Kontrol kualitas aplikasi lapisan konformal

Kontrol kualitas adalah aspek penting dari proses pelapisan konformal dan merupakan kunci untuk berhasil menyelesaikan operasi ini. Artikel ini membahas standar untuk pelapis konformal, makna peraturan mereka, kemampuan teknologi otomatis baru berarti menerapkan kontrol kualitas untuk pelapis konformal , dan faktor -faktor yang harus dipertimbangkan untuk memastikan kontrol yang dapat diandalkan.

Pelapis konformal adalah lapisan polimer transparan yang tipis yang diterapkan pada permukaan rakitan sirkuit cetak untuk melindunginya dari faktor eksternal. Kata 'konformal ' berasal dari konformis Latin - 'serupa ', 'menyerupai ', yaitu, ia menentukan kemampuan lapisan untuk mereplikasi bentuk rakitan sirkuit cetak yang dilindungi.

Standar pelapisan konformal:

Saat ini, standar internasional utama yang digunakan oleh sebagian besar perusahaan di seluruh dunia di bidang lapisan konformal adalah standar IPC-A-610 untuk penerimaan rakitan elektronik, yang versi saat ini (IPC-A-610E) dapat dipesan dari IPC. Ada standar lain, termasuk peraturan perusahaan, tetapi artikel ini berfokus pada A610 untuk membantu menentukan kebutuhan kontrol kualitas aplikasi pelapisan konformal.

Lingkup masalah yang dicakup oleh IPC-A-610

IPC-A-610 harus dipelajari bagian demi bagian. Ini akan membantu untuk memahami kebutuhan operator dan persyaratan proses pelapisan konformal itu sendiri. Standar ini terdiri dari tiga bagian: informasi umum, cakupan pelapisan, dan ketebalan lapisan

Informasi umum tentang pelapis konformal:

IPC-A-610 menyatakan bahwa pelapis konformal umumnya harus jelas dan seragam dalam warna dan konsistensi, dan harus secara seragam menutupi papan sirkuit cetak dan komponennya. Tingkat cakupan tergantung pada metode aplikasi.

Ada banyak ruang untuk interpretasi di sini, yang dapat menyebabkan masalah jika disalahpahami. Perlu dicatat bahwa setiap teknologi aplikasi pelapisan konformal - baik itu aplikasi sikat, aplikasi robot selektif dengan katup tanpa udara atau penyemprotan aerosol - memiliki karakteristiknya sendiri. Mereka semua menghasilkan tingkat penyelesaian yang berbeda, yang selanjutnya bervariasi tergantung pada organisasi proses teknologi, kepribadian operator dan kondisi lingkungan produksi.

Istilah 'homogenitas ' dan 'keseragaman ' yang digunakan dalam teks standar menarik. Dalam diri mereka sendiri, mereka cukup ambigu, tetapi harus dipahami dalam konteks persyaratan untuk kelengkapan dan ketebalan lapisan yang dibahas di bawah ini. Tanpa konteks seperti itu, istilah -istilah ini pada akhirnya mengklarifikasi sedikit.

Selain itu, jika lapisannya transparan, muncul pertanyaan apakah pelapis berpigmen dapat diterima. Ini harus dibahas dengan pelanggan dan efek pigmen pada kinerja lapisan konformal yang dinilai.

Kelengkapan cakupan pelapis:

Sebagian besar pelapis konformal sekarang mengandung aditif bercahaya yang bersinar di bawah cahaya ultraviolet (UV). Ini membuatnya lebih mudah untuk mengontrol kualitas aplikasi pelapis. Namun, beberapa cacat tidak terlihat dalam sinar UV dan mungkin memerlukan kontrol dalam cahaya alami (putih). Beberapa pelapis tidak memiliki pendaran UV yang cukup pada dasarnya, seperti banyak pelapis organosilikon. Ini dapat memperumit kontrol.

Sama pentingnya apakah laminasi atau fotoresis memiliki emisi luminesennya sendiri yang sebanding dengan intensitas dengan emisi lapisan: beberapa pelapis konformal dengan sengaja dibuat non-luminescent dalam cahaya ultraviolet, karena kondisi operasi aditif luminescent memiliki efek buruk pada pelapis dan papan sirkuit yang dicetak.

I.C.T-U2 UV Curing Oven

I.C.T-U1 UV Curing Oven

IR Curing Oven

Dalam hal cakupan, standar menetapkan target kualitas untuk lapisan akhir dan tingkat kualitas yang berbeda - Kelas 1, 2 dan 3. Target termasuk yang berikut:

• Tidak adanya area dengan kehilangan adhesi;

• Tidak adanya rongga atau gelembung;

• Tidak adanya embun, mengelupas lokal, shagreen, kerutan, retakan, riak, cacat seperti 'mata ikan ' dan 'kulit jeruk ';

• Tidak adanya inklusi asing;

• Tidak ada perubahan warna atau kehilangan transparansi;

• Curing lengkap dan struktur homogen.

Banyak teknologi pelapisan, jenis papan sirkuit cetak dan bahan tidak memungkinkan mencapai semua indikator target yang disebutkan di atas dalam praktiknya. Pencapaian sistematisnya umumnya akan sangat mahal baik dalam hal keuangan maupun investasi, dan dalam hal waktu dan upaya yang dihabiskan untuk kontrol proses.

Mari kita perhatikan indikator target seperti tidak adanya gelembung. Bahkan jika Anda melihat papan sirkuit yang dicetak dengan mata telanjang, biasanya tidak mungkin untuk menemukan sampel yang tidak memiliki gelembung di satu tempat atau yang lain, kecuali kondisi berikut dipenuhi:

• Proses pelapisan konformal sepenuhnya dikontrol;

• Bahan pelapis yang benar dipilih untuk mencapai hasil ini;

• Kondisi proses dioptimalkan sepenuhnya;

• Operator dilatih secara luas tentang penyebab gelembung dan mampu mengendalikan prosesnya;

• Tidak ada perubahan yang terjadi pada laminasi PCB, proses perakitan, komponen, atau lapisan konformal yang dapat menyebabkan reaksi yang merugikan.

Untungnya, mencapai target ini, meskipun diinginkan, tidak diperlukan untuk sebagian besar perusahaan - jika tidak, lapisan konformal akan menjadi domain eksklusif dari beberapa ahli dan tugas yang mustahil bagi banyak orang. IPC membantu dalam hal ini dengan menawarkan kriteria kualitasnya sendiri untuk target ini:

• Lapisan ini sepenuhnya disembuhkan dan seragam secara struktural;

• Lapisan hanya diterapkan pada area di mana diperlukan;

• Adhesi lapisan dekat daerah bertopeng;

• Tidak ada menjembatani antara bantalan yang berdekatan atau permukaan konduktif karena:

- hilangnya adhesi,

- kekosongan atau gelembung,

- DEWETTING,

- retak,

- Gelombang,

- Fisheyes atau Sharkskin;

• Inklusi asing tidak melanggar persyaratan kesenjangan isolasi minimum antara komponen, bantalan kontak atau permukaan konduktif;

• Lapisannya tipis tetapi masih mencapai tepi komponen dan perangkat.

Ini semua tampaknya masuk akal sampai Anda melihat lebih dekat apa yang diusulkan IPC untuk dicapai dengan proses pelapisan konformal. Anda mungkin menemukan bahwa proses yang Anda gunakan atau yang diminta pelanggan Anda tidak sejelas yang pertama kali muncul.

Pertama, pertimbangkan persyaratan untuk melapisi tepi komponen dan perangkat dengan lapisan tipis. Persyaratan ini sangat sulit, jika bukan tidak mungkin, untuk bertemu menggunakan sebagian besar proses pelapisan standar. Cukup sulit untuk menentukan apakah tepi tajam dilapisi selama proses kontrol kualitas normal. Jika pelanggan menyatakan bahwa ini adalah persyaratan mereka, penting untuk mempertimbangkan hal ini dengan cermat.

Sekarang mari kita beralih ke persyaratan untuk tidak adanya semua cacat di atas, serta jembatan antara bagian konduktif yang berdekatan. Ini berarti bahwa operator harus memeriksa kesenjangan antara semua elemen konduktif pada papan sirkuit cetak dengan komponen yang dipasang di atasnya dan memastikan bahwa tidak ada cacat, seperti gelembung, yang akan melanggar kriteria kualitas ini. Tugas seperti itu tidak hanya membutuhkan tingkat kualifikasi tertinggi, tetapi juga pengeluaran waktu yang sangat besar, dan dalam produksi skala besar, kehadiran seluruh pasukan spesialis kontrol kualitas.

Sebelum Anda setuju dengan klien atau insinyur desain Anda sendiri tentang semua kriteria kualitas, pahami secara rinci apa yang sebenarnya Anda setujui.

Ketebalan lapisan konformal:

Area terakhir yang dibahas oleh IPC-A-610 adalah ketebalan lapisan konformal. Tabel standar mengatur rentang ketebalan film kering yang dapat diterima untuk berbagai bahan polimer, seperti pelapis konformal akrilik, mulai dari 0,03 mm hingga 0,13 mm, atau 30 μm hingga 130 μm. Ini adalah rentang yang luas untuk aplikasi pelapisan konformal jika prosesnya diimplementasikan dengan benar. Juga mudah untuk melebihi batas -batas ini jika Anda tidak mengetahui masalah yang mendasarinya. Kuncinya adalah memahami prinsip -prinsip proses pelapisan konformal yang digunakan dan kemampuan material.

Misalnya, jika suatu fasilitas memiliki sistem pelapisan DIP otomatis , mungkin sulit untuk mencapai film kering lapisan akrilik atau poliuretan berbasis pelarut yang lebih tebal dari 30 mikron dan menghindari semua cacat yang tercantum dalam kriteria kualitas. Lapisan biasanya lebih tipis dan mungkin tidak cukup tebal untuk memenuhi kriteria.

Selain itu, ada hubungan langsung antara jumlah gelembung dalam film pelapis kering dan ketebalan film lapisan basah yang diterapkan dalam satu umpan. Ini mudah diketahui: jika Anda menerapkan lapisan terlalu tebal dalam satu pass, maka bagian permukaannya akan mengeras (kering) sebelum gelembung dapat melayang ke atas dari ketebalan, dan mereka akan tetap di dalam. Menerapkan lapisan dalam lapisan tipis adalah kondisi paling penting untuk menghilangkan terjadinya gelembung. Namun, robot untuk pelapisan selektif biasanya berfungsi dalam mode tunggal. Oleh karena itu, perlu untuk menemukan kompromi dan menyesuaikan proses teknologi aplikasi pelapisan sedemikian rupa untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Apa artinya membutuhkan lapisan seragam dan aplikasi yang seragam? Apakah itu berarti 'seragam ' dalam kisaran 30-130 μm? Apakah kita perlu berhati -hati untuk menerapkan lapisan tipis ke tepi tajam di mana lapisan cenderung menyebar? Akhirnya, sebagaimana dicatat dalam standar, jika lapisan menumpuk di bawah perangkat, mudah untuk melebihi batas ketebalan yang diizinkan sebesar 130 μm di area tertentu. Sayangnya, bertentangan dengan akal sehat, lebih banyak tidak selalu lebih baik, dan pelapis yang terlalu tebal harus dihindari, karena lapisan yang terlalu tebal cenderung retak dalam jangka panjang.

Proses Teknologi untuk Kontrol Kualitas Otomatis Aplikasi Pelapisan Konformal:

Seperti dicatat, untuk memenuhi kriteria kualitas yang diuraikan di atas, diperlukan pemeriksaan menyeluruh dari seluruh PCB. Ini adalah tugas yang sangat sulit karena faktor -faktor seperti kelelahan mata, gangguan, dan throughput terbatas. Bisakah kontrol kualitas lapisan konformal diotomatisasi?

Itu mungkin, tetapi dengan beberapa reservasi dan keterbatasan.

Mari kita lihat sistem pelapisan konformal otomatis yang tersedia di pasaran. Mereka termasuk beberapa sistem teknologi yang sangat tinggi dengan kamera dan pemindai yang sangat baik, perangkat lunak yang sangat baik, dan kontrol proses proses tertinggi. Mereka dapat menangani pemrosesan serial produk atau diintegrasikan ke dalam jalur produksi, dan tampaknya menjembatani kesenjangan teknologi yang ada.

Kamera dipasang pada sistem tiga atau empat sumbu. Setiap kamera harus menghilangkan distorsi paralaks ketika memeriksa papan sirkuit cetak besar di mana akan ada area tersembunyi di sepanjang sisi komponen. Sistem berbasis pemindai menderita distorsi paralaks yang sama, dan sekarang ada sistem pemindaian yang tersedia yang menghilangkan paralaks.

Namun, semua sistem ini memiliki kelemahan: mereka dapat memeriksa setiap inci PCB dari setiap sudut dan masih melewatkan area masalah. Tapi itu biasanya bukan faktor penentu dalam kontrol kualitas lapisan konformal otomatis. Sistem Optical Inspection (AOI) Otomatis menyoroti kesulitan memenuhi kriteria kualitas IPC dalam proses pelapisan konformal standar. Sistem ini menunjukkan cacat dalam pelapisan PCB dan 'lihat ' lebih dari yang bisa dilakukan oleh operator mana pun.

Untuk pengguna sistem, ini mungkin tampak seperti pembukaan kotak Pandora, karena ia sekarang memiliki seluruh garis papan sirkuit cetak dengan cacat di seluruh permukaan mereka. Jika ini masalahnya, dan sistem inspeksi optik otomatis diatur untuk memeriksa papan sirkuit yang dicetak sesuai dengan aturan ini, maka setelah waktu yang singkat, jalur produksi akan berhenti. Apakah sistem inspeksi yang harus disalahkan, atau proses pelapisan konformal? Di mana kebohongan yang harus disalahkan?

Jawabannya sederhana: Sebagian besar proses teknologi tidak memberikan tingkat kualitas yang dibutuhkan oleh kriteria standar IPC. Sistem inspeksi optik otomatis dengan jelas mengidentifikasi semua cacat (sejauh faktor mekanis dan optik memungkinkan). Selain itu, mereka melihat cacat yang ada lebih jelas daripada mata telanjang.

Solusi Pelapisan Konformal:

Penting untuk mengimplementasikan proses berulang untuk mengembangkan solusi optimal.

1. Mematuhi cacat mana (kriteria kualitas) dapat diterima dan mendefinisikannya.

2. Tentukan tingkat kontrol apa yang dapat dicapai dalam proses pelapisan konformal yang ada dan baru dan cacat apa yang dapat dihasilkan oleh kedua proses

3. Jika sistem memungkinkan kriteria dipenuhi, semua pihak akan dipenuhi. Kalau tidak, kriteria atau prosesnya harus diubah.

Pada akhirnya, akal sehat harus digunakan, dan kemudian dengan tingkat pengetahuan yang tepat, keputusan yang tepat dapat dibuat. Dengan mengembangkan proses kontrol kualitas yang optimal, biaya yang tidak perlu, sengketa dan tuduhan balik dapat dihindari kemudian ketika masalah muncul.