Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Среда, 21 ноября
 
 

Это интересно!

Ранее

Частота дискретизации осциллографа и точность измерений. Часть 2. Точность дискретизации

Часть 2 статьи посвящена точности дискретизации. При выборе осциллографа для точных высокоскоростных цифровых измерений, точность дискретизации зачастую важнее ее максимальной частоты. Проводя измерения на осциллографах с разными значениями полосы пропускания и частоты дискретизации, мы продемонстрируем крайне неочевидный вывод: осциллографы с большей частотой дискретизации могут достигать меньшей точности отображения сигнала из-за некорректно работающей системы АЦП.

 

15 января

Входной контроль компонентов: контроль паяемости методом оценки баланса смачиваемости

Контроль паяемости при подготовке партий электронных компонентов и комплектующих при запуске в производство позволяет предсказать результаты процесса и снизить затраты на ремонт изделий. Тестер контроля паяемости Menisco ST88 является эффективным инструментом определения качества паяемости широкого круга компонентов.





Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.

Скрыть/показать html версию статьи
background image
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОНИКИ: ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
55
№1, 2008
монтаж компонентов
Павел Масич
, начальник отдела оборудования для испытаний, ЗАО Предприятие ОСТЕК, info@ostec-smt.ru
Евгений Кашин
, ведущий менеджер отдела оборудования для испытаний, ЗАО Предприятие ОСТЕК
Контроль паяемости при подготовке партий электронных компонентов и комплектующих при запуске в производ-
ство позволяет предсказать результаты процесса и снизить затраты на ремонт изделий. Тестер контроля паяемости
Menisco ST88 является эффективным инструментом определения качества паяемости широкого круга компонентов.
Условия и цели контроля
паяемости
Дефекты паяных соединений яв-
ляются одними из наиболее харак-
терных и трудно выявляемых при
сборке печатных узлов. Вероятность
возникновения дефектов подобного
типа резко возрастает при переходе к
бессвинцовым технологиям. Для ми-
нимизации дефектов паяных соедине-
ний в современных условиях необхо-
димы проведение входного контроля
компонентов и комплектующих, а
также высокая квалификация их по-
ставщиков. При этом оценка качества
паяемости выводов компонентов в
большинстве случаев является одной
из наиболее важных технологических
операций.
Целью контроля паяемости яв-
ляется анализ качества компонен-
тов и материалов, используемых в
процессе производства. Проверку
на паяемость могут проходить элек-
тронные компоненты, печатные пла-
ты, припои, флюсы, любые другие
материалы и объекты, участвующие
в процессе пайки. Так как в произ-
водственных условиях нет возможно-
сти осуществить сплошной входной
контроль компонентов и материалов,
то для контроля качества паяемости
необходимо использовать случайную
выборку изделий из партии и стати-
стические зависимости. В результате
проводится оценка «среднего уров-
ня» паяемости по всей партии. Раз-
мер этой выборки зависит от общего
количества изделий в партии и тре-
буемого уровня точности статистиче-
ского анализа.
Контроля паяемости только вновь
поступающих компонентов и мате-
риалов недостаточно. Это относится
не только к металлическим поверх-
входной контроль компонентов:
контроль паяемости методом оценки баланса
смачиваемости
Рис. 1. Мениск
ностям, но и к флюсам и паяльным
пастам, которые также имеют огра-
ниченный срок хранения. Паяемость
может быстро ухудшиться, поэтому
необходимо контролировать время,
в течение которого она может сохра-
ниться. Для прогнозирования изме-
нения этой характеристики произво-
дят искусственное старение паяемых
компонентов и материалов при по-
мощи методик ускоренного старения,
регламентируемых различными стан-
дартами. Например, используется вы-
держка в сухом паре или термоцикли-
рование.
основы метода контроля
паяемости балансом
смачиваемости
Когда твердое тело погружают в
ванну с расплавленным припоем, на
него начинают действовать силы вы-
талкивания и поверхностного натя-
жения, которые особенно сильны на
границе между припоем и флюсом.
Результирующее воздействие этих
сил формирует мениск (см. рис. 1), и
образуется угол смачивания
θ, вели-
чина которого является показателем
качества пайки. Угол определяется
на основе измеряемой результирую-
щей силы взаимодействия в момент
отрыва образца от припоя. Методи-
ка этого расчета будет рассмотрена
далее.
В процессе пайки участвуют ве-
щества в трех агрегатных состояниях:
твердая фаза (компонент или дру-
гой образец), жидкая фаза (расплав-
ленный припой), газообразная фаза
(чаще всего обычный воздух).
Молекулярное взаимодействие
этих трех фаз формирует следующие
пары сил поверхностного натяжения:
γSL — твердая–жидкая фазы, γSV —
твердая–газообразная фазы,
γLV —
жидкая–газообразная фазы. Угол
смачивания
Θ — это угол между γSL
и
γLV.
Баланс этих трех сил, когда жид-
кость смачивает твердое тело и обра-
зует стабильный мениск, можно най-
ти из формулы Юнга:
.
Угол смачивания
Θ формируется
поверхностями твердой, газообразной
и жидкой фаз в момент их максималь-
ной величины.
Проекция этих трех сил на ось Z
следующая:
γSV – γSL – γLV cosΘ = 0,
следовательно,
.
background image
Тел.: (495) 741-77-01
56
www.elcp.ru
монтаж компонентов
Таблица 1. Классы паяемости по стандарту
NF89400
Класс
паяемости
Качество
Величина угла
Θ, град.,
не более
1
Отлично
30
2
Хорошо
40
3
Средне
55
4
Плохо
>55
Угол
Θ напрямую связан с силами
поверхностного натяжения, поэтому
его величина дает возможность точно
оценить качество пайки. Улучшение
паяемости характеризуется снижени-
ем величины угла смачивания
Θ.
Образец погружается в расплав-
ленный припой, появляется Архиме-
дова сила выталкивания и сила сма-
чивания. В тот момент, когда обе эти
силы действуют на образец, измеряют
результирующую силу.
Зная результирующую и Архиме-
дову силу, можно вычислить и силу
смачивания по следующей формуле:
Fr = Fw — Fa,
где Fr — результирующая сила, Fw —
сила смачивания, Fa — Архимедова
сила выталкивания.
Fr =
γLV l cosΘ — ρvg,
где Fr — результирующая сила, мН;
Fw — сила смачивания, мН;
Θ — угол
смачивания,
γLV — сила поверхност-
ного натяжения между жидкой и газо-
образной фазами вещества на границе
припой/флюс, мН/мм; l — периметр
образца в области мениска, мм;
ρ —
плотность расплавленного припоя,
г/
мм
3
; v — объем погруженной части
образца, мм
3
; g — ускорение свобод-
ного падения, 9,81 м/с
2
. Угол смачи-
вания находят из следующего выра-
жения
.
Величина угла смачивания
Θ дает
конкретный и однозначный ответ на
вопрос о паяемости образца. Однако,
если испытуемый образец имеет слож-
ную форму, то определить угол смачи-
вания довольно трудно. Тем не менее,
автоматизированное оборудование и
специальное программное обеспече-
ние позволяют точно вычислить угол
смачивания при сложных формах
поверхности образца. Европейский
стандарт NF89400 дает градацию, от-
раженную в таблице 1.
описание оборУдования
Оборудование для контроля паяе-
мости, сертифицированное на соот-
ветствие основным мировым стандар-
там, позволяет определить качество
паяемости компонентов, как с фи-
зических, так с и юридических пози-
ций.
Достойным представителем та-
ких приборов является Menisco ST88
(см. рис. 2). Он поддерживает все из-
вестные мировые стандарты, включая
NF89400, Mil-Std-883C метод 2022
(военный стандарт США), МЭК 68-
2-69, IPC/ANSI/J-STD-002/3. При-
бор Menisco ST88 обладает высокой
точностью перемещения (отклоне-
ние 0,1%), регулируемую скорость
1…50 мм/с, поддерживает температуру
припоя до 450°C, обеспечивает погру-
жение образцов в припой на глубину
0,02…25 мм. Этот прибор позволя-
ет оценить паяемость широкого на-
бора корпусов компонентов: от 0402
до самых больших интегральных схем
в корпусах QFP и BGA. Полностью
автоматизированный и компьютери-
зованный тестер контроля паяемости
Menisco ST88 обеспечивает реализа-
цию различных методов — в ванне
или шарике припоя.
Для определения паяемости уста-
новленный на держателе образец по-
гружают в ванну с припоем или в ша-
рик припоя. При погружении в ванну
результирующая сила измеряется при
отрыве образца от припоя. В случае
использования шарика после отрыва
образца результирующая сила равна
весу оставшегося в шарике припоя.
Таким образом, существует прямое
соотношение между паяемостью и
массой припоя, ушедшего на смачи-
вание.
Процесс определения паяемости
компьютеризирован, что позволяет
фиксировать, хранить и использовать
данные тестов. Методы тестирования
широко известны и включены в боль-
шинство стандартов, посвященных
производству электроники. Метод
ванны с припоем предпочтительнее
для стандартных компонентов боль-
ших размеров, паяемых волной. Ме-
тод шарика припоя предназначен для
локального теста (на печатной плате
или компоненте) части образца или
для компонентов небольших разме-
ров, например 0201.
Для сравнения необходимо упо-
мянуть и распространенный метод
контроля паяемости ручным погру-
жением в ванну с расплавленным
припоем. Этот тест, доступный также
и для ST88, позволяет оценить ре-
зультат только визуально, без фак-
тических измерений. Оценка резуль-
тата только качественная: годен/не
годен. Стабильность результата, по-
вторяемость параметров теста, про-
изводительность целиком зависят
от оператора, и поэтому являются
приблизительными. Этот метод без
специальных оптических приборов
эффективен только для крупногаба-
ритных образцов.
выводы о необходимости
контроля паяемости
Производители электронных из-
делий постоянно сталкиваются с
необходимостью контроля качества
компонентов, используемых в про-
цессе изготовления продукции. В
этих условиях контроль паяемости
необходим как при входном контро-
ле, так и в ходе подготовки партий
электронных компонентов и ком-
плектующих при запуске в произ-
водство.
Контроль паяемости позволяет
предсказать результаты процесса и
снизить затраты на ремонт изделий.
Проводя
количественную
оценку
паяемости компонентов и материа-
лов, технолог имеет возможность со-
вершенствовать
технологический
процесс. Эффективным инструмен-
том для решения этих задач является
тестер контроля паяемости Menisco
ST88.
Рис. 2. Тестер контроля паяемости
Menisco ST88
background image
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОНИКИ: ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
57
№1, 2008
новости
новости рынка
Ассоциация IPC опубликовала новую редакцию (Revision
B) ремонтного стандарта IPC-7711/7721 «Rework, Modification
and Repair of Electronic Assemblies» («Восстановление, модер-
низация и ремонт печатных плат и электронных сборок»).
Новое издание Руководства содержит более 300 страниц
текста и иллюстраций. В нем учтены все изменения, которые
были внесены в предыдущие версии, а также включено не-
сколько новых процедур, касающихся ремонта BGA (удале-
ние шариковых выводов — reballing) и ремонта гибких печат-
ных плат.
Были пересмотрены практически все процедуры ремонта
и восстановления печатных плат (всего несколько сотен), как
для классического монтажа, так и для бессвинцовой (lead-
free) пайки.
Добавлено большое количество цветных иллюстраций,
которые упрощают пользователям понимание описываемых в
стандарте процессов. Пользователи могут включать в сбор-
ник свои специфические процедуры (принятые в компании)
или удалять отдельные страницы, оставляя только те, которые
необходимы для выполнения конкретной работы.
IPC-7711/7721 — один из самых известных международ-
ных стандартов по ремонту и восстановлению печатных плат.
Существуют, конечно, и другие ремонтные стандарты, напри-
мер, нормативные документы Европейского космического
агентства (ESA Standards), стандарты NASA и другие, однако
область их применения ограничена, в то время как стандарт
IPC-7711/7721 может быть использован любой компанией, за-
нятой производством электронной техники, в любой стране и
в любой отрасли промышленности.
Ремонтный стандарт IPC — один из самых ранних доку-
ментов этой организации. Впервые он был опубликован в
1967 году и тогда назывался IPC-R-700 «Suggested Guidelines
for Modification, Rework and Repair of Printed Boards and
Assemblies» («Руководящие указания по модификации, вос-
становлению и ремонту печатных плат и сборок»).
Документ несколько раз пересматривался и в апреле
1998 года был разделен на два самостоятельных стандарта:
IPC-7711 «Rework of Electronic Assemblies» («Восстановление
электронных сборок»), и IPC-7721 «Repair and Modification of
Printed Boards and Electronic Assemblies» («Ремонт и модифи-
кация печатных плат и электронных сборок»).
После очередного пересмотра в октябре 2003 года (Rev A
10/03), стандарты были объединены в один документ, который
стал называться IPC-7711/7721A и в который IPC-7711 и IPC-
7721 вошли как отдельные тома. Очередная ревизия стандар-
та была проведена в ноябре 2007 года (Rev B 11/07), после
чего он получил обозначение IPC-7711/7721B.
Члены IPC могут приобрести твердую копию IPC-
7711/7721B за $75, другие заинтересованные лица — за $150.
Руководство доступно в различных форматах.
www.russianelectronics.ru
IPC-7711/7721 Rev.B — новая редакция руководства по ремонту печатных
плат и электронных сборок с поддержкой бессвинцовой пайки
новости рынка
Ассоциация по развитию сотрудничества в электронной
промышленности (IPC) предупреждает Еврокомиссию об от-
рицательных последствиях ужесточения требований RoHS и
введения новой директивы REACH.
Комитет по связям с правительством, экологии, здоровью
и безопасности (Government Relations and Environment, Health
and Safety Committees) Ассоциации IPC опубликовал свои
комментарии, касающиеся требований Еврокомиссии к про-
мышленности по исполнению директивы RoHS (Restriction of
Hazardous Substances).
Указывая на опасность введения дополнительных ограни-
чений в рамках RoHS, включая ограничения, устанавливаю-
щие запрет на использование существующих технологий и
затрагивающие большинство используемого в современном
производстве оборудования, IPC обращается к Еврокомиссии
с просьбой отложить введение этих ограничений до того вре-
мени, пока не будут проанализированы технические возмож-
ности их реализации.
IPC также обратил внимание Еврокомиссии на тот факт,
что введение дополнительных ограничений в соответ-
ствии с новой директивой REACH (Registration, Evaluation,
Authorization and Restriction of Chemicals substances) может
привести к неразберихе, «перекрытию и дублированию хи-
мических норм».
www.russianelectronics.ru
IPC выступает против ужесточения директивы RoHS
новости рынка
11 февраля Nokia открывает в Румынии свою первую ли-
нию по сборке сотовых телефонов.
Официальное открытие завода в Джуку, Румыния, со-
стоялось в конце прошлого года. На предприятии будет тру-
диться 300 специалистов — 200 человек на производстве и
100 — в управлении. Продукция будет поставляться на рын-
ки Европы, Среднего Востока и Африки.
Предприятие будет работать в две смены, хотя действу-
ющее законодательство предусматривает трехсменный ре-
жим работы. В настоящее время руководство предприятия
ведет переговоры с Министерством труда относительно
внесения изменений в законодательство.
www.russianelectronics.ru
Nokia открывает в румынии сборочное производство
сотовых телефонов
background image
Тел.: (495) 741-77-01
58
www.elcp.ru
новости
новости технологий
Компания Essemtec предлагает новый сборочный автомат
FLX2010-BLV, который может быть использован как для изго-
товления прототипов, так и в серийном производстве.
Модель FLX2010-BLV входит в состав успешной серии FLX,
которая разработана для монтажа узлов с большим разноо-
бразием компонентов. Это автомат пакетного типа для группо-
вой сборки, в котором для установки фидеров свободны три
стороны, что более чем на 50% увеличивает его возможности
по сравнению с машинами других типов. Все фидеры автома-
та интеллектуальные и могут быть заменены в процессе функ-
ционирования машины. Одновременно может быть подано до
225 компонентов.
Машины серии FLX могут устанавливать компоненты всех
типов (чипы, QFP, BGA и пр.), любых размеров (от 01005 до
50 × 50 мм), из всех видов носителей (лента, пенал, поддон,
специальные формы). Для выравнивания компонентов ис-
пользуют технологию обработки изображений от мирового
лидера, компании Cognex, что позволяет с высокой точностью
устанавливать компоненты в корпусах QFP с шагом выводов
до 0,3 мм. Производительность машины 5000 cph, максималь-
ные размеры печатных плат 780 × 600 мм (30,7 × 23,6 дюйма).
Серия FLX укомплектована целым рядом модулей рас-
ширения. Так, например, в систему встроен диспенсер для
нанесения припойной пасты и клея, что позволяет сокра-
тить издержки и увеличить гибкость оборудования. Кроме
того, программный пакет MIS содержит инструменталь-
ные средства для планирования производства, оптимиза-
ции фидеров, позволяет планировать процесс монтажа и
управлять им.
Приобретая эту машину, пользователь получает доступ к
дистанционной эксплуатационной системе Essemtec и порта-
лу MyEssemtec.com в Интернете. Важное значение для кли-
ентов имеет фирменная программа сохранения инвестиций:
в случае, когда требуется более производительный автомат,
Essemtec гарантирует честную цену за использованную ма-
шину, основываясь на ее сроке службы, предлагая взамен
более быстрое оборудование, при этом можно использовать
существующую программу сборки, поскольку программное
обеспечение для всех машин идентично.
www.russianelectronics.ru
Essemtec предлагает автомат групповой сборки
новости технологий
Новая система KIC Vision компании KIC Thermal Profiling
позволяет полностью автоматизировать процесс измерения
температурного профиля печей оплавления.
Система работает без вмешательства оператора, позво-
ляет измерять температурный профиль через заданные про-
межутки времени, выдавать тревожный сигнал и включать
сигнальную лампу при отклонении параметров профиля от
заданного и, при необходимости, отключать конвейер.
Новый программный пакет SPC (Statistical Process Control)
автоматически регистрирует основные SPC диаграммы, вклю-
чая C
pk
(индекс воспроизводимости процесса), делает это
каждый раз при изменении параметров профиля, позволяет
реализовать основные функции SPC на уровне оператора без
привлечения специалистов для оценки процесса.
При отклонении C
pk
от заданного значения выдается тре-
вожное сообщение. Данные, собираемые KIC Vision, могут
быть выведены автоматически во внешний файл для даль-
нейшего использования. Усовершенствованная система KIC
Vision предлагает EMS клиентам более высокий уровень до-
кументирования и трассируемости процесса.
www.russianelectronics.ru
KIC Vision — автоматизированная система оценки температурного профиля
новости технологий
Компания Qtek предлагает
диспенсеры в виде авторучки с
тонким нейлоновым наконечни-
ком для точного дозированного
нанесения различных материа-
лов.
«Авторучка» Fluid Dispenser
Pen может заправляться раз-
личными материалами, вклю-
чая растворители, смазки, химические составы RMA, адге-
зивы и растворы на водной основе. Ее баллон имеет емкость
3 куб.см, что достаточно для комфортной работы. Тонкий на-
конечник позволяет наносить материал в труднодоступные
области платы, в точно указанные места. Ручку можно хра-
нить в кармане пиджака или халата, она надежно защищена
от протечки.
www.russianelectronics.ru
диспенсер в виде авторучки
новости технологий
Новая IP серия принтеров
предназначена для печати
этикеток, тэгов и конвертов.
Это первая система, ко-
торая позволяет объединить
принтер, материалы, «крася-
щую» ленту и программное
обеспечение. Пользователь
может легко загрузить мате-
риал, вызвать программный
интерфейс и распечатать эти-
кетки, тэги и конверты.
Brady IP Series Printer System печатает с разрешением
300 или 600 dpi. В нем сокращено время замены материала
с 10—15 минут в принтерах более ранних серий до 5 ми-
нут в IP серии. С помощью фирменного ПО Bradysoft или
Labelmark принтер автоматически подстраивается под па-
раметры материала, выбирает скорость печати и темпера-
туру головки.
www.russianelectronics.ru
Brady предлагает «революционный» промышленный термопринтер
Оцените материал:

Автор: Павел Масич, начальник отдела оборудования для испытаний, ЗАО Предприятие ОСТЕК, info@ostec-smt.ru; Евгений Кашин, ведущий менеджер отдела оборудования для испытаний, ЗАО Предприятие ОСТЕК



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2018 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты