Konformal Kaplama Uygulamasının Kalite Kontrolü

Kalite kontrol, uyumlu kaplama sürecinin kritik bir yönüdür ve bu işlemi başarıyla tamamlamanın anahtarıdır.Bu makalede, uyumlu kaplamalara ilişkin standartlar, bunların düzenlemelerinin anlamı, yeni otomatik teknolojinin uyumlu kaplamalara kalite kontrolü uygulama yeteneği ve güvenilir kontrolü sağlamak için dikkate alınması gereken faktörler tartışılmaktadır.

Konformal kaplamalar, baskılı devre düzeneklerinin dış etkenlerden korunması amacıyla yüzeylerine uygulanan ince, şeffaf polimer katmanlardır.'Uyumlu' kelimesi Latince konformis - 'benzer', 'benzer' kelimesinden türetilmiştir, yani kaplamanın korumalı baskılı devre düzeneğinin şeklini kopyalama yeteneğini belirler.

Konformal Kaplama Standartları:

Bugün, konformal kaplama alanında dünya çapında çoğu şirket tarafından kullanılan birincil uluslararası standart, IPC-A-610 Elektronik Düzeneklerin Kabul Edilebilirliği Standardıdır ve bunun güncel sürümü (IPC-A-610E) IPC'den sipariş edilebilir.Şirket düzenlemeleri de dahil olmak üzere başka standartlar da var ancak bu makale, uyumlu kaplama uygulamalarının kalite kontrol ihtiyaçlarının belirlenmesine yardımcı olmak için A610'a odaklanıyor.

IPC-A-610 kapsamındaki konuların kapsamı

IPC-A-610 bölüm bölüm incelenmelidir.Bu, hem operatörün ihtiyaçlarını hem de konformal kaplama prosesinin gerekliliklerini anlamaya yardımcı olacaktır.Standart üç bölümden oluşmaktadır: Genel bilgiler, Kaplama Kapsamı ve Kaplama Kalınlığı

Konformal kaplamalar hakkında genel bilgi:

IPC-A-610, uyumlu kaplamaların genel olarak renk ve tutarlılık açısından şeffaf ve tek tip olması gerektiğini ve baskılı devre kartını ve bileşenlerini eşit şekilde kaplaması gerektiğini belirtir.Kapsamın kapsamı uygulama yöntemine bağlıdır.

Burada yoruma çok fazla yer var ve bu da yanlış anlaşılması halinde sorunlara yol açabilir.Her bir koruyucu kaplama uygulama teknolojisinin (fırça uygulaması, havasız valf ile seçici robotik uygulama veya aerosol püskürtme) kendine has özelliklere sahip olduğunu belirtmekte fayda var.Hepsi, teknolojik sürecin organizasyonuna, operatörün kişiliğine ve üretim ortamının koşullarına bağlı olarak daha da değişen farklı yüzey seviyeleri üretir.

Standart metninde kullanılan 'homojenlik' ve 'tekdüzelik' terimleri ilgi çekicidir.Kendi başlarına oldukça belirsizdirler ancak aşağıda tartışılan kaplamanın bütünlüğü ve kalınlığına ilişkin gereklilikler bağlamında anlaşılmalıdır.Böyle bir bağlam olmadan, bu terimler sonuçta çok az şeyi açıklığa kavuşturur.

Ayrıca kaplama şeffaf olacaksa pigmentli kaplamaların kabul edilebilir olup olmadığı sorusu ortaya çıkar.Bu durum müşteriyle tartışılmalı ve pigmentin uygun kaplamanın performansı üzerindeki etkisi değerlendirilmelidir.

Kaplama kapsamının eksiksizliği:

Çoğu konformal kaplama artık ultraviyole (UV) ışık altında parıldayan ışıldayan katkı maddeleri içeriyor.Bu, kaplama uygulamasının kalitesinin kontrolünü kolaylaştırır.Ancak bazı kusurlar UV ışığında görülmez ve doğal (beyaz) ışıkta kontrol gerektirebilir.Bazı kaplamalar, birçok organosilikon kaplama gibi, doğası gereği yeterli UV lüminesansına sahip değildir.Bu kontrolü zorlaştırabilir.

Laminatın veya fotorezistin, kaplamanın emisyonuyla karşılaştırılabilecek yoğunlukta kendi ışıldayan emisyonuna sahip olup olmadığı da aynı derecede önemlidir: bazı uyumlu kaplamalar, çalışma koşulları altında kullanılan ışıldayan katkı maddesinin yüzey üzerinde olumsuz bir etkisi olduğundan, ultraviyole ışıkta kasıtlı olarak ışıldamayan hale getirilir. kaplama ve baskılı devre kartı.

Kapsama açısından standart, son kaplama için kalite hedeflerini ve farklı kalite seviyelerini (sınıf 1, 2 ve 3) belirler. Hedefler aşağıdakileri içerir:

• Yapışma kaybı olan alanların olmaması;

• boşluk veya kabarcıkların olmaması;

• Nemlenme, lokal soyulma, shagreen, kırışıklık, çatlak, dalgalanma, 'balık gözü' ve 'portakal kabuğu' gibi kusurların olmaması;

• Yabancı kalıntıların yokluğu;

• Renk solması veya şeffaflık kaybı yok;

• Tam kürlenme ve homojen yapı.

Pek çok kaplama teknolojisi, baskılı devre kartı türü ve malzeme, yukarıda belirtilen hedef göstergelerin tümüne pratikte ulaşılmasına izin vermemektedir.Bunların sistematik olarak başarılması genellikle hem finansal hem de yatırım açısından, ayrıca süreç kontrolüne harcanan zaman ve çaba açısından son derece pahalı olacaktır.

Baloncukların olmaması gibi bir hedef göstergeye dikkat edelim.Baskılı devre kartına çıplak gözle baksanız bile, aşağıdaki koşullar karşılanmadığı sürece, şu veya bu yerde kabarcık bulunmayan bir numune bulmak genellikle imkansızdır:

• Uyumlu kaplama işlemi tamamen kontrol edilir;

• Bu sonuca ulaşmak için doğru kaplama malzemesi seçilir;

• Proses koşulları tamamen optimize edilmiştir;

• Operatörler kabarcıkların nedenleri konusunda kapsamlı bir eğitime sahiptir ve süreci buna göre kontrol edebilmektedir;

• PCB laminatında, montaj sürecinde, bileşenlerde veya uyumlu kaplamada ters reaksiyona neden olabilecek hiçbir değişiklik meydana gelmedi.

Neyse ki, arzu edilir olsa da bu hedeflere ulaşmak çoğu şirket için gerekli değildir; aksi takdirde, konformal kaplama birkaç uzmanın özel alanı ve çoğu kişi için imkansız bir görev olacaktır.IPC, bu hedeflere yönelik kendi kalite kriterlerini sunarak bu konuda yardımcı olmaktadır:

• Kaplama tamamen kürlenmiştir ve yapısal olarak tekdüzedir;

• Kaplama sadece ihtiyaç duyulan bölgelere uygulanır;

• Kaplamanın maskelenmiş alanların yakınına yapışması;

• Aşağıdaki nedenlerden dolayı bitişik pedler veya iletken yüzeyler arasında köprü oluşmaz:

-- Yapışma kaybı,

-- Boşluklar veya kabarcıklar,

-- Islanma,

-- Çatlama,

-- Dalgalılık,

-- Balıkgözü veya köpekbalığı derisi;

• Yabancı kalıntılar; bileşenler, temas pedleri veya iletken yüzeyler arasındaki minimum yalıtım boşluğu gerekliliklerini ihlal etmez;

• Kaplama incedir ancak yine de bileşenlerin ve cihazların kenarlarına ulaşmaktadır.

IPC'nin uyumlu kaplama işlemiyle neyi başarmayı önerdiğine daha yakından bakana kadar bunların hepsi makul görünüyor.Kullandığınız veya müşterinizin istediği sürecin ilk göründüğü kadar açık olmadığını fark edebilirsiniz.

Öncelikle bileşenlerin ve cihazların kenarlarının ince bir tabaka ile kaplanması gerekliliğini göz önünde bulundurun.Bu gereksinimin standart kaplama işlemlerinin çoğunu kullanarak karşılanması imkansız olmasa da son derece zordur.Normal bir kalite kontrol işlemi sırasında keskin kenarların kaplanıp kaplanmadığını belirlemek oldukça zordur.Eğer müşteri bunun kendi gereksinimi olduğunu belirtiyorsa, bunu dikkatle düşünmek önemlidir.

Şimdi yukarıdaki tüm kusurların yanı sıra bitişik iletken bölümler arasındaki köprülerin bulunmaması şartına geçelim.Bu, operatörün, üzerine monte edilmiş bileşenlerle birlikte baskılı devre kartı üzerindeki tüm iletken elemanlar arasındaki boşlukları incelemesi ve bu kalite kriterini ihlal edecek kabarcıklar gibi kusurların olmadığından emin olması gerektiği anlamına gelir.Böyle bir görev, yalnızca en yüksek düzeyde yeterliliği değil, aynı zamanda çok büyük zaman harcamalarını ve büyük ölçekli üretimde, kalite kontrol uzmanlarından oluşan bir ordunun varlığını da gerektirir.

Müşterinizle veya kendi tasarım mühendisinizle tüm kalite kriterleri konusunda anlaşmaya varmadan önce, tam olarak neyi kabul ettiğinizi ayrıntılı olarak anlayın.

Konformal Kaplama Kalınlığı:

IPC-A-610'un ele aldığı son alan uyumlu kaplama kalınlığıdır.Standardın tablosu, akrilik konformal kaplamalar gibi çeşitli polimerik malzemeler için 0,03 mm ila 0,13 mm veya 30 µm ila 130 µm arasında değişen kabul edilebilir kuru film kalınlığı aralıklarını belirler.Proses düzgün bir şekilde uygulandığında bu, uyumlu bir kaplama uygulaması için geniş bir aralıktır.Altta yatan sorunların farkında değilseniz bu sınırları aşmak da kolaydır.Önemli olan, kullanılan konformal kaplama prosesinin prensiplerini ve malzemenin yeteneklerini anlamaktır.

Örneğin, bir tesisin otomatikleştirilmiş bir sistemi varsa daldırma kaplama sistemi30 mikrondan daha kalın solvent bazlı akrilik veya poliüretan kaplamadan kuru bir film elde etmek ve kalite kriterlerinde listelenen tüm kusurlardan kaçınmak zor olabilir.Kaplama tipik olarak daha ince olacaktır ve kriterleri karşılayacak kadar kalın olmayabilir.

Ayrıca kuru kaplama filmindeki kabarcık sayısı ile tek geçişte uygulanan ıslak kaplama filminin kalınlığı arasında doğrudan bir ilişki vardır.Bunu anlamak kolaydır: Tek geçişte çok kalın bir katman uygularsanız, kabarcıklar kalınlıktan yukarı çıkmadan önce yüzey kısmı sertleşecek (kuruyacak) ve içeride kalacaktır.Kaplamanın ince tabakalar halinde uygulanması kabarcık oluşumunun ortadan kaldırılması için en önemli koşuldur.Ancak seçici kaplama robotu genellikle tek geçiş modunda çalışır.Bu nedenle, bir uzlaşma bulmak ve kaplama uygulamasının teknolojik sürecini en iyi sonuçları elde edecek şekilde ayarlamak gerekir.

Tek tip bir kaplama ve tek tip bir uygulamaya ihtiyaç duymak aslında ne anlama geliyor?30–130 µm aralığında 'tek biçimli' anlamına mı geliyor?Kaplamanın yayılma eğiliminde olduğu keskin kenarlara ince bir tabaka sürmeye dikkat etmemiz gerekiyor mu?Son olarak standartta da belirtildiği gibi kaplamanın cihazın altında birikmesi durumunda belirli alanlarda izin verilen kalınlık sınırı olan 130 µm'nin aşılması kolaydır.Ne yazık ki, genel anlayışın aksine, daha fazlası her zaman daha iyi değildir ve aşırı kalın kaplamalar uzun vadede çatlama eğiliminde olduğundan aşırı kalın kaplamalardan kaçınılmalıdır.

Konformal kaplama uygulamasının otomatik kalite kontrolüne yönelik teknolojik süreçler:

Belirtildiği gibi, yukarıda özetlenen kalite kriterlerini karşılamak için tüm PCB'nin kapsamlı bir incelemesi gereklidir.Bu, göz yorgunluğu, dikkatin dağılması ve sınırlı verim gibi faktörlerden dolayı son derece zor bir iştir.Konformal kaplama kalite kontrolü otomatikleştirilebilir mi?

Bu mümkündür, ancak bazı çekinceler ve sınırlamalarla.

Piyasada mevcut olan otomatik koruyucu kaplama sistemlerine bakalım.Bunlar arasında mükemmel kamera ve tarayıcılara, mükemmel yazılıma ve en yüksek kalitede proses kontrolüne sahip çok yüksek teknolojili sistemler bulunmaktadır.Ürünlerin seri işlenmesini gerçekleştirebilir veya üretim hatlarına entegre edilebilirler ve mevcut teknolojik boşluğu dolduruyor gibi görünmektedirler.

Kameralar üç veya dört eksenli sistemlere monte edilir.Her kamera, bileşenlerin yanlarında gizli alanların olacağı büyük baskılı devre kartlarını incelerken paralaks bozulmasını ortadan kaldırmalıdır.Tarayıcı tabanlı sistemler de aynı paralaks distorsiyonundan muzdariptir ve artık paralaksı ortadan kaldıran tarama sistemleri mevcuttur.

Bununla birlikte, tüm bu sistemlerin bir dezavantajı vardır: PCB'nin her santimetresini her açıdan inceleyebilirler ve yine de sorunlu alanları gözden kaçırabilirler.Ancak bu genellikle otomatik koruyucu kaplama kalite kontrolünde belirleyici faktör değildir.Otomatik optik inceleme (AOI) sistemleri, standart uyumlu kaplama süreçlerinde IPC'nin kalite kriterlerini karşılamanın zorluğunu vurgulamaktadır.Bu sistemler, PCB kaplama içindeki kusurları gösterir ve herhangi bir operatörün görebileceğinden çok daha fazla 'görür'.

Sistem kullanıcısı için bu, Pandora'nın kutusunun açılması gibi görünebilir, çünkü artık tüm yüzeyleri kusurlu olan bir dizi baskılı devre kartına sahiptir.Durum böyleyse ve otomatik optik inceleme sistemi baskılı devre kartlarını bu kurallara göre denetleyecek şekilde ayarlanmışsa, kısa bir süre sonra üretim hattı duracaktır.Suçlu denetim sistemi mi, yoksa uyumlu kaplama süreci mi?Suç nerede olmalı?

Cevap basit: teknolojik süreçlerin çoğu, IPC standart kriterlerinin gerektirdiği kalite düzeyini sağlamaz.Otomatik optik inceleme sistemleri tüm kusurları (mekanik ve optik faktörlerin izin verdiği ölçüde) açıkça tanımlar.Üstelik mevcut kusurları çıplak gözle daha net görürler.

Konformal Kaplama Çözümü:

Optimum çözümün geliştirilmesi için yinelemeli bir sürecin uygulanması gerekir.

1. Hangi kusurların (kalite kriterleri) kabul edilebilir olduğunu belirleyecek ve bunları tanımlayabilecektir.

2. Mevcut ve yeni koruyucu kaplama prosesinde hangi seviyede kontrolün elde edilebileceğini ve her iki proses tarafından hangi kusurların oluşturulabileceğini belirleyin

3. Sistem kriterlerin karşılanmasına izin verirse tüm taraflar tatmin olacaktır.Aksi takdirde kriterlerin veya sürecin değiştirilmesi gerekir.

Sonuçta sağduyu kullanılmalı ve ardından doğru bilgi düzeyiyle doğru karar verilebilir.Optimum bir kalite kontrol süreci geliştirerek, daha sonra sorunlar ortaya çıktığında gereksiz maliyetler, anlaşmazlıklar ve karşı suçlamalar önlenebilir.