Производство электронных изделий на этапе сборки печатной платы неизбежно сопровождается появлением дефектов. Их своевременное и качественное обнаружение позволяет свести к минимуму процент бракованной продукции. В идеале для этого необходимо проводить оптическую инспекцию изделий после каждого этапа производства – нанесения припоя на печатную плату, установки компонентов, пайки.
Однако, установка трех систем оптической инспекции может стоить слишком дорого, поэтому распространенным методом является проведение АОИ после пайки с помощью инспекционного оборудования, установленного после печи оплавления. Это позволяет выявить все основные разновидности дефектов:
- Отсутствие компонентов. Такой дефект может возникнуть из-за ошибки подачи компонентов на этапе установки. Если в производственном процессе используется автоматизированный податчик, это может свидетельствовать об отсутствии в нем нужных компонентов или неисправности данного оборудования.
- Смещение компонента. Это неправильное расположение компонента относительно контактных площадок, предусмотренных для него в схеме печатной платы. Данный дефект может возникнуть из-за ошибок системы визуального позиционирования, сдвига печатной платы в процессе установки (например, из-за вибрации или удара), ошибки оператора и т. д.
- Неправильная полярность компонента. Этот дефект возникает, когда контакты компонента с заданной полярностью устанавливаются на контактные площадки с противоположным направлением течения тока. Причиной его появления может быть некорректное позиционирование, ошибка оператора.
- Недостаточная смачиваемость. Смачивание – это растекание расплавленного припоя по поверхности контактной площадки платы и контактам электронного компонента. Недостаточная смачиваемость свидетельствует о плохой обработке контактной площадки (очистке, лужении), нарушении температурного профиля пайки, слабой активации флюса, неправильно подобранной паяльной пасте и т. д. Она ведет к образованию ненадежного паяного соединения.
- Избыток припоя. Это чрезмерно большое количество припоя на поверхности печатной платы. Данный дефект появляется, чаще всего, из-за неправильной настройки печатного оборудования (трафаретного принтера, дозатора и т. д.), выбора паяльной пасты со слишком малой вязкостью. Избыток припоя может создать перемычки между соединениями, нарушающими работу электросхемы.
- Неправильно сформированная галтель. Галтель – это мениск припоя между поверхностью контактной площадки или кромками отверстия печатной платы и выводом электронного компонента. Правильно сформированная галтель имеет вогнутую форму и обеспечивает максимально прочное и проводимое соединение. При плохом смачивании или недостатке припоя она может отсутствовать вовсе или иметь выгнутую, шарообразную форму.
- Перемычки. Этот дефект заключается в том, что припой соединяет друг с другом выводы одного компонента или различных компонентов, между которыми не должно быть соединения. Перемычки часто возникают из-за слишком большого количества припоя, нарушения технологии нанесения паяльной пасты (например, слишком большого зазора между ПП и трафаретом) и т. д.
- Надгробный камень. Этот дефект возникает, когда электронный компонент одним концом приподнимается над поверхностью печатной платы, вызывая разрыв электрической цепи. Визуально это похоже на типичную надгробную плиту, откуда и название. Чаще всего причиной образования «надгробных камней» является неравномерный нагрев печатной платы и компонентов, неравномерное нанесение паяльной пасты, несоответствие размеров контактных площадок и выводов.
Помимо указанных дефектов, при сборке электронной платы могут возникнуть шлаковые включения, поры и трещины в соединениях, прожиг или оплавление основного металла ПП и т. д.
Использование АОИ для выявления дефектов сборки
Автоматизированная оптическая инспекция – это проверка электронного изделия на наличие дефектов с помощью системы машинного зрения. Ее преимущества перед обычной визуальной инспекцией, выполняемой оператором:
- Возможность проверки плат с малым размером компонентов, высокой плотностью их размещения;
- Высокая скорость и эффективность проверки, что особенно важно при производстве крупных партий изделий;
- Отсутствия человеческого фактора – усталости, снижения концентрации внимания и т. д.
Исследование результатов оптической инспекции позволяет не только обнаружить сами дефекты, но и определить причины их возникновения. Для максимально эффективной проверки рекомендуется инспектировать печатные платы на этапе нанесения паяльной пасты. Это позволяет предупредить появление многих дефектов на ранних стадиях производства, тем самым сократив затраты на их последующее исправление.
Сегодня для проверки электронных плат используются системы 2D- и 3D-инспекции. Первые более доступны в плане стоимости, но имеет ограниченную эффективность. Трехмерная инспекция позволяет выявить практически все возможные дефекты, в том числе те, которые недоступны для двухмерной. Оптимальным вариантом является сочетание этих двух методик.
В каталоге компании «СМТ Технологии» вы можете выбрать различное инспекционное оборудование для электронного производства. Наши специалисты поделятся подробной информации о возможностях каждой представленной системы, проконсультируют насчет особенностей их эксплуатации.
