Контроль паяных соединений

Выполнив паяные соединения, необходимо проконтролировать их качество. Традиционно качество паяных соединений проводилось методами визуального контроля с применением увеличительных средств (луп, стереомикроскопов, компьютерной визуализации). При этом определяющим фактором был человек. Однако с увеличением сложности электронных модулей возможностей человека становится недостаточно. Субъективный фактор либо тормозит процесс, либо вносит большое число ошибок. Все это вызвало к жизни появление оборудования автоматического оптического контроля (АОИ). При этом любая АОИ способна очень просто определить типовые дефекты монтажа, такие как отсутствующий компонент, смещение компонента, неправильная полярность, несоответствие маркировки, «надгробный камень» и другие ошибки, связанные с компонентом в целом.

Но крайне необходимо выполнить контроль собственно паянного соединения после пайки в печах конвекционного оплавления, паровой фазы, пайки волной припоя или селективной пайки и проверить наличие того, что называется «галтелями смачивания». Самая сложная задача АОИ и ВК - контроль галтелей смачивания, а ведь именно наличие этих галтелей, т.е. наличие физического смачивания, определяет качество и надежность паяного соединения: - произошло или нет смачивание соединяемых компонентов в процессе пайки. Для такого анализа необходимо специальное оснащение. Так например, установки фирмы REXXAN работают с патентованной системой кольцевой подсветки, которая позволяет с наилучшим качеством решать все поставленные перед АОИ задачи.

Особенно важно , что за счет использования патентованной системы освещения установки могут очень эффективно контролировать именно наличие галтели смачивания (рис. 37).

Рис.37.Технология обработки цветного изображения в установках АОИ ф. REXXAN

Программное обеспечение установок, анализируя полученные с помощью “Системы Цветной Подсветки” изображения, получает из них информацию о форме галтели. Данная инновационная технология позволяет производить точный контроль паянных соединений без использования дополнительных наклонных камер), что упрощает конструкцию и приводит к удешевлению установки .

Фирма REXXAN выпускает установки АОИ разной степени производительности, но у всех их особенностями являются:

- Запатентованная технология цветной подсветки.

- Возможность контроля на нескольких этапах сборочного процесса.

- Контроль качества пайки по форме галтели.

Рис.38. 2D рентгенограммы паяных соединений BGA.

Подробнее технические характеристики установок можно найти на нашем сайте.

Но есть соединения, корректный контроль которых ( в частности паяных соединений BGA), затруднителен средствами АОИ и ВК, (так как они закрыты корпусом и визуально не видны).

Этот контроль возможен только рентгеном . Однако анализ рентгенограмм «требует комментариев». Необходим большой опыт оператора и понимание им физики процесса рентгеновского контроля для толкования обычных 2D рентгенограмм (рис. 38 а).

2D рентгеновское оборудование часто дает пользователю дополнительный инструмент, облегчающий анализ: - возможность поворота образцов позволяющая посмотреть на пайку под некоторым небольшим углом (рис38 б).

Рис.39. Доработка посадочного места BGA а) и 2D рентгенограмма, доработанного посадочного места.

Но наиболее эффективный инструмент облегчающий анализ рентгенограмм – это доработка посадочного места BGA (рис 39 а). Как было сказано ранее определяющим моментом формирования качественного паяного соединения является наличие смачивания. Доработка посадочного места существенно облегчает процедуру определения наличия смачивания. Доработка заключается в придании КП на посадочном месте BGA определенной формы (с удлинением). При наличии смачивания форма шарика на рентгенограмме становится вытянутой (рис. 39 б), и 2D рентгенограмма доработанного посадочного места позволяет с легкостью определить наличие смачивания на каждой КП.

Полуавтоматические установки серии Xbim ф. Piergiacomi имеют очень простой интерфейс пользователя, что позволяет производить контроль оператору без большого опыта работы на установках такого типа. Подробные технические характеристики см. на нашем сайте.

Существуют рентгеновские установки, позволяющие создавать 3-х мерные изображения закрытых объектов – рентгеновские томографы. Принцип их действия основан на снятии 2D рентгенограмм при вращении объекта на 360⁰ с малым шагом, например через 1⁰. Но у этого метода есть ряд ограничений:

1) поскольку объект должен быть повернут на 360⁰ в промежутке между источником и приемником излучения его размер ограничен (как правило это около 100мм) ;

2) если задать шаг поворота больше 1⁰, 3D изображение сильно искажается; если же делать 2D рентгенограммы через 1⁰ или меньше на построение 3D изображения уходит очень много времени (от 30мин до 1часа).

Рентгеновские томографы это очень сложное и дорогое оборудование. Их нельзя использовать для 100% контроля продукции в линии. Используются они как правило для различного рода исследований.