위 센서

변위 센서의 선택은 PCB 동박 기판의 특성과 허용되는 공차 해상도를 고려해야 한다.일반적으로 측정 거리, 해상도, 선형 및 샘플링 주기를 비교할 수 있습니다.측정 거리에는 측정할 PCB 동박 기판의 두께가 모두 포함되어야 합니다.해상도는 센서 디렉토리 및 참고와 일치해야 합니다.같은 해상도의 샘플 수가 적다는 것은 더 좋다는 것을 의미합니다.측정 거리 +/-5mm, 선형 1% FS 및 0.1% FS, 최대 오차 0.1mm 및 0.01mm (5mm*2*0.1%) 와 같이 선형도가 작을수록 좋습니다.샘플링 주기가 느리면 변동이 적습니다.

3.2 모듈 변환 카드

모드 변환 카드(ADC 카드)의 선택은 해상도에 중점을 둡니다.현재 박판 시장에서는 16비트를 사용해야 한다.12비트의 허용 공차는 박판에 충분하지 않습니다.

다음으로, 우리는 입력 채널과 입력 전압 범위를 고려해야 한다.일반적으로 업계 설계는 대부분 세 개의 프로파일을 사용하는데, 이는 6개의 변위 센서, 즉 6개의 입력 채널이 필요하다.대부분의 모드 변환 카드는 최대 16개의 채널이 있습니다.변위 센서의 출력 신호는 하나는 전압이고 다른 하나는 전류이다.일반 범위는 각각 -5V~+5V와 4~20mA이다.전류는 적당한 저항이 있는 전압(+/-10V 이내)으로 변환하여 모듈러 변환 카드에 입력할 수 있다.

3.3 디지털 카드

숫자는 0과 1입니다.디지털 I/O 카드에는 낮은 전위와 높은 전위만 있습니다.기본적으로 0V는 낮은 전위, 즉 0, 5V는 높은 전위, 즉 1을 나타냅니다.디지털 신호 입력(DI)에는 PCB 동박 기판 통과를 알리고 기기의 외곽 상황을 표시하는 데 사용할 수 있는 카운터, 옵티컬 스위치 등이 포함된다.디지털 신호 출력(DO)은 제어 또는 경보에 사용됩니다.이 제어에는 품질 분석 결과의 표시가 포함됩니다.성능 방법은 컴퓨터 화면에 OK/NG, 경고 또는 계층화 (프로그램 논리 컨트롤러, PLC에 다시 연결) 를 표시하는 것입니다.

모듈러 변환 카드와 디지털 카드를 하나로 합쳐서 다기능 카드(다기능 I/O 카드)라고 한다.디지털 신호가 너무 많지 않으면 카드 한 장이면 충분하다.

4. 이론

두께 테스트가 진행되는 동안 두께 측정 장비는 노후화, 손상 또는 고객 요구가 발생할 수 있으므로 지속적으로 유지 관리하고 개선해야 합니다.이때 이론적으로 이상 원인을 판단할 필요가 있다.

5 결론

레이저 변위 센서 (광), 메커니즘 설계 (기계), 회로, 광전 스위치, 케이블 (전기) 및 소프트웨어를 포함한 전체 PCB 동박 기판 레이저 두께 측정 시스템이 통합되어 있습니다.각 PCB 구성 요소는 전체 시스템의 좋고 나쁨에 관계됩니다.아키텍처 프로세스를 이해하지 못하면 고장이 실시간으로 처리되지 않으면 현장 직원이 신뢰하지 못하고 전체 시스템이 부담이 되며 품질 관리가 없습니다.따라서 이 장치를 신중하게 사용해야 합니다.