Publicar Time: 2024-08-07 Origem: alimentado
O controle de qualidade é um aspecto crítico do processo de revestimento conforme e é essencial para concluir com êxito esta operação. Este artigo discute os padrões de revestimentos conformes, o significado de seus regulamentos, a capacidade de uma nova tecnologia automatizada significa aplicar controle de qualidade a revestimentos conformais e os fatores que devem ser considerados para garantir um controle confiável.
Os revestimentos conformais são camadas de polímero finas e transparentes que são aplicadas às superfícies dos conjuntos de circuitos impressos para protegê -los de fatores externos. A palavra 'conformal ' é derivada do latim conformis - 'similar ', 'semelhante a ', isto é, determina a capacidade do revestimento de replicar a forma do conjunto de circuito impresso protegido.
Hoje, o principal padrão internacional usado pela maioria das empresas em todo o mundo na área de revestimento conforme é o padrão IPC-A-610 para aceitabilidade de assembléias eletrônicas, cuja versão atual (IPC-A-610E) pode ser encomendada no IPC. Existem outros padrões, incluindo regulamentos da empresa, mas este artigo se concentra no A610 para ajudar a determinar as necessidades de controle de qualidade dos aplicativos de revestimento conforme.
Escopo de questões cobertas pelo IPC-A-610
O IPC-A-610 deve ser estudado por seção por seção. Isso ajudará a entender as necessidades do operador e os requisitos do próprio processo de revestimento conforme. O padrão consiste em três seções: informações gerais, cobertura de revestimento e espessura de revestimento
O IPC-A-610 afirma que os revestimentos conforme geralmente devem ser claros e uniformes em cores e consistência e devem cobrir uniformemente a placa de circuito impresso e seus componentes. A extensão da cobertura depende do método de aplicação.
Há muito espaço para a interpretação aqui, o que pode levar a problemas se incompreendidos. Vale a pena notar que cada tecnologia de aplicação de revestimento conforme - seja aplicativo de escova, aplicação robótica seletiva com uma válvula sem ar ou pulverização em aerossol - tem suas próprias características. Todos eles produzem diferentes níveis de acabamento, que variam ainda dependendo da organização do processo tecnológico, da personalidade do operador e das condições do ambiente de produção.
Os termos 'homogeneidade ' e 'uniformity ' usados no texto do padrão são de interesse. Em si, eles são bastante ambíguos, mas devem ser entendidos no contexto dos requisitos para a integridade e a espessura do revestimento discutido abaixo. Sem esse contexto, esses termos finalmente esclarecem pouco.
Além disso, se o revestimento for transparente, surge a questão sobre se os revestimentos pigmentados são aceitáveis. Isso deve ser discutido com o cliente e o efeito do pigmento no desempenho do revestimento conforme avaliado.
A maioria dos revestimentos conforme agora contém aditivos luminescentes que brilham sob luz ultravioleta (UV). Isso facilita o controle da qualidade do aplicativo de revestimento. No entanto, alguns defeitos não são visíveis na luz UV e podem exigir controle sob luz natural (branca). Alguns revestimentos não têm luminescência UV suficiente por natureza, como muitos revestimentos de organossilício. Isso pode complicar o controle.
É igualmente importante se o laminado ou o fotorresistente tem sua própria emissão luminescente comparável em intensidade à emissão do revestimento: alguns revestimentos conformais são deliberadamente tornados não-luminescentes na luz ultravioleta, pois em condições operacionais o aditivo luminescente usado tem um efeito adverso na placa de circuito impressa e impressa.
Em termos de cobertura, o padrão define metas de qualidade para o revestimento de acabamento e diferentes níveis de qualidade - Classes 1, 2 e 3. Os alvos incluem o seguinte:
Ausência de áreas com perda de adesão;
Ausência de vazios ou bolhas;
Ausência de deswetações, descascamento local, shagreen, rugas, rachaduras, ondulações, defeitos como 'olho de peixe ' e 'casca de laranja ';
Ausência de inclusões estrangeiras;
Nenhuma descoloração ou perda de transparência;
Cura completa e estrutura homogênea.
Muitas tecnologias de revestimento, tipos de placas de circuito impresso e materiais não permitem alcançar todos os indicadores de destino acima mencionados na prática. A conquista sistemática deles geralmente será extremamente cara em termos financeiros e de investimento e em termos de tempo e esforço gastos no controle de processos.
Vamos prestar atenção a um indicador alvo como a ausência de bolhas. Mesmo se você olhar para a placa de circuito impresso a olho nu, geralmente é impossível encontrar uma amostra que não tenha bolhas em um lugar ou outro, a menos que as seguintes condições sejam atendidas:
O processo de revestimento conforme é totalmente controlado;
O material de revestimento correto é selecionado para alcançar esse resultado;
As condições do processo são totalmente otimizadas;
Os operadores são extensivamente treinados nas causas das bolhas e são capazes de controlar o processo de acordo;
Nenhuma alteração ocorreu no laminado PCB, processo de montagem, componentes ou revestimento conforme que poderia causar uma reação adversa.
Felizmente, alcançar essas metas, embora desejável, não é necessário para a maioria das empresas - caso contrário, o revestimento conforme seria o domínio exclusivo de alguns especialistas e uma tarefa impossível para muitos. O IPC ajuda a esse respeito, oferecendo seus próprios critérios de qualidade para essas metas:
O revestimento é totalmente curado e estruturalmente uniforme;
O revestimento é aplicado apenas a áreas onde é necessário;
Adesão do revestimento perto de áreas mascaradas;
Nenhuma ponte entre almofadas adjacentes ou superfícies condutivas devido a:
- Perda de adesão,
- vazios ou bolhas,
- Dewetting,
- rachando,
- Waviness,
- Fisheyes ou Sharkskin;
As inclusões estrangeiras não violam os requisitos mínimos de lacuna de isolamento entre componentes, almofadas de contato ou superfícies condutivas;
O revestimento é fino, mas ainda atinge as bordas dos componentes e dispositivos.
Tudo isso parece razoável até que você analise mais de perto o que o IPC está propondo para alcançar com seu processo de revestimento conforme. Você pode achar que o processo que você está usando ou aquele que seu cliente está solicitando não é tão óbvio quanto aparece pela primeira vez.
Primeiro, considere o requisito para revestir as bordas dos componentes e dispositivos com uma camada fina. Esse requisito é extremamente difícil, se não impossível, de atender ao uso da maioria dos processos de revestimento padrão. É bastante difícil determinar se as bordas nítidas são revestidas durante um processo normal de controle de qualidade. Se um cliente afirma que esse é o seu requisito, é importante considerar isso com cuidado.
Agora, vamos para o requisito para a ausência de todos os defeitos acima, bem como pontes entre seções condutivas adjacentes. Isso significa que o operador deve examinar as lacunas entre todos os elementos condutores na placa de circuito impresso com os componentes montados nela e garantir que não haja defeitos, como bolhas, que violariam esse critério de qualidade. Essa tarefa requer não apenas o nível mais alto de qualificação, mas também enormes despesas de tempo e, na produção em larga escala, a presença de um exército inteiro de especialistas em controle de qualidade.
Antes de concordar com o cliente ou seu próprio engenheiro de design em todos os critérios de qualidade, entenda em detalhes o que exatamente você está concordando.
A área final abordada pelo IPC-A-610 é a espessura do revestimento conforme. A tabela do padrão define faixas aceitáveis de espessura de filme seco para vários materiais poliméricos, como revestimentos conformais acrílicos, variando de 0,03 mm a 0,13 mm ou 30 µm a 130 µm. Esta é uma ampla gama para um aplicativo de revestimento conforme se o processo for implementado corretamente. Também é fácil exceder esses limites se você não estiver ciente dos problemas subjacentes. A chave é entender os princípios do processo de revestimento conforme usado e as capacidades do material.
Por exemplo, se uma instalação tiver um sistema de revestimento de mergulho automatizado , pode ser difícil obter um filme seco de revestimento de acrílico ou poliuretano à base de solvente com maior que 30 mícrons de espessura e evitar todos os defeitos listados nos critérios de qualidade. O revestimento normalmente será mais fino e pode não ser espesso o suficiente para atender aos critérios.
Além disso, existe uma relação direta entre o número de bolhas no filme de revestimento seco e a espessura do filme de revestimento úmido aplicado em uma passagem. É fácil descobrir: se você aplicar uma camada muito grossa em uma passagem, sua parte da superfície endurecerá (secar) antes que as bolhas possam flutuar da espessura e elas permanecerão dentro. A aplicação do revestimento em camadas finas é a condição mais importante para eliminar a ocorrência de bolhas. No entanto, o robô para revestimento seletivo geralmente funciona em um modo de passagem única. Portanto, é necessário encontrar um compromisso e ajustar o processo tecnológico de aplicação de revestimento de forma a obter resultados ideais.
O que realmente significa exigir um revestimento uniforme e um aplicativo uniforme? Isso significa 'uniforme' na faixa de 30 a 130 µm? Precisamos ter cuidado para aplicar uma camada fina em bordas afiadas, onde o revestimento tende a se espalhar? Finalmente, como observado no padrão, se o revestimento se acumular sob o dispositivo, é fácil exceder o limite de espessura permitido de 130 µm em determinadas áreas. Infelizmente, ao contrário do senso comum, mais nem sempre é melhor e os revestimentos excessivamente espessos devem ser evitados, pois revestimentos excessivamente espessos tendem a rachar a longo prazo.
Como observado, para atender aos critérios de qualidade descritos acima, é necessária uma inspeção completa de todo o PCB. Esta é uma tarefa extremamente difícil devido a fatores como fadiga ocular, distração e rendimento limitado. O controle de qualidade de revestimento conforme pode ser automatizado?
É possível, mas com algumas reservas e limitações.
Vejamos os sistemas automatizados de revestimento conforme disponíveis no mercado. Eles incluem alguns sistemas de alta tecnologia com excelentes câmeras e scanners, excelente software e a mais alta qualidade de controle de processos. Eles podem lidar com o processamento em série de produtos ou serem integrados às linhas de produção e parecem preencher a lacuna tecnológica existente.
As câmeras são montadas em sistemas de três ou quatro eixos. Cada câmera deve eliminar a distorção de paralaxe ao inspecionar grandes placas de circuito impresso, onde haverá áreas ocultas nas laterais dos componentes. Os sistemas baseados em scanner sofrem com a mesma distorção de paralaxe e agora existem sistemas de varredura disponíveis que eliminam a paralaxe.
No entanto, todos esses sistemas têm uma desvantagem: eles podem examinar cada centímetro do PCB de todos os ângulos e ainda perder as áreas problemáticas. Mas esse geralmente não é o fator determinante no controle automatizado da qualidade do revestimento conforme. Os sistemas de inspeção óptica automatizada (AOI) destacam a dificuldade de atender aos critérios de qualidade do IPC nos processos padrão de revestimento conforme. Esses sistemas mostram defeitos no revestimento PCB e 'Veja ' muito mais do que qualquer operador poderia.
Para o usuário do sistema, isso pode parecer uma abertura de caixa de Pandora, pois ele agora possui toda uma linha de placas de circuito impresso com defeitos em toda a superfície. Se for esse o caso, e o sistema de inspeção óptica automatizado será configurado para inspecionar as placas de circuito impresso de acordo com essas regras, depois de pouco tempo a linha de produção será interrompida. O sistema de inspeção é culpado ou o processo de revestimento conforme? Onde a culpa deve estar?
A resposta é simples: a maioria dos processos tecnológicos não fornece o nível de qualidade exigido pelos critérios padrão do IPC. Os sistemas de inspeção óptica automatizados identificam claramente todos os defeitos (no que diz respeito aos fatores mecânicos e ópticos). Além disso, eles veem defeitos existentes mais claramente do que a olho nu.
É necessário implementar um processo iterativo para o desenvolvimento de uma solução ideal.
1. Stabilder quais defeitos (critérios de qualidade) são aceitáveis e os definem.
2. Determine qual nível de controle é alcançável no processo de revestimento conforme e novo existente e quais defeitos podem ser gerados por ambos os processos
3. Se o sistema permitir que os critérios sejam atendidos, todas as partes serão satisfeitas. Caso contrário, os critérios ou o processo devem ser alterados.
Por fim, o bom senso deve ser usado e, com o nível certo de conhecimento, a decisão certa pode ser tomada. Ao desenvolver um processo ideal de controle de qualidade, custos desnecessários, disputas e contra-acusações podem ser evitados posteriormente quando surgirem problemas.