Використання AOI для керування монтажем за технологією press-fit

Технологія press-fit характеризується високою надійністю монтажу, але контроль цього процесу створює певні труднощі.

Порівняння технологій запресовки (press-fit) і пайки

Процес пайки використовується в промисловості протягом багатьох років, оскільки він забезпечує економічний і надійний процес з’єднання електричних проводів і компонентів з друкованою платою. Однак перехід на пайку без використання свинцю, серед іншого, означав значний економічний тягар для виробників компонентів, оскільки, щоб справлятися з вищими температурами пайки, вони перейшли на використання більш дорогих пластмас, таких як рідкокристалічний полімер (LCP), п-феніленсульфід (PPS) і поліфталамід (PPA).

З іншого боку, технологія пресування (press-fit) не вимагає використання припою, а замість цього роз’єм має штирі з трохи більшим діаметром, ніж отвори PTH. Цей процес «запресовування» роз’єму усуває типові проблеми з паянням, такі як з’єднання холодною пайкою або перемички (мости), тому press-fit забезпечує високу надійність. Як показано в таблиці 1, з’єднання Push-in має інтенсивність відмов 0,005, тобто щонайменше в десять разів менше, ніж з’єднання паяним способом.

Таблиця 1: Надійність вибраних типів з’єднань відповідно до IEC 1709.

Запресовані з’єднання часто виконуються в кінці всього процесу складання. Якщо несправності виникають на завершальному етапі, друковану плату необхідно ретельно переробити або, в деяких випадках, повністю знищити. Тому виробники повинні якомога раніше ретельно перевіряти друковані плати, використовуючи такі методи тестування, як ручний контроль, електричні тести, рентгенівський контроль та інші. Однак із збільшенням складності схеми (деякі плати можуть містити понад 100 000 контактів) деякі методи контролю стають недостатніми.

Крім того, самі контакти стають коротшими та меншими, тому традиційні методи більше не можуть виявити розчавлені та зігнуті контакти. Автоматизована оптична перевірка (AOI) — це процес візуального огляду всієї друкованої плати, камера автономно сканує плату та може виявити більшість її дефектів, включаючи критичні дефекти (наприклад, відсутність контактів) або проблеми з якістю (наприклад, відхилені або зігнуті контакти). Тому система AOI здається оптимальним вибором, який відповідає вимогам якості сучасного процесу монтажу.

Контроль контактів за допомогою AOI з 3D

Усвідомлюючи зростаючу важливість точного контролю, компанія Koh Young розробила спеціальне рішення для перевірки штифтів, яке виявляє загальні дефекти, такі як відсутність або неправильне розташування штифтів, а також точно визначає взаємне розташування штифтів шляхом точного вимірювання відстані між ними. Як і інші системи AOI, KY-P3 використовує метод зсуву фази муарової інтерферометрії для вимірювання значень осі Z по всій друкованій платі. Також важливо отримати інформацію про висоту корпусу та гострого вістря штифта, оскільки лише такий набір даних дозволяє надійно виміряти висоту штифта та їх взаємне зміщення, виконане за допомогою даних CAD. Слід також зазначити, що вимірювання висоти штиря з вигнутим або загостреним кінчиком є ​​більш складним завданням, ніж вимірювання штиря з більш поширеним плоским кінчиком.

Точне визначення розміру кінчика штиря означає точне вимірювання його зміщення. Виробники AOI визначають висоту штиря під його кінчиком, щоб потім знайти відповідну базову площину, яка відображатиме повну висоту штиря. На наступному кроці обчислюється центральна точка вимірювальної площини, яка використовується як контрольна точка для вимірювання абсолютної та відносної відстані між штиря (мал. 1). Як наслідок, AOI забезпечує максимальну точність вирівнювання, що важливо для високоякісного виробництва друкованих плат.

Малюнок 1: Вимірювання відносного розташування штифтів.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl