Data PCB - Penjelasan AOI bagi Pengkumpulan 6 Sigma PCBA

Bagaimana untuk memeriksa cacat pemasangan dalam sistem pemeriksaan modern, analisis sebab akar Pemasangan PCBA cacat, dan 6Sigma eksplorasi sistem pengukuran.

1 Perkenalan

Bagaimana kekurangan kumpulan muncul? Mengapa beberapa pemasangan PCBA yang dihasilkan oleh garis pemasangan memenuhi keperluan, sementara yang lain diubahsuai dan diubahsuai tanpa akhir kerana ralat pemasangan berbilang? Mengapa kualiti pemasangan berbeza dari batch ke batch? Yang lebih penting, dari variasi ini apa pengalaman yang patut kita dapatkan, dan apa yang patut dilakukan untuk mengeluarkan variasi dalam kumpulan PCBA. Masalah di atas ialah pengesan produksi 6 Sigma, Sigma adalah huruf Yunani yang menggambarkan distribusi atau pembebasan nilai rata-rata bagi mana-mana parameter proses, iaitu, deviasi piawai. 6 Sigma adalah penggunaan teknik statistik untuk menentukan keadaan proses dengan mengukur kemampuan proses, dan kemudian melalui analisis perbandingan untuk mencari pembolehubah utama yang mempengaruhi kemampuan proses, menggunakan kaedah optimizasi proses untuk mencari undang-undang perubahan, dan kemudian menghapuskannya. Atau kawalan, melalui siklus pengukuran-analisis-peningkatan-kawalan terus menerus, kemampuan proses terus diperbaiki dan akhirnya mencapai atau melebihi tahap 6 Sigma.

2. 6Sigma dan Pemasangan PCBA

Variabiliti merujuk kepada mana-mana variasi yang mempunyai kesan negatif potensi pada kualiti produk. Papan PCB reka-reka patut mempertimbangkan keseluruhan kepercayaan prestasi elektrik dan mekanik, seperti toleransi reka pad komponen, desain corak pad, dll. Kedua, dimensi dan kualiti komponen dan bahan yang digunakan untuk mengumpulkan PCBA juga akan mempengaruhi kualiti mengumpulkan. , variasi proses pengumpulan sendiri juga akan mempengaruhi kualiti Pemasangan PCBA. Dalam Pemasangan PCBA, variasi adalah "musuh". Selepas menghapuskan sumber variasi jelas dalam desain dan bahan, yang lain ialah variasi proses PCBA yang menggunakan Papan PCBs, komponen, paste solder, dll. Data atribut mewakili tidak diragukan, cacat tetap disebabkan variasi proses, dan data atribut biasanya ya/tidak, baik/buruk, Saya.../Data jenis O. Data pembolehubah merakam darjah variasi proses, yang tidak dinyatakan secara langsung sebagai cacat tetapi adalah data jenis digital, jenis pengukuran, dll. yang mesti direkam dan berkaitan dengan data atribut, cacat tidak diragukan, atau kemungkinan berlaku cacat. Pemeriksaan data atribut adalah cara untuk mengamati kehadiran atau ketiadaan variasi yang tidak boleh diterima. Karakteristik dan frekuensi data atribut berkaitan dengan sumber variasi. Kesalahan biasanya ditemui semasa ujian dalam sirkuit, functional testing, analisis imej optik automatik atau pemeriksaan visual manual, atau cara lain untuk memeriksa PCBA. Beberapa variasi dalam proses penghasilan PCBA tidak dapat dihindari, dan tindakan perlu dilakukan secara awal untuk menghalang mereka dari berlaku, yang dipanggil "variasi proses yang diterima". APV biasanya adalah toleransi proses pemasangan atau variasi mekanik yang diterima dalam komponen, bahan-bahan mentah, dll. APV menghasilkan data pembolehubah, tetapi ia tidak menjadi sumber cacat dalam produk akhir. Jika terdapat cacat yang tidak dapat diragukan atau cacat tetap disebabkan APV, design or manufacturing problems must be improved in advance. Variasi proses yang tidak boleh diterima adalah variasi yang tidak dikesan dan perlu membawa kepada cacat atau mempunyai kemungkinan besar cacat. Proses Jinli patut menerima APV, mengesan dan menolak UPV. 6 Sigma digunakan untuk menentukan kaedah dan ralat yang diperlukan untuk membezakan APV dari UPV. Untuk mengenalpasti variasi dan menyediakan ukuran variasi terus menerus dan cacatnya, kita mesti faham data dan atribut berbeza apabila PCBA sebenarnya dihasilkan. Untuk melaksanakan pengukuran, mekanisme pengukuran data pembolehubah pengukuran dan data atribut dalam produksi PCBA perlu dipahami. Ujian data atribut adalah kunci untuk pemeriksaan dan ujian dalam produksi PCBA semasa. Modern Pemasangan PCBA kilang biasanya dilengkapi dengan sistem pemeriksaan modern seperti analisis imej optik automatik, pengujian online, dan penguji berfungsi untuk imbas dan mengesan cacat dan menghantar hasil pemeriksaan kepada operator.

3. Sumber utama cacat dalam kumpulan produk elektronik

Kerana semua variasi boleh menyebabkan kesalahan, variasi adalah "musuh" produksi. Bergabung dengan proses produksi PCBA, kami terutama membincangkan asal cacat dalam produksi SMT. Bergabung dengan proses utama pencetakan tepat solder, patch dan reflow soldering, dll., perbincangan adalah seperti ini:

Pencetakan pasta tentera: kesilapan (masalah): pasta tentera pencetakan hilang, pasta tentera sirkuit pendek, pencemaran pasta tentera. Perbezaan (variasi): kawasan penyamaran tepat tentera, tinggi penyamaran tepat tentera, volum penyamaran tepat tentera, corak penyamaran tepat tentera. Pemeriksaan: penutup/hilang tampang solder, pemeriksaan pad bersebelahan, pemeriksaan kawasan tampang solder. Keukuran: kawasan penyamaran tepat solder, tinggi penyamaran tepat solder, volum penyamaran tepat solder, corak penyamaran tepat solder. SMD: Ralat (masalah): Komponen hilang, arah salah komponen, komponen rosak, komponen salah. gigitan berbeza): paksi x-Y-z, pendaftaran komponen/pad, pendaftaran kumpulan. Pemeriksaan: komponen yang ditaip/hilang ditaip, tanda/tanda orientasi komponen, bentuk pakej komponen. Keukuran: paksi x-y-z, jajaran komponen/pad, jajaran kumpulan. Kegagalan penyelesaian semula (masalah): ciri-ciri pemasangan komponen, ereksi komponen, fenomena batu makam, bulu askar, sirkuit pendek askar, dll. Periksa semua askar pemimpin sayap, semua askar pemimpin J, periksa seluar pendek askar, periksa komponen diskret (mengapung), pencemaran rawak komponen, dll.

4. Pengesanan imej optik automatik

Semasa proses pemasangan, jumlah tepat solder dan bentuk kongsi solder produk setengah selesai, tebal wayar papan sirkuit kosong, dan cacat wayar patut terus diperiksa, yang biasanya tidak dapat dikesan oleh ujian online atau ujian fungsi. Visual inspection has many errors and low efficiency, and automatic optical image inspection is a recognized and effective method. Semasa ini, pemeriksaan imej optik automatik menerima dua kaedah: pemeriksaan peraturan reka dan pengenalan grafik. Kaedah pemeriksaan peraturan rancangan adalah untuk memeriksa corak sirkuit menurut dua peraturan yang diberikan, seperti semua sambungan patut dihentikan dengan kongsi tentera, lebar semua petunjuk tidak patut kurang dari 0.127mm, dan jangkauan antara semua petunjuk tidak patut kurang dari 0.102mm. Kaedah ini boleh menjamin ketepatan sirkuit yang diuji dari algoritma. Pengenalan corak adalah perbandingan imej digitalisasi yang disimpan dengan kerja sebenar. Pemeriksaan dilakukan sesuai dengan dokumen pemeriksaan yang ditetapkan dengan memeriksa papan sirkuit cetak atau model kaca yang baik, atau sesuai dengan prosedur pemeriksaan yang dikumpulkan dalam rancangan yang diberi bantuan komputer. Ketepatan bergantung pada resolusi dan prosedur pemeriksaan yang digunakan. Sistem pemeriksaan imej optik moden boleh memastikan variasi pencerobohan kedudukan x, Y, θ (putaran) sangat kecil diukur dan dikesan bila mengesan ciri-ciri penempatan komponen. Proses pemeriksaan sangat sensitif, dan beberapa variasi yang patut dibuang, seperti kedudukan, Dimensi, dan imej diukur, dan beberapa variasi proses yang boleh diterima seperti perubahan penyedia komponen, dimensi nominal, logo atau warna lalai (dibenarkan), dan ciri-ciri kedudukan proses pemasangan komponen direkod.

Keputusan pengukuran berulang merujuk kepada konsistensi antara keputusan yang diperoleh dari pengukuran berturut-turut dan berbilang bagi pengukuran yang sama dalam keadaan pengukuran yang sama. Pengulangan keputusan pengukuran merujuk kepada konsistensi antara keputusan pengukuran bagi pengukuran yang sama dan di bawah keadaan pengukuran yang berubah. Untuk sistem AOI modern, kebolehan mengulang hasil pengukuran adalah sangat penting. Because it is possible to identify key variations with an AOI system, but to draw accurate conclusions about the trend of the variation requires good measurement repeatability of the AOI system to distinguish the process variation from the variation of the measurement system itself. Menurut keperluan untuk indeks kemampuan pengesan, pemilihan peranti piawai biasanya mengikut prinsip satu-ketiga, iaitu, nisbah ketepatan peranti piawai kepada instrumen ukuran diukur patut disimpan pada nisbah 1/3. Dalam pemeriksaan bahagian dalam industri mesin, - nisbah ralat had pengukuran kepada toleransi dipanggil koeficient akurasi, yang biasanya patut disimpan dalam julat 1/3 hingga 1/10. Pengiraan terperinci ketidakpastian pengukuran (RaR) sistem AOI tidak akan disenaraikan di sini. Sistem AOI modern mempunyai ketidakpastian pengukuran yang lebih baik daripada ±0.4 mils pada faktor kepercayaan 3, yang bermakna 99.73% pengukuran jatuh dalam had spesifikasi atas dan bawah. Sebenarnya

6. Dalam produksi Sigma PCBA, apa ketidakpastian pengukuran yang diperlukan oleh sistem AOI? Secara umum dianggap bahawa komponen SMD semasa adalah saiz 0201. Jika diperlukan untuk mengesan penyerangan 50% dari pad, nilai pengukuran yang diperlukan ialah 0.127mm. Menggunakan prinsip 1/10 atas sistem pengukuran AOI memerlukan ketidakpastian pengukuran sistem pengukuran AOI kurang dari 0.0127mm apabila faktor kepercayaan ialah 3. Untuk pakej QFP IC semasa, saiz adalah 0.4064mm×0.2032mm, dan keperluan pengesan juga 50% dari pad, iaitu, apabila faktor kepercayaan ialah 3, - ketidakpastian pengukuran sistem pengukuran AoI diperlukan untuk kurang dari 0.01016mm. Ujian 6Sigma PCBA yang disebut di atas bermakna variasi dari tengah nilai spesifikasi ±3 Sigma dianggap sebagai variasi "iE normal atau diterima".

7. Kebolehan mengukur patch (pick-and-place)

Dalam pemeriksaan proses SMD, untuk memastikan pengulangan 6 sigma, bagaimana memilih piawai pemeriksaan? Berikut adalah komponen QFP0402 dengan kebolehan mengulang ±0.0508mm (faktor kepercayaan 3) dan jarak 0.0508mm berdasarkan kemampuan proses SMD. Ambil 50% pads sebagai contoh pemeriksaan proses SMD yang diperlukan untuk pemeriksaan: Pertama, bentuk nilai rata-rata untuk menentukan distribusi hasil pengukuran statistik proses dengan pengulangan tempatan SMD ±0.0508mm pada faktor kepercayaan 3 Sigma. Dan pemindahan nilai rata-rata dalam masa, suhu dan cikel penyelenggaran, dll. spesifikasi ini adalah sebahagian dari ciri-ciri yang ada pada peranti, dan asalnya adalah sangat penting. Jika ini adalah ciri peranti, pengguna perlu mempertimbangkannya semula. Adakah ciri ini mewakili ciri-ciri yang meliputi proses SMD yang diberikan, pilih dan ditempatkan, termasuk variasi dalam saiz komponen SMD, penyedia papan PCB, deformasi papan PCB, dll. Ia perlu dihapus ke ciri-ciri peralatan yang sebenarnya diberikan atau pada masa dan keadaan suhu yang berbeza, menguji sejumlah produk, - dan menghitung aliran distribusi bagi batch yang berbeza sampel ujian. Kedua, kita perlu mengenali bahawa keperluan pemeriksaan 50% off-pad adalah had untuk aplikasi pemeriksaan pick-and-place dalam proses SMD, dan banyak produk sebenarnya menentukan 30% atau kurang sebagai toleransi. Ketiga, penyerangan komponen dari pad patut dihitung dengan 50%. Untuk komponen 0402QFP, pelepasan 50% dari pad mewakili pelepasan 0.127mm. Oleh itu, apabila pemeriksaan AOI dilakukan, ketidakpastian pengukuran sistem pengukuran AOI sepatutnya kurang dari 0.0127mm. Ia boleh dihitung bahawa apabila faktor kepercayaan ialah 3, untuk distribusi proses ±2mils, 50% deviasi dari pad digunakan sebagai keperluan pengesan, yang mewakili had pengesan tempatan 7 Sigma (menganggap distribusi rata-rata tetap stabil).

8. Kesimpulan

6 Sigma PCBA produksi akan menjadi tujuan kita. Kombinasi 6 Sigma dengan peralatan pemeriksaan imej optik moden, pengurangan yang signifikan dalam jumlah Pemasangan PCBA ralat telah dipaparkan. Dan dalam proses pemasangan komponen, ia boleh memberikan pengukuran kedudukan yang tepat dan boleh diulang untuk mengesahkan prestasi 6 Sigam. Untuk memastikan prestasi 6 Sigam, pemeriksaan imej optik automatik adalah kritik. Generasi ketiga sistem pemeriksaan imej optik moden, kemudahan ulangnya, prestasi, dan kelajuan boleh bertemu dengan modern Pemasangan PCBA perlukan. Pada masa yang sama, ia menyediakan pengukuran kunci proses pemasangan kepada pembuat dan menggabungkan keputusan statistik pemeriksaan dengan proses patch untuk menyediakan kawalan-loop tutup komprensif untuk memastikan kualiti Pemasangan PCBA produksi.