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論SMT裝配工藝檢查方法

發(fā)布時(shí)間:2012-01-11 00:00:00 分類:企業(yè)新聞

  杭州PCB公司-緯亞電子:關(guān)鍵字:smt smt技術(shù) smt工藝 表面貼裝 PCB線路板 電磁干擾 主板維修 PCB生產(chǎn) PCB加工 PCB設(shè)計(jì) ATE電路板設(shè)計(jì) 手機(jī)PCB板 PCB抄板 PCB改板 電路板抄板 PCB制板 單面板 雙層板 樣機(jī)制作 設(shè)計(jì)軟件

  檢查可以經(jīng)常提醒你,你的裝配工藝是不是還有太多的變量。即使在你的制造工藝能夠達(dá)到持續(xù)的零缺陷生產(chǎn)之后,某種形式的檢查或者監(jiān)測對于保證所希望的質(zhì)量水平還是必要的。表面貼裝裝配是一系列非常復(fù)雜的事件與大量單獨(dú)行動(dòng)。我們的訣竅是要建立一個(gè)平衡的檢查(inspection)與監(jiān)測(monitering)的策略,而不需要進(jìn)行100%的檢查。本文要討論的是檢查方法、技術(shù)和手工檢查工具,以及回顧一下自動(dòng)檢查工具和使用檢查結(jié)果(缺陷數(shù)量與類型)來改善工藝與產(chǎn)品的質(zhì)量。

  檢查是一種以產(chǎn)品為中心的活動(dòng),而監(jiān)測是以工藝為中心的活動(dòng)。兩者對于一個(gè)品質(zhì)計(jì)劃都是需要的,但是,長期的目標(biāo)應(yīng)該是少一點(diǎn)產(chǎn)品檢查和多一點(diǎn)工藝監(jiān)測。產(chǎn)品檢查是被動(dòng)的(缺陷已經(jīng)發(fā)生),而工藝監(jiān)測是主動(dòng)的(缺陷可以防止) - 很明顯,預(yù)防比對已經(jīng)存在的缺陷作被動(dòng)反應(yīng)要有價(jià)值地多。

  檢查其實(shí)是一個(gè)篩選過程,因?yàn)樗髨D找出不可接受的產(chǎn)品去修理。事實(shí)十分清楚,大量的檢查不一定提高或保證產(chǎn)品品質(zhì)。德明(Deming)十四點(diǎn)中的三點(diǎn)說,“不要指望大批檢查”。德明強(qiáng)調(diào),一個(gè)強(qiáng)有力的工藝應(yīng)該把重點(diǎn)放在建立穩(wěn)定的、可重復(fù)的、統(tǒng)計(jì)上監(jiān)測的工藝目標(biāo)上,而不是大批量的檢查。檢查是一個(gè)主觀的活動(dòng),即使有相當(dāng)程度的培訓(xùn),它也是一個(gè)困難的任務(wù)。在許多情況中,你可以叫一組檢查員來評估一個(gè)焊接點(diǎn),但是得到幾種不同的意見。

  操作員疲勞是為什么100%檢查通常找不出每一個(gè)制造缺陷的原因,另外,這是一個(gè)成本高、無價(jià)值增值的操作。它很少達(dá)到更高產(chǎn)品質(zhì)量和顧客滿意的所希望目標(biāo)。

  幾年前,我們開始了使用“過程監(jiān)測”這個(gè)術(shù)語,而不是檢查員,因?yàn)槲覀兿胍獙⑸a(chǎn)場所的思想觀念從被動(dòng)反應(yīng)轉(zhuǎn)變到主動(dòng)預(yù)防。一個(gè)檢查員通常坐在裝配線的末尾,檢查產(chǎn)品。在一個(gè)理想的情況中,工藝監(jiān)測活動(dòng)是產(chǎn)品檢查與工藝監(jiān)測之間的一個(gè)平衡 - 例如,確認(rèn)正確的工藝參數(shù)正在使用,測量機(jī)器的性能,和建立與分析控制圖表。工藝監(jiān)測承擔(dān)這些活動(dòng)的一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)角色;它們幫助機(jī)器操作員完成這些任務(wù)。培訓(xùn)是一個(gè)關(guān)鍵因素。工藝監(jiān)測員與機(jī)器操作員必須理解工藝標(biāo)準(zhǔn)(例如,IPC-A-610)、工藝監(jiān)測的概念和有關(guān)的工具(例如,控制圖表、Pareto圖表等)。工藝監(jiān)測員也提高產(chǎn)品品質(zhì)和過程監(jiān)測。作為制造隊(duì)伍中的關(guān)鍵一員,監(jiān)測員鼓勵(lì)一種缺陷預(yù)防的方法,而不是一種查找與修理的方法。

  過分檢查也是一個(gè)普遍的問題。在許多情況中,過分檢查只是由于對IPC-A-610工藝標(biāo)準(zhǔn)的錯(cuò)位理解所造成的。例如,對于插入安裝的元件,許多檢查員還希望板的兩面完美的焊接圓腳,通孔完全充滿??墒?,這不是IPC-A-610所要求的。檢查質(zhì)量隨著檢查員的注意力緊張與集中的程度而波動(dòng)。例如,懼怕(管理層的壓力)可能提高生產(chǎn)場所的注意力集中程度,一段時(shí)間內(nèi)質(zhì)量可能改善??墒牵绻笈鷻z查是主要的檢查方法,那么缺陷產(chǎn)品還可能產(chǎn)生,并可能走出工廠。

  我們應(yīng)該回避的另一個(gè)術(shù)語是補(bǔ)焊(touch-up)。在正個(gè)行業(yè),許多雇員認(rèn)為補(bǔ)焊是一個(gè)正常的、可接受的裝配工藝部分。這是非常不幸的,因?yàn)槿魏涡问降姆倒づc修理都應(yīng)該看作是不希望的。返工通??醋鳛椴幌M?,但它是灌輸在整個(gè)制造組織的必要信息。重要的是建立一個(gè)把缺陷與返工看作是可避免的和不希望的制造環(huán)境。

  對于多數(shù)公司,手工檢查是一道防線。檢查員使用各種放大工具,更近地查看元件與焊接點(diǎn)。IPC-A-610基于檢查元件的焊盤寬度建立了一些基本的放大指引。這些指引的主要原因是避免由于過分放大造成的過分檢查。例如,如果焊盤寬度是0.25~0.50 mm,那末所希望的放大倍數(shù)是10X,如有必要也可使用20X作參考。

  每個(gè)檢查員都有一種喜愛的檢查工具;有一種機(jī)械師使用的三個(gè)鏡片折疊式袖珍放大鏡是比較好的。它可以隨身攜帶,大放大倍數(shù)為12X,這剛好適合于密間距焊接點(diǎn)?;蛟S,常見的檢查工具是顯微鏡,放大范圍10-40X。但是顯微鏡連續(xù)使用時(shí)造成疲勞,通常導(dǎo)致過分檢查,因?yàn)榉糯蟊稊?shù)通常超過IPC-A-610的指引。當(dāng)然在需要仔細(xì)檢查可能的缺陷時(shí)還是有用的。

  對于一般檢查,首選一種配備可變焦鏡頭(4-30X)和高清晰度彩色監(jiān)視器的視頻系統(tǒng)。這些系統(tǒng)容易使用,更重要的是比顯微鏡更不容易疲勞。高質(zhì)量的視頻系統(tǒng)價(jià)格不到$2000美元,好的顯微鏡價(jià)格也在這個(gè)范圍。視頻系統(tǒng)的額外好處是不止一個(gè)人可以看到物體,這在培訓(xùn)或者檢查員需要二種意見時(shí)是有幫助的。Edmund Scientific公司(edmundscientific.com)有大量的放大工具,從手持式放大鏡到顯微鏡到視頻系統(tǒng)。

  概括起來,建立一個(gè)介于0-100%檢查的平衡的監(jiān)測策略是一個(gè)挑戰(zhàn)。從這一點(diǎn),關(guān)鍵的檢查點(diǎn),我們將討論檢查設(shè)備...。 杭州PCB|杭州smt

  自動(dòng)化是奇妙的;在許多情況中,比檢查員更準(zhǔn)確、快速和效率高。但可能相當(dāng)昂貴,決定于其復(fù)雜化程度。自動(dòng)化檢查設(shè)備可能會淡化人的意識,給人一個(gè)安全的錯(cuò)覺。

  錫膏檢查。錫膏印刷是一個(gè)復(fù)雜的過程,它很容易偏離所希望的結(jié)果。需要一個(gè)清晰定義和適當(dāng)執(zhí)行的工藝監(jiān)測策略來保持該工藝受控。至少要人工檢查覆蓋區(qū)域和測量厚度,但是好使用自動(dòng)化的覆蓋、厚度和體積的測量。使用極差控制圖(X-bar R chart)來記錄結(jié)果。

  錫膏檢查設(shè)備有簡單的3X放大鏡到昂貴的自動(dòng)在線機(jī)器。一級工具使用光學(xué)或激光測量厚度,而二級工具使用激光測量覆蓋區(qū)域、厚度和體積。兩種工具都是離線使用的。三級工具也測量覆蓋區(qū)域、厚度和體積,但是在線安裝的。這些系統(tǒng)的速度、精度和可重復(fù)性是不同的,取決于價(jià)格。越貴的工具提供更好的性能。

  對于大多數(shù)裝配線,特別是高混合的生產(chǎn),首選中等水平性能,它是離線的、安裝臺面的工具,測量覆蓋面積、厚度和體積。這些工具具有靈活性,成本低于$50,000美元,一般都提供所希望數(shù)量的反饋信息。很明顯,自動(dòng)化工具成本都貴得多($75,000 - $200,000美元)??墒牵鼈儥z查板速度更快,更方便,因?yàn)槭窃诰€安裝的。適合于大批量、低混合的裝配線。

  膠的檢查。膠的分配是另一容易偏離所希望結(jié)果的復(fù)雜工藝。與錫膏印刷一樣,需要一個(gè)清晰定義和適當(dāng)執(zhí)行的工藝監(jiān)測策略,以保持該工藝受控。推薦使用手工檢查膠點(diǎn)直徑。使用極差控制圖(X-bar R chart)來記錄結(jié)果。

  在一個(gè)滴膠循環(huán)的前后,在板上滴至少兩個(gè)隔離的膠點(diǎn)來代表每一點(diǎn)直徑是一個(gè)好主意。這允許操作員比較帝膠循環(huán)期間的膠點(diǎn)品質(zhì)。這些點(diǎn)也可以用來測量膠點(diǎn)直徑。膠點(diǎn)檢查工具相對不貴,基本上有便攜式或臺式測量顯微鏡。還不知道有沒有專門設(shè)計(jì)用于膠點(diǎn)檢查的自動(dòng)設(shè)備。一些自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI, automated optical inspection)機(jī)器可以調(diào)整用來完成這個(gè)任務(wù),但可能是大材小用。

  初產(chǎn)品(first-article)的確認(rèn)。公司通常對從裝配線上下來的一塊板進(jìn)行詳細(xì)的檢查,以證實(shí)機(jī)器的設(shè)定。這個(gè)方法慢、被動(dòng)和不夠準(zhǔn)確。常見到一塊復(fù)雜的板含有至少1000個(gè)元件,許多都沒有標(biāo)記(值、零件編號等)。這使檢查困難。驗(yàn)證機(jī)器設(shè)定(元件、機(jī)器參數(shù)等)是一個(gè)積極的方法。AOI可以有效地用于一塊板的檢查。一些硬件與軟件供應(yīng)商也提供送料器(feeder)設(shè)定確認(rèn)軟件。

  協(xié)調(diào)機(jī)器設(shè)定的驗(yàn)證是一個(gè)工藝監(jiān)測員的理想角色,他通過一張檢查表的幫助帶領(lǐng)機(jī)器操作員通過生產(chǎn)線確認(rèn)過程。除了驗(yàn)證送料器的設(shè)定之外,工藝監(jiān)測員應(yīng)該使用現(xiàn)有工具仔細(xì)地檢查初的兩塊板。在回流焊接之后,工藝監(jiān)測員應(yīng)該進(jìn)行對關(guān)鍵元件(密間距元件、BGA、極性電容等)快速但詳細(xì)的檢查。同時(shí),生產(chǎn)線繼續(xù)裝配板。為了減少停機(jī)時(shí)間,在工藝監(jiān)測員檢查初兩塊回流之后的板的同時(shí),生產(chǎn)線應(yīng)該在回流之前裝滿板。這可能有點(diǎn)危險(xiǎn),但是通過驗(yàn)證機(jī)器設(shè)定可以獲得這樣做的信心。

  X射線檢查?;诮?jīng)驗(yàn),X射線對于BGA裝配不一定要強(qiáng)制使用。可是,它當(dāng)然是手頭應(yīng)該有的一個(gè)好工具,如果你買得起的話。應(yīng)該推薦對CSP裝配使用它。X射線對檢查焊接短路非常好,但對查找焊接開路效果差一點(diǎn)。低成本的X射線機(jī)器只能往下看,對焊接短路的檢查是足夠的??梢詫z查中的物體傾斜的X射線機(jī)器對檢查開路比較好。

  自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)。十年前,光學(xué)檢查被用作可以解決每個(gè)人的品質(zhì)問題的工具。后來該技術(shù)被停止不用,因?yàn)樗荒芨涎b配技術(shù)的步伐。在過去五年中,它又作為一種合乎需要的技術(shù)再次出現(xiàn)。一個(gè)好的工藝監(jiān)測策略應(yīng)該包括一些重疊的工具,如在線測試(ICT)、光學(xué)檢查、功能測試和外觀檢查。這些過程相互重疊、相互補(bǔ)充,都不能單獨(dú)提供足夠的覆蓋率。

  二維的(2-D)AOI機(jī)器可以檢查元件丟失、對中錯(cuò)誤、不正確零件編號和極性反向。另外,三維(3-D)的機(jī)器可以評估焊接點(diǎn)的品質(zhì)。一些供應(yīng)商開提供臺式、2-D AOI機(jī)器,價(jià)格低于$50,000美元。這些機(jī)器對于初產(chǎn)品的檢查和小批量的樣品計(jì)劃是理想的。在較高性能的種類中,2-D獨(dú)立或在線機(jī)器價(jià)格在$75,000-125,000美元,而3-D機(jī)器價(jià)格$150,000-250,000美元。AOI技術(shù)有相當(dāng)?shù)那巴?,但是處理速度和編程時(shí)間還是一個(gè)局限因素。

  數(shù)據(jù)收集是一回事,但是使用這些數(shù)據(jù)來提高性能和減少缺陷才是終目的。不幸的是,許多公司收集一大堆數(shù)據(jù)而沒有有效地利用它。審查和分析數(shù)據(jù)可能是費(fèi)力的,經(jīng)??吹竭@個(gè)工作只由工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行,不包括生產(chǎn)活動(dòng)。沒有準(zhǔn)確的反饋,生產(chǎn)盲目地進(jìn)行。每周的品質(zhì)會議對于工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)部門溝通關(guān)鍵信息和推動(dòng)必要的改進(jìn)可能是一個(gè)有效的方法。這些會議要求一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者,必須組織良好,尤其時(shí)間要短(30分鐘或更少)。在這些會議上提出的數(shù)據(jù)必須用戶友好和有意義(例如,Pareto圖表)。當(dāng)確認(rèn)一個(gè)問題后,必須馬上指派一個(gè)調(diào)查研究人員。為了保證一個(gè)圓滿結(jié)束,會議領(lǐng)導(dǎo)必須做準(zhǔn)確的記錄。結(jié)束意味著根源與改正行動(dòng)。  
 

 

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