Lotpasteninspektion: Wichtiges Kriterium für gute Ausbeute

Trotz der großen Verbesserungen, die vorgenommen wurden, ist die Lotpastenprüfung auf modernen Schaltkreisen weitaus komplizierter als noch vor einigen Jahren. Durch die Einführung der Surface-Mount-Technologie und die damit verbundene weitere Größenreduzierung sind die Platinen besonders kompakt. Selbst relativ durchschnittliche Platinen weisen Tausende von Lötstellen auf, und hier treten die meisten Probleme auf. Die Lotpasteninspektion prüft die mit Lotpaste bedruckte Leiterplatte auf Mängel wie weniger oder überschüssiges Lot, fehlendes Lot, Lotverschiebung, Lotmangel und Lotvolumen. SPI verwendet zwei Arten von Techniken, um zu analysieren, ob eine Platine zufriedenstellend ist oder Mängel aufweist.

Lasermesssystem : Zwei Laserstrahlen werden aus entgegengesetzten Richtungen projiziert, um die Gefahr von Schattenbildung zu vermeiden. Die Strahlen werden dann auf die Leiterplatte gescannt und zu einer hochauflösenden Kamera (CMOS) zurückreflektiert, um die Höhe mit räumlicher XY-Auflösung zu berechnen. Das Ergebnis ist eine hochpräzise 3D-Modellkonstruktion.

Kameramesssystem : Mit abgewinkelten Kameras werden 3D-Bilder aufgenommen, die dabei helfen, die Ausrichtung und das Volumen der Lotpaste zu messen. SPI-Systeme vergleichen das Bild mit dem Programm.

Lotpasten-Inspektionssysteme können unmittelbar nach dem Lotdruckprozess in die Produktionslinie integriert werden. Auf diese Weise können sie genutzt werden, um Probleme frühzeitig im Produktionsprozess zu erkennen. Dies hat eine Reihe von Vorteilen. Da die Behebung von Fehlern umso teurer wird, je weiter sie im Produktionsprozess entdeckt werden, ist dies offensichtlich der optimale Ort, um Fehler zu finden. Darüber hinaus können Prozessprobleme im Löt- und Montagebereich frühzeitig im Produktionsprozess erkannt und Informationen für eine schnelle Rückmeldung an frühere Phasen genutzt werden. Auf diese Weise kann eine schnelle Reaktion sicherstellen, dass Probleme schnell erkannt und behoben werden, bevor zu viele Platinen mit demselben Problem gebaut werden.

Die Lotpasteninspektion wird hauptsächlich durchgeführt, um die Lotpastenablagerungen auf der Leiterplatte (PCB) zu überprüfen.Herstellung Verfahren. Es wird beobachtet, dass die meisten Lötstellenfehler in einer Leiterplattenbaugruppe auf unsachgemäßen Lotpastendruck zurückzuführen sind. Mithilfe der Lotpasteninspektion (SPI) können Sie die Fehler beim Löten deutlich reduzieren. In diesem Beitrag wird die Bedeutung des SPI-Prozesses und seine Bedeutung erläutert.

Bedeutung des Lotpasten-Inspektionsprozesses

Hier sind einige der wichtigsten Informationspunkte, die die Bedeutung des SPI-Prozesses belegen:

Die 3D-Lötpasteninspektion bietet nicht nur die Möglichkeit, die Flächenbedeckung und Kurzschlüsse der Lötpaste zu prüfen, sondern kann auch die Form und das Volumen der Lötpastenablagerungen genau messen. Die wichtigsten Aspekte bei der Prüfung einer 3D-Lötpasteninspektion sind folgende:

Inspektionsgeschwindigkeit : Die meisten Maschinen verfügen über eine spezifizierte Inspektionsgeschwindigkeit, gemessen in cm2/s – stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Maschine in der Lage ist, mit der Prozesszeit der größten zu verarbeitenden Platine Schritt zu halten. Das Bild unten zeigt eine Beispielplatine im Verhältnis zum Sichtfeld (FOV) der Inspektionsmaschine.

Programmierausbildung: Es ist wichtig, Daten zu haben, die die verwendete Schablone und damit die erwarteten Lotpastenablagerungen genau widerspiegeln. Bei den Lotpasteninformationen in den Daten handelt es sich normalerweise um eine 1:1-Kopie der Pads der Leiterbahnschicht. Diese Informationen werden an den Schablonenhersteller gesendet, der einen Prozess zur Änderung der Daten gemäß einer vordefinierten Spezifikation, wie z. B. Größenreduzierungen, durchläuft.

Genauigkeit: Dieses System funktioniert gut, aber einer der Faktoren, die die Wiederholbarkeit einschränken können, ist die Anzahl der in der Maschine installierten Projektoren. Bei Verwendung eines einzelnen Projektors kann es je nach Höhe der Lotpastenablagerungen zu Schattenbildungen kommen, die zu ungenauen Messungen führen können. Die Lösung dieses Problems besteht darin, die Anzahl der Projektoren zu erhöhen, was die Wiederholbarkeit und Genauigkeit verbessert, aber auch die Kosten der Maschine erhöht.

Ertragsverbesserung: Der Einsatz von 3D-SPI verkürzt die Einführung eines neuen Produkts oder Prozesses erheblich, da die angezeigten Daten auf durchgeführten Messungen und nicht auf Bildinterpretation basieren. Bei der Verarbeitung großer Chargenzahlen ist außerdem die Möglichkeit zu berücksichtigen, die SPI-Maschine an den Drucker anzuschließen, um die automatische Anpassung bestimmter Parameter wie der Ausrichtung zu ermöglichen.

Es gibt viele Hersteller auf dem Markt, die unterschiedliche Technologien verwenden. Daher ist es wichtig, die oben genannten Punkte zu berücksichtigen, bevor Sie sich für eine bestimmte Maschine entscheiden. Es ist auch wichtig, die Bedürfnisse des Unternehmens zu berücksichtigen, da einige Optionen wichtiger sind als andere und andere möglicherweise nicht notwendig sind.

Da Baugruppen komplexer werden und die verwendeten Komponenten kleiner werden, wird es schwieriger, den Lotpastendruckprozess zu steuern, ohne den Inspektionsprozess zu automatisieren. Lotpasten-Inspektionsmaschinen stellen eine erhebliche Investition dar, aber die Vorteile einer strengen Kontrolle des Herstellungsprozesses werden sich langfristig auszahlen, da die Nacharbeit reduziert und die Ausbeute verbessert wird. Schauen wir uns nun auch einige der eingeführten SPI-Systeme an:

Koh Young KY8030-3

Das neueste SPI-System von Koh Young Technologies Inc. bietet genaue und schnelle 3D-Messfunktionen, die die Mängel und Schwachstellen herkömmlicher Pasteninspektionssysteme und 2D-SPI/AOI-Systeme beheben.

CyberOptics Corporation SE3000

Das neue SE3000 SPI-System verfügt über die branchenführende MRS-Sensortechnologie mit einer feineren Auflösung für Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit – selbst bei kleinsten Pastenablagerungen. In Kombination mit der benutzerfreundlichen SPI-Software ist der SE3000 in der Lage, auf großen Platinen zu arbeiten.

Omron VP6000-V

Der VP 6000-V verfügt über ein einzigartiges 3D-Verfahren zur Messung der beim Siebdruck verwendeten Lotmenge. Es garantiert Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit von hoher Qualität. Die Wahl der Auflösung für den jeweiligen Zweck sowie die Festlegung von Standards erfolgt per Software

Pemtron TROI 7700-Serie

Unter Verwendung des Moire-Musters kombiniert Pemtrons dreidimensionaler Bleianwendungs-Dosierungstester 2D-Farbbilder mit 3D-Messdaten, um im Gegensatz zu herkömmlichen Farbkarten detailliertere, nahezu reale PCB-Bilder zu liefern.

Angesichts der Bedeutung der Kontrolle des Lotpastendruckprozesses und der Auswirkungen auf den gesamten Prozess, wenn ein Defekt nicht frühzeitig erkannt wird, sollte die Investition in eine 3D-Lotpasten-Inspektionsmaschine ernsthaft in Betracht gezogen werden.

Es gibt viele Hersteller auf dem Markt, die unterschiedliche Technologien verwenden. Daher ist es wichtig, die oben genannten Punkte zu berücksichtigen, bevor Sie sich für eine bestimmte Maschine entscheiden. Es ist auch wichtig, die Bedürfnisse des Unternehmens zu berücksichtigen, da einige Optionen wichtiger sind als andere und andere möglicherweise nicht notwendig sind.

Da Baugruppen komplexer werden und die verwendeten Komponenten kleiner werden, wird es schwieriger, den Lotpastendruckprozess zu steuern, ohne den Inspektionsprozess zu automatisieren. Lotpasten-Inspektionsmaschinen stellen eine erhebliche Investition dar, aber die Vorteile einer strengen Kontrolle des Herstellungsprozesses werden sich langfristig auszahlen, da die Nacharbeit reduziert und die Ausbeute verbessert wird.

Es ist eine schockierende Statistik zu lesen, dass in der Elektronikindustrie viele Oberflächenmontageprozesse, insbesondere im Bereich der Lohnfertigung, nur eine Effizienz von 20 % aufweisen.

Es gibt viele Gründe, die zu dieser Zahl beitragen, im Grunde bedeutet sie jedoch, dass nur 20 % der Kapitalinvestitionen genutzt werden. Finanziell führt dies zu höheren Betriebskosten und einer langsameren Kapitalrendite. Für den Kunden kann dies zu längeren Vorlaufzeiten für sein Produkt führen und das Unternehmen wird daher auf dem Markt nicht mehr so ​​wettbewerbsfähig sein.

Ende 2019 begann der Ausbruch von COVID-19 in China. Aufgrund des enormen Rückgangs der Weltwirtschaft ist ein Rückgang zu verzeichnen. Das sind Prozentpunkte weniger als in den Vorjahren. Mit der Verlangsamung des Weltwirtschaftswachstums hat auch die Branche der 3D-Lötpasten-Inspektion (SPI)-Systeme gewisse Auswirkungen erlitten, konnte jedoch in den letzten vier Jahren ein relativ optimistisches Wachstum beibehalten, um die Marktgröße für 3D-Lötpasten-Inspektion (SPI)-Systeme beizubehalten Die Analysten von BisReport gehen davon aus, dass der Markt für 3D-Lötpasten-Inspektion (SPI)-Systeme in den nächsten Jahren bis zum Jahr 2025 weiter wachsen wird. Da die Produktionseffizienz auf diesem Niveau liegt, wird es zahlreiche Folgeeffekte geben Dies wird Auswirkungen auf das Geschäft haben, wie z. B. größere Losgrößen, mehr Teile auf Lager, mehr Baugruppen in WIP (Work in Progress) und langsamere Reaktionszeiten auf Kundenänderungsanforderungen.