publier Temps: 2024-08-07 origine: Propulsé
Le contrôle de la qualité est un aspect essentiel du processus de revêtement conforme et est la clé pour terminer avec succès cette opération. Cet article traite des normes de revêtements conformes, du sens de leur réglementation, de la capacité de nouvelles technologies automatisées signifie appliquer le contrôle de la qualité aux revêtements conformes et des facteurs qui doivent être pris en compte pour assurer un contrôle fiable.
Les revêtements conformes sont des couches de polymère minces et transparentes qui sont appliquées aux surfaces des assemblages de circuits imprimés pour les protéger des facteurs externes. Le mot 'conforme ' est dérivé du latin conformis - 'similaire ', 'ressemblant à ', c'est-à-dire qu'il détermine la capacité du revêtement pour reproduire la forme de l'assemblage de circuit imprimé protégé.
Aujourd'hui, la principale norme internationale utilisée par la plupart des sociétés du monde dans le domaine du revêtement conforme est la norme IPC-A-610 pour l'acceptabilité des assemblages électroniques, dont la version actuelle (IPC-A-610E) peut être commandée auprès de l'IPC. Il existe d'autres normes, y compris les réglementations de l'entreprise, mais cet article se concentre sur l'A610 pour aider à déterminer les besoins de contrôle de la qualité des applications de revêtement conforme.
Portée des problèmes couverts par IPC-A-610
L'IPC-A-610 doit être étudié section par section. Cela aidera à comprendre à la fois les besoins de l'opérateur et les exigences du processus de revêtement conforme lui-même. La norme se compose de trois sections: informations générales, couverture de revêtement et épaisseur de revêtement
L'IPC-A-610 indique que les revêtements conformes doivent généralement être clairs et uniformes de couleur et de cohérence, et devraient couvrir uniformément la carte de circuit imprimé et ses composants. L'étendue de la couverture dépend de la méthode d'application.
Il y a beaucoup de place pour l'interprétation ici, ce qui peut entraîner des problèmes s'ils sont mal compris. Il convient de noter que chaque technologie d'application de revêtement conforme - que ce soit une application de pinceau, une application robotique sélective avec une vanne sans air ou une pulvérisation d'aérosol - a ses propres caractéristiques. Ils produisent tous différents niveaux de finition, ce qui varie en fonction de l'organisation du processus technologique, de la personnalité de l'opérateur et des conditions de l'environnement de production.
Les termes 'Homogénéité ' et 'Uniformité ' utilisés dans le texte de la norme sont intéressants. En eux-mêmes, ils sont assez ambigus, mais doivent être compris dans le contexte des exigences pour l'exhaustivité et l'épaisseur du revêtement discuté ci-dessous. Sans un tel contexte, ces termes clarifient finalement peu.
De plus, si le revêtement doit être transparent, la question se pose de savoir si les revêtements pigmentés sont acceptables. Cela devrait être discuté avec le client et l'effet du pigment sur la performance du revêtement conforme évalué.
La plupart des revêtements conformes contiennent désormais des additifs luminescents qui brillent sous une lumière ultraviolette (UV). Cela facilite le contrôle de la qualité de l'application de revêtement. Cependant, certains défauts ne sont pas visibles dans la lumière UV et peuvent nécessiter un contrôle dans la lumière naturelle (blanche). Certains revêtements n'ont pas de luminescence UV suffisante par nature, comme de nombreux revêtements organosilicon. Cela peut compliquer le contrôle.
Il est tout aussi important que le stratifié ou la photorésistaire ait sa propre émission luminescente comparable en intensité à l'émission du revêtement: certains revêtements conformes sont délibérément fabriqués non luminescents dans la lumière ultraviolette, car les conditions de circuit sous-envergure utilisées ont un effet indésirable sur le revêtement et la carte de circuit imprimé.
En termes de couverture, les cibles de qualité standard fixent des cibles pour le revêtement de finition et différents niveaux de qualité - classes 1, 2 et 3. Les cibles comprennent les suivants:
Absence de zones avec perte d'adhésion;
Absence de vides ou de bulles;
Absence de déwetting, peeling local, shagreen, rides, fissures, ondulations, défauts tels que 'Fish Eye ' et 'Orange Peel ';
Absence d'inclusions étrangères;
Aucune décoloration ou perte de transparence;
Durcissement complet et structure homogène.
De nombreuses technologies de revêtement, types de circuits imprimés et de matériaux ne permettent pas d'obtenir tous les indicateurs cibles mentionnés ci-dessus dans la pratique. La réalisation systématique de eux sera généralement extrêmement coûteuse à la fois en termes financiers et d'investissement, et en termes de temps et d'efforts consacrés au contrôle des processus.
Faites attention à un indicateur cible que l'absence de bulles. Même si vous regardez la carte de circuit imprimé à l'œil nu, il est généralement impossible de trouver un échantillon qui n'a pas de bulles à un endroit ou à un autre, à moins que les conditions suivantes ne soient remplies:
Le processus de revêtement conforme est entièrement contrôlé;
Le matériel de revêtement correct est sélectionné pour atteindre ce résultat;
Les conditions de processus sont entièrement optimisées;
Les opérateurs sont largement formés sur les causes des bulles et sont capables de contrôler le processus en conséquence;
Aucun changement ne s'est produit dans le stratifié PCB, le processus d'assemblage, les composants ou le revêtement conforme qui pourrait provoquer une réaction indésirable.
Heureusement, atteindre ces objectifs, bien que souhaitable, n'est pas nécessaire pour la plupart des entreprises - sinon, le revêtement conforme serait le domaine exclusif de quelques experts et une tâche impossible pour beaucoup. L'IPC aide à cet égard en offrant ses propres critères de qualité pour ces objectifs:
Le revêtement est entièrement durci et structurellement uniforme;
Le revêtement est appliqué uniquement aux zones où elle est nécessaire;
Adhérence du revêtement à proximité des zones masquées;
Pas de pontage entre les coussinets adjacents ou les surfaces conductrices en raison de:
- perte d'adhésion,
- vides ou bulles,
- déwetting,
- Cracking,
- ondulation,
- Fisheyes ou Sharkskin;
Les inclusions étrangères ne violent pas les exigences minimales des écarts d'isolation entre les composants, les coussinets de contact ou les surfaces conductrices;
Le revêtement est mince mais atteint toujours les bords des composants et des dispositifs.
Tout cela semble raisonnable jusqu'à ce que vous examiniez de plus près ce que l'IPC propose de réaliser avec son processus de revêtement conforme. Vous pouvez constater que le processus que vous utilisez ou celui que votre client demande n'est pas aussi évident qu'il apparaît d'abord.
Tout d'abord, considérez l'exigence de recouvrir les bords des composants et des dispositifs avec une fine couche. Cette exigence est extrêmement difficile, voire impossible, de se rencontrer en utilisant la plupart des processus de revêtement standard. Il est assez difficile de déterminer si les arêtes vives sont enduites pendant un processus de contrôle de la qualité normal. Si un client déclare qu'il s'agit de leurs exigences, il est important de le considérer avec soin.
Passons maintenant à l'exigence de l'absence de tous les défauts ci-dessus, ainsi que des ponts entre les sections conductrices adjacentes. Cela signifie que l'opérateur doit examiner les lacunes entre tous les éléments conducteurs de la carte de circuit imprimé avec les composants montés dessus et s'assurer qu'il n'y a pas de défauts, tels que des bulles, qui violeraient ce critère de qualité. Une telle tâche nécessite non seulement le plus haut niveau de qualification, mais aussi d'énormes dépenses temporelles, et dans la production à grande échelle, la présence d'une armée entière de spécialistes du contrôle de la qualité.
Avant d'être d'accord avec le client ou votre propre ingénieur de conception sur tous les critères de qualité, comprenez en détail ce que vous acceptez exactement.
La zone finale traitée par IPC-A-610 est une épaisseur de revêtement conforme. La table de la norme établit des plages d'épaisseur de films sèches acceptables pour divers matériaux polymères, tels que des revêtements conformes acryliques, allant de 0,03 mm à 0,13 mm, ou 30 µm à 130 µm. Il s'agit d'une large gamme pour une application de revêtement conforme si le processus est correctement implémenté. Il est également facile de dépasser ces limites si vous n'êtes pas au courant des problèmes sous-jacents. La clé est de comprendre les principes du processus de revêtement conforme utilisé et les capacités du matériel.
Par exemple, si une installation a un système de revêtement de trempette automatisé , il peut être difficile de réaliser un film sec de revêtement en acrylique ou en polyuréthane à base de solvant supérieur à 30 microns d'épaisseur et éviter tous les défauts énumérés dans les critères de qualité. Le revêtement sera généralement plus mince et peut ne pas être suffisamment épais pour répondre aux critères.
De plus, il existe une relation directe entre le nombre de bulles dans le film de revêtement sèche et l'épaisseur du film de revêtement humide appliqué en une seule passe. C'est facile à découvrir: si vous appliquez une couche trop épaisse en une seule passe, sa partie de surface durcit (sèche) avant que les bulles puissent flotter de l'épaisseur, et elles resteront à l'intérieur. L'application du revêtement en couches minces est la condition la plus importante pour éliminer la survenue de bulles. Cependant, le robot pour le revêtement sélectif fonctionne généralement en mode passe-passe. Par conséquent, il est nécessaire de trouver un compromis et d'ajuster le processus technologique d'application de revêtement de manière à obtenir des résultats optimaux.
Que signifie réellement nécessiter un revêtement uniforme et une application uniforme? Cela signifie-t-il 'uniforme ' dans la plage de 30 à 1330 µm? Devons-nous faire attention à appliquer une couche mince sur les bords tranchants où le revêtement a tendance à se propager? Enfin, comme indiqué dans la norme, si le revêtement s'accumule sous l'appareil, il est facile de dépasser la limite d'épaisseur autorisée de 130 µm dans certaines zones. Malheureusement, contrairement au bon sens, plus n'est pas toujours meilleur, et les revêtements excessivement épais doivent être évités, car les revêtements excessivement épais ont tendance à se fissurer à long terme.
Comme indiqué, pour répondre aux critères de qualité décrits ci-dessus, une inspection approfondie de l'ensemble PCB est requise. Il s'agit d'une tâche extrêmement difficile en raison de facteurs tels que la fatigue oculaire, la distraction et le débit limité. Le contrôle de la qualité du revêtement conforme peut-il être automatisé?
C'est possible, mais avec certaines réservations et limitations.
Examinons les systèmes de revêtement conformes automatisés disponibles sur le marché. Ils comprennent des systèmes très élevés avec d'excellents caméras et scanners, d'excellents logiciels et la plus haute qualité de contrôle des processus. Ils peuvent gérer le traitement en série des produits ou être intégrés dans les lignes de production, et semblent combler l'écart technologique existant.
Les caméras sont montées sur des systèmes à trois ou quatre axes. Chaque appareil photo doit éliminer la distorsion de parallaxe lors de l'inspection de grandes cartes de circuits imprimées où il y aura des zones cachées le long des côtés des composants. Les systèmes basés sur les scanner souffrent de la même distorsion de parallaxe, et il existe désormais des systèmes de balayage qui éliminent la parallaxe.
Cependant, tous ces systèmes ont un inconvénient: ils peuvent examiner chaque pouce du PCB sous tous les angles et manquer encore des zones problématiques. Mais ce n'est généralement pas le facteur déterminant du contrôle de la qualité automatisé du revêtement conforme. Les systèmes d'inspection optique automatisée (AOI) mettent en évidence la difficulté de répondre aux critères de qualité de l'IPC dans les processus de revêtement conformes standard. Ces systèmes affichent des défauts dans le revêtement PCB et 'voir ' bien plus que n'importe quel opérateur.
Pour l'utilisateur du système, cela peut ressembler à une ouverture de boîte de Pandora, car il a maintenant toute une ligne de circuits imprimés avec des défauts sur toute sa surface. Si tel est le cas, et le système d'inspection optique automatisé est défini pour inspecter les cartes de circuits imprimées en fonction de ces règles, après un court laps de temps, la ligne de production s'arrête. Le système d'inspection est-il à blâmer ou le processus de revêtement conforme? Où le blâme devrait-il mentir?
La réponse est simple: la plupart des processus technologiques ne fournissent pas le niveau de qualité requis par les critères standard de l'IPC. Les systèmes d'inspection optique automatisés identifient clairement tous les défauts (en ce qui concerne les facteurs mécaniques et optiques le permettent). De plus, ils voient plus clairement les défauts existants que l'œil nu.
Il est nécessaire de mettre en œuvre un processus itératif pour développer une solution optimale.
1. Étincelant quels défauts (critères de qualité) sont acceptables et les définissent.
2. Déterminez quel niveau de contrôle est réalisable dans le processus de revêtement conforme existant et nouveau et quels défauts peuvent être générés par les deux processus
3. Si le système permet la satisfaction des critères, toutes les parties seront satisfaites. Sinon, les critères ou le processus doivent être modifiés.
En fin de compte, le bon sens doit être utilisé, puis avec le bon niveau de connaissance, la bonne décision peut être prise. En développant un processus de contrôle de la qualité optimal, les coûts, les litiges et les contre-accusations inutiles peuvent être évités plus tard lorsque des problèmes surviennent.