मुद्रण के बाद 3 डी निरीक्षण और परीक्षण उपकरण
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यह पत्र संक्षेप में मिलाप पेस्ट बयान के बाद इस्तेमाल की जाने वाली पहचान विधि पर चर्चा करता है, और त्रि-आयामी पहचान तकनीक के साथ दो-आयामी पहचान तकनीक की तुलना करता है। त्रि-आयामी पहचान तकनीक के फायदे और विभिन्न परीक्षण उपकरणों के तकनीकी प्रदर्शन को मुख्य रूप से तुलना के माध्यम से पेश किया जाता है। कीवर्ड: तीन आयामी निरीक्षण; मिलाप पेस्ट बयान; मुद्रण निरीक्षण उपकरण उच्च घनत्व, छोटे आकार, अधिक जटिल पीसीबी हाइब्रिड प्रौद्योगिकी के इलेक्ट्रॉनिक असेंबली के गहन विकास के साथ, मुद्रण के बाद गुणवत्ता का पता लगाने के लिए नग्न आंखों का उपयोग एक इतिहास बन गया है। अधिक उन्नत प्रक्रिया उपकरणों के बावजूद, पीसीबी की गुणवत्ता को कड़ाई से नियंत्रित करना अभी भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक असेंबली प्रक्रिया में 70% दोष मिलाप पेस्ट प्रिंटिंग प्रक्रिया से प्राप्त होते हैं, खासकर जब ठीक पिच घटकों को जमा करना। इसके अलावा, सोल्डर पेस्ट के जमाव के दौरान लापता निशान, अत्यधिक या बहुत कम मिलाप जैसे दोष बाद की प्रक्रियाओं (घटक बढ़ते) में ब्रिजिंग, शॉर्ट-सर्कुलेटिंग और टॉम्बस्टोनिंग का कारण बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता और विश्वसनीयता होती है। सेक्स की गारंटी नहीं है। यह अंत करने के लिए, लोग मुद्रण के बाद मिलाप पेस्ट निरीक्षण पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं। वर्तमान में, सतह माउंट निरीक्षण उपकरण निर्माता कई अलग-अलग मुद्रण-निरीक्षण विधियों और विभिन्न मिलाप पेस्ट निरीक्षण उपकरणों की पेशकश करते हैं, अपेक्षाकृत सस्ती मैनुअल और ऑफ-लाइन निरीक्षण उपकरण से लेकर $ 100,000 तक के उच्च-अंत, उच्च-गति ऑनलाइन निरीक्षण उपकरण। । 2 डी निरीक्षण उपकरण और 3 डी निरीक्षण उपकरण, ऑफ लाइन निरीक्षण उपकरण और ऑनलाइन निरीक्षण उपकरण, नमूना निरीक्षण और समग्र बोर्ड निरीक्षण की तुलना करने के बीच फायदे और नुकसान को पूरी तरह से समझने और वजन करने के बाद अपनी विधानसभा लाइन चुनें। उपयुक्त मिलाप पेस्ट निरीक्षण उपकरण।
1 का पता लगाने से लागत बढ़ती है
इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के विशेषज्ञ सहमत हैं कि टांका लगाने के दोष खराब मिलाप पेस्ट मुद्रण के कारण होते हैं। इसलिए, प्रिंट की गुणवत्ता में सुधार, या अगले चरण में प्रवेश करने वाले दोषपूर्ण बोर्डों की संख्या को कम करना, अंतिम गुणवत्ता में सुधार करने में मदद करेगा, और मरम्मत की मात्रा को कम करके और स्क्रैप दर को कम करके लागत को कम करेगा।
1.1 दोषों का प्रारंभिक पता लगाना ऑनलाइन परीक्षण चरण के दौरान दोषपूर्ण बोर्डों की मरम्मत या स्क्रैपिंग की लागत पर व्यापक आंकड़ों के बाद, यह पाया गया कि मुद्रण प्रक्रिया को नियंत्रित करने से मिलाप पेस्ट प्रिंटिंग के कई महत्वपूर्ण फायदे सामने आते हैं। । किसी भी प्रकार का दोष पैसे की खपत करेगा, और मुद्रण के बाद के परीक्षण केवल दोषों की संख्या को कम करने में मदद कर सकते हैं और दोषों को पूरी तरह से समाप्त नहीं कर सकते। हालांकि, वास्तव में, बोर्ड की लागत में वृद्धि होने से पहले, दोषों को जल्दी से जल्दी प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया में परीक्षण वास्तव में दोषों के कारण होने वाली अतिरिक्त लागत को कम कर सकता है, और बुनियादी उत्पादन लाइन के लिए एक बार निरीक्षण दर में सुधार कर सकता है। महान प्रभाव। पुन: उपयोग के लिए बोर्ड को साफ करना पुनर्नवा या रिटायरिंग की तुलना में बहुत कम महंगा है। मुद्रण के बाद दोषों की मरम्मत की लागत $ 0.45 अनुमानित है, और ऑनलाइन परीक्षण के बाद समान दोषों की मरम्मत की लागत लगभग $ 30 है। डॉलर की कीमत के बावजूद, यह संबंध अपरिवर्तित रहता है। इसलिए, प्रक्रिया में दोषों को खोजने के लिए यह एक परेशानी नहीं है, लेकिन लागत बचाने का एक अच्छा अवसर है।
1.2 विश्वसनीयता में सुधार करें मुद्रण प्रक्रिया में अतिरिक्त निरीक्षण प्रक्रिया दो कारणों से इकट्ठे सर्किट बोर्ड की विश्वसनीयता में सुधार कर सकती है। सबसे पहले, निरीक्षण मरम्मत की मात्रा को कम करता है, और इसके अलावा, मरम्मत के बाद मिलाप संयुक्त क्षति के लिए आसान है और अधिक योग्य है। सोल्डर जोड़ों में टूट-फूट की आशंका अधिक होती है। दूसरे, मिलाप पेस्ट की अपर्याप्त मात्रा भी आसानी से टूटा हुआ मिलाप संयुक्त बना सकती है। हालाँकि यह ऑनलाइन परीक्षण किया जा सकता है, यह बाद में टूट जाएगा। इन दोनों समस्याओं वाले बोर्ड अंतिम परीक्षा पास कर सकते हैं, लेकिन वे ऑपरेशन के दौरान आसानी से विफल हो सकते हैं। तैयार उत्पाद में ये समस्याएं उपयोगकर्ता को असंतुष्ट कर सकती हैं या वारंटी को उच्च बना सकती हैं।
1.3 आवश्यक निरीक्षण तंग लीड रिक्ति, छोटी बॉल ग्रिड सरणी मिलाप गेंदों, और अधिक सटीक प्रिंट गैप आवश्यकताओं के कारण, अधिक पीसीबी विधानसभा निर्माताओं ने विधानसभा प्रक्रिया के लिए मिलाप पेस्ट निरीक्षण प्रक्रियाओं को जोड़ा है। कुछ अनुबंध विधानसभा संयंत्रों में, उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार पता लगाने के चरण जोड़े जाते हैं। जब तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार मिलाप पेस्ट निरीक्षण किया जाना चाहिए, तो अगला कदम यह निर्धारित करना है कि कौन से परीक्षण उपकरण विशेष अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त है।
2 परीक्षण उपकरण चुनें
मिलाप पेस्ट निरीक्षण उपकरण कई निर्माताओं से खरीदा जा सकता है। प्रत्येक निर्माता विभिन्न गति, प्रदर्शन और कीमतों के साथ परीक्षण उपकरण प्रदान करता है, लेकिन मिलाप पेस्ट की ऊंचाई, मात्रा और क्षेत्र के परिणाम (तालिका 1) बताए जाते हैं। मुद्रण के बाद दो मुख्य प्रकार के परीक्षण उपकरण हैं: मैनुअल ऑफ़लाइन परीक्षण उपकरण। , दृश्य निरीक्षण और बेंचटॉप माप उपकरण सहित; प्रेस और अखंड मुद्रित बोर्ड स्कैनिंग निरीक्षण उपकरण में निर्मित नमूना निरीक्षण प्रणाली सहित स्वचालित इन-लाइन निरीक्षण उपकरण।
2.1 दृश्य निरीक्षण लंबे समय तक दृश्य निरीक्षण का उपयोग करने का सरल तरीका यह निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है कि क्या एक नमूना "योग्य या अयोग्य" है। आज तक, छोटे उपकरणों, उच्च लीड काउंट्स और महीन पिच घटकों की शुरूआत ने इस दृष्टिकोण को संभव बनाया है। लागू नहीं। एक प्रबुद्ध आवर्धक कांच या एक कैलिब्रेटेड माइक्रोस्कोप का उपयोग करें, प्रशिक्षित ऑपरेटर ने नमूना मुद्रित बोर्ड का निरीक्षण किया और निर्धारित किया कि कब सुधारात्मक कार्रवाई की आवश्यकता है। दृश्य निरीक्षण प्रक्रिया की निगरानी में सबसे कम लागत के तरीकों में से एक है, और मुद्रण प्रक्रिया में ऑपरेटिंग चरणों को सही करने की लागत सबसे उचित है। हालांकि, दृश्य निरीक्षण विधि में लोगों की व्यक्तिपरक चेतना है: ऑपरेटर और ऑपरेटर के बीच परीक्षा परिणाम अलग हैं। दृश्य निरीक्षण उपकरण कैलिब्रेटेड नहीं है और प्रक्रिया नियंत्रण के लिए आवश्यक डेटा प्रदान नहीं करता है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से, अल्ट्रा-फाइन पिच और बीजीए उपकरणों की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, दृश्य निरीक्षण विधियों का उपयोग नहीं किया जाता है क्योंकि यह अब मुद्रण प्रक्रियाओं की निगरानी करने का एक प्रभावी तरीका नहीं है।
2.2 कृत्रिम लेजर का पता लगाने के लिए दोषों को कम करने के लिए, अगला कदम उपकरणों का निरीक्षण करने के लिए एक कृत्रिम डेस्कटॉप केबिन का उपयोग करना है। ये माप उपकरण मिलाप पेस्ट ऊंचाई और रिकॉर्डिंग को मापने के लिए गैर-संपर्क लेजर तकनीक का उपयोग करते हैं। ऑपरेटर को थोड़ा प्रशिक्षण देकर, ये उपकरण आमतौर पर ऑपरेटर के आधार पर अलग-अलग परीक्षण परिणामों के बिना लगातार परिणाम देते हैं।
लेजर त्रि-आयामी निरीक्षण उपकरण माप के लिए एक संदर्भ बिंदु स्थापित करने के लिए एक लेजर बीम का उपयोग करता है। यह डिवाइस पैड पर एक बिंदु पर मापा गया एक एकल मिलाप पेस्ट की ऊंचाई की रिपोर्ट करता है, जिसमें लेजर बीम उजागर होता है, आमतौर पर पैड का केंद्र। इस प्रकार के परीक्षक पैड की चौड़ाई से पैड की लंबाई को गुणा करके क्षेत्र माप भी ले सकते हैं। वॉल्यूम माप की गणना ऊंचाई माप द्वारा क्षेत्र माप को गुणा करके की जा सकती है। ऑफ-लाइन निरीक्षण उपकरण द्वारा उपयोग की जाने वाली मूल प्रक्रिया नियंत्रण नमूना बोर्ड को उत्पादन लाइन से हटाने, मानक माप करने और निरीक्षण के परिणामों को रिकॉर्ड करने के लिए है। नया पीसी-आधारित निरीक्षण उपकरण डेटा संग्रहीत करता है और विश्लेषण के लिए इसे एसपीसी (सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण) प्रदान करता है। हालाँकि, ऑफ़लाइन निरीक्षण उपकरण अन्य दोषपूर्ण बोर्डों को छापने से पहले दोष का पता नहीं लगा सकते हैं।
2.3 प्रेस में निर्मित स्वचालित निरीक्षण प्रणाली कई प्रेस निर्माताओं ने अंतर्निहित 2 डी और 3 डी सोल्डर पेस्ट निरीक्षण प्रणाली या फॉल्ट फाइंडिंग सिस्टम की शुरुआत की है। हालाँकि, प्रिंटिंग प्रेस में निर्मित निरीक्षण प्रणाली हार्डवेयर को स्क्रीन प्रिंटिंग मशीन के साथ साझा करती है, और चूंकि स्क्रीन प्रिंटिंग मशीन को रोकी गई स्थिति में पता लगाना चाहिए, इसलिए मुद्रण की गति कम है। अधिकांश अंतर्निहित निरीक्षण प्रणालियां मिलाप पेस्ट क्षेत्र, कवरेज और अंशांकन का मूल्यांकन करने के लिए फोटोग्राफिक दृष्टि प्रौद्योगिकी का उपयोग करती हैं। छाप का पता लगाने के अलावा, कैमरे का उपयोग स्क्रीन को देखने के लिए भी किया जा सकता है यह देखने के लिए कि क्या टेम्प्लेट उद्घाटन अवरुद्ध है और मिलाप पेस्ट बहुत अधिक है।
कुछ प्रिंटर निर्माताओं ने विज़न सिस्टम के साथ लेजर बीम ऊंचाई माप को जोड़कर प्रेस में वॉल्यूम माप क्षमता को जोड़ा है ताकि वॉल्यूम की गणना करने के लिए क्षेत्र को मध्यम पैड ऊंचाई माप से गुणा किया जाए। यह विधि खराब रूप से दोहराए जाने योग्य है, और कभी-कभी यह पैड के अंत में होने वाले पैड दोषों का पता लगा सकती है, लेकिन ईंट सोल्डर की अनियमितता को नहीं पहचानती है।
2.4 स्वचालित 3 डी ऑनलाइन नमूना परीक्षण उपकरण स्वचालित ऑनलाइन नमूना परीक्षण उपकरण अंतर्निहित निरीक्षण प्रणाली पर दो मुख्य लाभ हैं। सबसे पहले, चूंकि डिवाइस एक स्टैंड-अलोन सिस्टम है, इसलिए प्रिंटिंग प्रेस के हार्डवेयर का उपयोग किए बिना और मशीन को बंद किए बिना निरीक्षण करना संभव है। दूसरे, नमूना परीक्षण उपकरण का माप प्रदर्शन आपको सटीक, दोहराए जाने वाले माप प्राप्त करने की अनुमति देता है।
मुद्रित इन-लाइन निरीक्षण उपकरण प्रत्येक मुद्रित बोर्ड पर प्रत्येक पैड को माप नहीं सकते हैं। एसपीसी डेटा एकत्र करने के लिए, यह डिवाइस कई बोर्डों पर क्षेत्र के संचालन में महत्वपूर्ण समस्याओं का पता लगाने के लिए प्रभावी सांख्यिकीय तकनीकों का उपयोग करता है। आईबीएम पर एक प्रक्रिया विकास इंजीनियर द्वारा किया गया एक अध्ययन BGA पैड के लिए नमूना निरीक्षण उपकरण का उपयोग करने के लिए पर्याप्त से अधिक साबित हुआ। हालांकि, अभी भी आकस्मिक दोषों की संभावना है, वास्तव में, दोष की दर पिछले ज्ञात दोष दर की तुलना में बहुत कम है। मुद्रण के बाद आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले नमूना परीक्षण उपकरण ऑन-लाइन डिज़ाइन किए गए हैं, स्क्रीन प्रिंटिंग मशीन के तुरंत बाद एक कन्वेयर बेल्ट पर लगाए गए हैं, और लगातार नमूनों का पता लगाता है (आमतौर पर एक छोटा अंतर या BGA) जिसे उपयोगकर्ता को मुद्रण प्रक्रिया के दौरान पता लगाने की आवश्यकता होती है । निरीक्षण उपकरण पूर्व निर्धारित मापदंडों के लिए वास्तविक पैड माप की तुलना करता है और ऑपरेटर को सूचित करता है जब मिलाप पेस्ट पूर्व-निर्दिष्ट सीमा से विचलित होता है।
नमूना निरीक्षण उपकरण लेज़र बेंचटॉप और मोनोलिथिक प्रिंटेड बोर्ड स्कैनिंग उपकरण से अलग है, जो एक डिटेक्टर के साथ सुसज्जित एक सेंसर्स का उपयोग करता है ताकि लक्ष्य मिलाप पेस्ट छाप के तेजी से प्रिंट पर लगातार कब्जा हो सके। यह छवि निरीक्षण क्षेत्र का एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्वरूप बनाती है। मिलाप पेस्ट की मात्रा को पहले सभी ऊंचाई डेटा को समेट कर और ज्ञात छवि क्षेत्र द्वारा गुणा करके गणना की जा सकती है।
नमूना परीक्षण उपकरण एक अखंड मुद्रित बोर्ड स्कैनिंग डिवाइस पर कई फायदे हैं। सबसे पहले, इसे पूर्व निर्धारित किया जा सकता है और कुछ ही मिनटों में प्रोग्राम किया जा सकता है, और पूरे मुद्रित बोर्ड स्कैनिंग डिवाइस को प्रीसेट करने में कई घंटे लग सकते हैं। एक बार स्थापित होने के बाद, प्रशिक्षित कर्मचारी इंजीनियरिंग कौशल के बिना नमूना परीक्षण उपकरण की निगरानी कर सकते हैं। एकत्र किए गए डेटा को ऑपरेटर द्वारा देखने के लिए मॉनिटर पर स्वचालित रूप से प्रदर्शित किया जाता है और आगे के विश्लेषण के लिए एक मानक प्रारूप में संग्रहीत किया जाता है। दूसरे, परीक्षण किए जाने वाले नमूनों की संख्या का पता लगाने की गति और लाइन की गति के बीच मिलान के अनुसार समायोजित किया जा सकता है, ताकि पता लगाने में अधिक समय न लगे। अंत में, कॉन्फ़िगर लैंप तकनीक दोषपूर्ण स्थानों की सटीक माप की अनुमति देती है।
नुकसान यह है कि चूंकि नमूना का पता लगाने वाला उपकरण प्रत्येक मुद्रित बोर्ड पर प्रत्येक स्थिति का पता नहीं लगा सकता है, दोषपूर्ण दोष का पता लगाने की संभावना अधिक है। परिभाषित आकस्मिक दोष नियमित ग्राफिक्स में प्रकट नहीं होते हैं; सैंपल डिटेक्शन तकनीक का उपयोग करते समय, अभी भी मिस्ड डिटेक्शन की संभावना है।
2.5 स्वचालित ऑनलाइन मोनोलिथिक मुद्रित बोर्ड निरीक्षण उपकरण उच्च गति अखंड मुद्रित बोर्ड निरीक्षण उपकरण इस क्षेत्र में सबसे उन्नत उपकरण है, जो प्रत्येक मुद्रित बोर्ड पर प्रत्येक निरीक्षण बिंदु का मूल्यांकन कर सकता है। यह उपकरण महंगा है, लेकिन यह बहुत तेज़ है और उत्पादन लाइन पर चलने वाले पूरे मुद्रित बोर्ड का पता लगा सकता है।
अखंड मुद्रित बोर्ड निरीक्षण उपकरण एक उत्पादन लाइन पर एक मुद्रित बोर्ड को स्कैन करने के लिए एक लेजर बीम का उपयोग करता है, प्रत्येक पैड के लिए सभी माप डेटा एकत्र करता है, और आवश्यक स्वीकार्य सीमा मूल्य के साथ वास्तविक मापा मूल्य की तुलना करता है। यह उपकरण विभिन्न प्रकार के विभिन्न प्रकार के छापों का निरीक्षण कर सकता है, जिसमें स्टैंसिल उद्घाटन के क्लॉजिंग के कारण पैड स्मीयर जैसे आकस्मिक दोष शामिल हैं। पूर्ण स्कैन भी मिलाप पेस्ट बयान पैटर्न की छाप दिखाता है, जिसमें पतन, डेंट, और सोल्डर धक्कों शामिल हैं।
अखंड मुद्रित बोर्ड निरीक्षण उपकरण के मुख्य लाभ हैं: वास्तव में प्रत्येक प्रिंट दोष का स्थान और बोर्ड पर प्रत्येक पैड के लिए वास्तविक ऊंचाई, क्षेत्र और मात्रा डेटा एकत्र करने की क्षमता का संकेत मिलता है। संभावित रूप से महंगा दोष या उच्च इकाई लागत के लिए, पूरे मुद्रित बोर्ड परीक्षण अधिक उपयुक्त हैं। मोटर वाहन, सैन्य या एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उपयोग किए गए मुद्रित सर्किट बोर्ड को उच्च विश्वसनीयता तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए और अक्सर 100% निरीक्षण की आवश्यकता होती है।
2.6 स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) उपकरण स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण उपकरण वर्तमान में एकमात्र उपकरण है जो असेंबली लाइन के समानांतर सोल्डर पेस्ट जमाव की गुणवत्ता का पता लगा सकता है। यह प्रति घंटे 100,000 से अधिक घटकों का पता लगा सकता है, जिसका अर्थ है कि ऑनलाइन एओआई उपकरण बोर्ड पर 100% बयान बिंदुओं का पता लगा सकते हैं। यह डिवाइस अपने मूल्य और ध्रुवता की पुष्टि करने के लिए और प्लेसमेंट सटीकता सुनिश्चित करने के लिए छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर, माप घटकों, एज विजन तकनीक का उपयोग करता है। मानक CAD और Gerber फ़ाइल प्रोग्रामिंग लागू की जाती है। एक सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण (एसपीसी) सॉफ्टवेयर टूल भी लागू किया गया था, और एक डेटाबेस की स्थापना की गई थी और इसे rework स्टेशन के साथ नेटवर्क किया गया था। यह स्वत: ऑनलाइन अखंड पीसीबी निरीक्षण उपकरण के समान कई कार्य करता है। इसकी सबसे उल्लेखनीय विशेषता इसकी बहुमुखी प्रतिभा है, जो न केवल मुद्रण की गुणवत्ता का पता लगा सकती है, बल्कि अन्य प्रक्रियाओं की गुणवत्ता भी, जैसे कि प्लेसमेंट मशीन की सटीकता।