Vákuum-buborék hibaelhárítás: okok, folyamatszabályozás és PCBA minőségellenőrzés

A PCBA kiöntésben lévő buborékok és üregek könnyen észrevehetők a kikeményedés után, de ritkán egyetlen hiba okozza őket. Levegő bejuthat gyanta keverés, adagolás, alkatrészek hézagai, burkolat geometriája, nedvesség, szennyeződés, nem megfelelő töltési útvonalon vagy olyan térhálósodási folyamaton keresztül, amely a buborékokat a helyükön zárja, mielőtt azok kiszabadulnának.

Néhány buborék kozmetikai hatású. Mások csökkenthetik a lefedettséget egy kritikus terület körül, nemkívánatos utat képezhetnek a nedvesség számára, bonyolíthatják a szigetelési teljesítményt, befolyásolhatják a hőátadást, vagy a végső megjelenés nem felel meg az elfogadott szabványnak. A kulcs az, hogy korán meg kell határozni a termék kockázati és elfogadási kritériumait, ahelyett, hogy azt feltételeznénk, hogy a látható buborékok ártalmatlanok vagy automatikusan elfogadhatatlanok.

A vákuumos gáztalanítás és a vákuumos befőzés hasznos eszköz lehet, de nem univerzális gyógymód. A legjobban egy olyan folyamat részeként működnek, amely figyelembe veszi a gyanta kiválasztását, tárolását, keverését, a tábla tisztaságát, a rögzítési szöget, az üreg kialakítását, az adagolási sebességet, a töltési sorrendet, a kikeményedési viselkedést és az ellenőrzést is. A szélesebb körű gyártási munkafolyamatért lásd: PCBA cserepes folyamat útmutató.

Miért jelentenek több buborékot a PCBA edényben, mint kozmetikai problémát?

A buborék jelentősége attól függ, hogy hol található, mekkora, hogy csatlakozik-e egy másik üreghez, és hogy a terméknek mire van szüksége a gyantára. Egy nem kritikus területen lévő kis elszigetelt felületi buborék elfogadható vizuális szabvány szerint. A nagyfeszültségű elem mellett, mélyen az alkatrész alatt, egy környezeti tömítési határ közelében vagy egy termikus interfész belsejében lévő üregek felülvizsgálatát igényelhetik.

A folyamat céljának meghatározása előtt a csapatnak meg kell határoznia:

• azokat a területeket, ahol a teljes gyantafedés kritikus
• legyen szó megjelenésről, szigetelésről, nedvesség elleni védelemről, mechanikai alátámasztásról, termikus viselkedésről vagy más funkcióról
• hogyan kell megvizsgálni a látható és belső üregeket
• milyen elfogadási küszöb vonatkozik a termékre és ki hagyja jóvá az eltéréseket
• hogy a követelmény a gyártásra, a prototípusokra vagy mindkettőre vonatkozik-e

E meghatározás nélkül az operátor nem tud megkülönböztetni egy kisebb vizuális eltérést a valódi minőségi kilépéstől. Előfordulhat, hogy a szállító túl óvatosan vagy túl lazán árajánlatot ad, mert a várható folyamatszabályozás ismeretlen.

A buborékok és üregek gyakori okai cserepesedés közben

A legtöbb buborékprobléma anyag, geometria és folyamatkörülmények kombinációjából adódik.

A kikeményedett cserepes réteg szemrevételezése tiszta megvilágítás mellett a légzsákkal kapcsolatos problémák azonosítása érdekében.

Keverés vagy adagolás közben bevezetett levegő

A kétkomponensű anyagok az anyag-előkészítés vagy keverés során felfoghatják a levegőt. Az adagolórendszer levegőt juttathat be az anyag útvonalán, patroncserén, inkonzisztens adagoláson, nem megfelelő nyomáson vagy instabil start-stop profilon keresztül. A próbaadagolás segít a termékegységek feltöltése előtt ellenőrizni, hogy a kimenet egyenletes-e.

A gyanta viszkozitása és hőmérséklete

A nagyobb viszkozitású gyanta lassabban áramolhat a sűrű alkatrészek, keskeny rések vagy mély üreges falak körül. Ez levegőt hagyhat az alkatrészek alatt vagy a sarkokban. A hőmérséklet megváltoztathatja az áramlási viselkedést, de minden kondicionálásnak meg kell felelnie az anyagszállító követelményeinek. Ne változtassa meg a hőmérsékletet és ne keverje véletlenül a folyamatot, hogy megoldja a buborékproblémát; befolyásolhatja a munkaidőt, a kikeményedést és az anyagteljesítményt.

Az üreg geometriája és az alkatrészek elrendezése

A magas alkatrészek, az árnyékoló kannák, a huzalhurkok, a keskeny csatornák, az éles belső sarkok és az elzárt szellőző utak olyan területeket hozhatnak létre, ahonnan a levegő nem tud távozni, amikor a gyanta felemelkedik. Előfordulhat, hogy az üres burkolaton működő töltési pont nem működik, ha a feltöltött tábla telepítve van.

A PCBA potting DFM ellenőrzőlista elmagyarázza, hogyan kell felülvizsgálni a töltési határokat, a kihagyásokat, a légutakat, a rögzítéseket és a burkolat keresztmetszeteit a gyártás előtt.

Nedvesség és szennyeződés

A tábla felületén vagy az alkatrészek belsejébe szorult nedvesség a feldolgozási hibák egyik fő oka. Különösen a poliuretán (PU) edényanyagok nagyon érzékenyek a nedvességre. A PU izocianát komponense reagál a nedvességgel, szén-dioxid ($CO_2$) gáz szabadul fel, aminek következtében a gyanta habzik, és a térhálósodás után mikrobuborékokat vagy üregeket hoz létre.

A reaktív gázkibocsátás elkerülése érdekében az összeszerelési folyamatnak tartalmaznia kell:

• Elősütési ciklust csak akkor, ha azt az alkatrészek nedvességérzékenységi besorolása, az anyag adatlapja és a validált összeszerelési folyamat előírja. Ne alkalmazzon általános hőmérsékletet vagy időtartamot minden panelre és alkatrészre.
• Megfelelő tisztítás a folyasztószer maradványok, por, szálak, ujjlenyomatok és laza részecskék eltávolítására, amelyek befolyásolhatják a nedvesedést, a tapadást, és üregek keletkezését okozhatják.
• Anyagok és táblák ellenőrzött tárolása száraz szekrényekben vagy nitrogénnel öblített környezetben az adagolás előtt.

Töltési út és adagolási sebesség

A gyors töltés befoghatja a levegőt. A lassú feltöltés megnövelheti a ciklusidőt, és még mindig meghibásodhat, ha a fúvóka helyzete vagy töltési útvonala rossz. A fúvóka magassága, a tű mérete, a lövés térfogata, a rögzítési szög, a kiindulási hely, a leállítás helye és az, hogy a gyantát szakaszosan öntik-e ki, mind befolyásolják az eredményt.

A folyamat megváltoztatása előtt használjon kiváltó ok-sorozatot

Amikor buborékok jelennek meg, több változó egyszerre történő megváltoztatása megnehezíti a probléma megoldását. Használjon helyette strukturált sorozatot. Kezdje az anyag azonosságának, tárolási állapotának, a keverék elkészítésének és a munkaidő állapotának megerősítésével. Ezután tekintse át az alkatrész tényleges geometriáját és a buborékok helyét. Ezután ellenőrizze az adagolási útvonalat, a rögzítőelem helyzetét, a fúvóka beállítását és a kikeményítési sorrendet a jóváhagyott minta- vagy folyamatrekord alapján.

Ez a megközelítés elválasztja az anyaggal kapcsolatos kérdéseket a geometriával kapcsolatos problémáktól, és elkerüli, hogy minden hibát vákuumproblémaként kezeljenek. Ezenkívül egyértelmű nyilvántartást hoz létre az ügyfél és a gyártó csapat számára, amikor folyamatmódosítást javasolnak. A kiváltó ok áttekintésének három kérdésre kell választ adnia: hová került a levegő valószínűleg, miért nem tudott kiszabadulni, és milyen ellenőrzött változást fognak ellenőrizni a következő adag előtt.

Mikor segíthet a vákuumos gáztalanítás vagy a vákuumozás

A vákuumos gáztalanítást gyakran használják a gyantában lévő levegő mennyiségének csökkentésére az adagolás előtt. A vákuumos edényezés akkor is segíthet, ha a folyamat jobban szabályozza a levegő eltávolítását az üregből vagy az összetett alkatrészgeometriák körül. A pontos beállítás az anyagtól, a háztól, a felszereléstől és a jóváhagyott eljárástól függ.

Gyanta gáztalanítási folyamata vákuumkamrában a magával ragadó légbuborékok eltávolítására az adagolás előtt.

A vákuumképességet érdemes lehet felülvizsgálni, ha:

• a gyanta viszkózus vagy több komponensből kevert
• az üreg mély, keskeny vagy nehezen szellőzhető
• a táblának magas vagy szorosan egymásra rakott részei vannak, amelyek rejtett tereket hoznak létre
• a termékkövetelménynek szigorú semmis vagy vizuális szabványa van
• buborékok többször is megjelentek az alapvető folyamatszabályozás ellenére
• a beszorult levegő megbízhatósági kockázata magasabb, mint a normál kozmetikai eltérés

A vákuum nem automatikusan megoldás. Nem tudja korrigálni a meghatározatlan kitöltési geometriát, a rossz maszkolást, a szennyezett felületeket, az összeférhetetlen anyagot vagy a nem egyértelmű elfogadási feltételt. Ezenkívül megváltoztathatja a folyamatidőt, a felszerelési igényeket, a felszereléseket, az anyagkezelést és a költségeket. Kezelje úgy, mint egy folyamatértékelési képességet, ne pedig egy jelölőnégyzetet, amelyet minden ajánlatkéréshez hozzá kell adni.

Folyamatszabályozások, amelyek csökkentik a beszorult levegőt és az inkonzisztens töltést

A leghatékonyabb megközelítés a folyamat vezérlése az első gyártóegység feltöltése előtt.

Erősítse meg az anyagot és az elkészítési módot

Használja a jóváhagyott gyantát, a tárolási feltételeket, a keverési arányt és a munkaidőre vonatkozó útmutatást. Ellenőrizze, hogy a terméknek szüksége van-e anyagkondicionálásra, szabályozott keverésre vagy gáztalanításra. Egy anyagcsere vagy a készítmény át nem vizsgált változtatása eléggé eltolhatja az áramlást és a gyógyító viselkedést ahhoz, hogy érvénytelenítse a korábbi vizsgálati eredményeket.

Használjon első cikk szerinti próbákat és ellenőrzött adagolást

A mennyiségi gyártás előtt használjon mintaegységeket vagy reprezentatív geometriát az adagolási útvonal, a töltési szint, a fúvóka helyzetének, a rögzítésnek, a várakozási időknek és a kikeményedési sorrendnek a meghatározásához. Fényképezze vagy dokumentálja az elfogadott eredményt, hogy a vonal és az ügyfél ugyanazt a hivatkozást használja.

Kivitel a levegő távozásához

Tekintse át a fizikai útvonalat, amelyen a gyanta halad, és azt az utat, amelyet a levegő kivezet az üregből. A rejtett üregek elkerülése érdekében előfordulhat, hogy a tervnek más töltési helyre, szellőzőnyílásra, rögzítési szögre, lassabb útra vagy fokozatos kitöltésre van szüksége. A válasznak a tényleges burkolatból és az összeállítás geometriájából kell származnia, nem pedig egy általános gépbeállításból.

Adott esetben fontolja meg a szakaszos kitöltést

Egyes termékekben az alacsonyabb kezdeti töltés, majd a kiegyenlítés vagy a részleges kikeményedés lehetővé teszi a levegő távozását a következő réteg hozzáadása előtt. Ez javíthatja a vezérlést nehéz geometriákon, de növeli a kezelést, a kikeményedési időt, az ellenőrzési pontokat, a munkaterületet és a költségeket. Csak akkor használjon szakaszos töltést, ha a termék és az anyagfolyamat ezt indokolja.

Az ellenőrzést tartsa kapcsolódva a folyamathoz

A vizuális ellenőrzéseket, a kitöltési szint ellenőrzéseket, a súlyellenőrzéseket, a fényképeket, a funkcionális teszteket vagy más egyeztetett ellenőrzéseket a tényleges kockázat körül kell megtervezni. Egy minőségi terv, amely csak azt mondja, hogy „nincs buborék”, nem végrehajtható. Meg kell határoznia a megfigyelési módszert, a releváns területet, az elfogadási határt, a dokumentációs követelményt és az eszkalációs útvonalat.

Tartsa a gyógyító viselkedést az érvényesítési tervben

Az a pont, amelyen a gyanta zselésedni vagy kikeményedni kezd, befolyásolja, hogy a levegő fel tud-e még emelkedni és távozni tud-e. A térhálósodás a kiválasztott anyagtól, a készítménytől, a hőmérséklettől, a gyanta tömegétől és a termék geometriájától függ. A jóváhagyott anyagutasításokon és reprezentatív mintákon keresztül kell érvényesíteni, nem pedig informálisan a vonalon.

Ha a térhálósítás időzítésében, szakaszában vagy hőmérsékletében változtatást fontolgat, kezelje azt ellenőrzött műszaki változtatásként. Ellenőrizze, hogy ez befolyásolja-e az anyag megmunkálási idejét, végső tulajdonságait, megjelenését, az ültetés utáni teszt időzítését vagy a gyártási teljesítményt. Ez különösen fontos, ha egy folyamat többszörös kitöltést vagy hosszú várakozási időszakot használ a lépések között.

Ellenőrzési és elfogadási kritériumok cserepes PCB-szerelvényekhez

Az ellenőrzésnek praktikusnak kell lennie a késztermék esetében. Egyes üregek láthatók lehetnek egy felületen vagy egy átlátszó burkolaton keresztül; mások nem figyelhetők meg termékspecifikus módszer nélkül. A szükséges ellenőrzést az árajánlat és a mintaépítés előtt meg kell határozni.

Az elfogadás hasznos meghatározása a következőket tartalmazhatja:

• mely felületeket vagy területeket szemrevételezéssel ellenőrzik
• elfogadható töltési magasság vagy határ eltérés
• látható buborék- vagy üresedési határok a kritikus és nem kritikus zónákban
• az első cikkhez vagy gyártási tételhez szükséges fényképfelvételek
• elektromos, szigetelési, folytonossági vagy funkcionális tesztek a kikeményedés után
• mintavételi szint, hibakezelés és ügyfél-jóváhagyási útvonal

Ne másoljon át kritériumokat egy másik termékről anélkül, hogy ellenőrizné, hogy a geometria, a gyanta, a burkolat és a végfelhasználási kockázat összehasonlítható-e. A minőségvizsgáló szolgáltatás vitát a végső modulkövetelményekhez kell kötni, nem csak a csupasz táblához.

Párosítsa az ellenőrzési módszert a ténylegesen megfigyelhetőhez

Az ellenőrzési módszer csak akkor hasznos, ha látja a releváns kockázatot. A felületi vizuális ellenőrzés megerősítheti a kitöltési határt és a nyilvánvaló buborékokat, de nem tár fel rejtett űrt az összetevő alatt. Ellenkezőleg, egy összetett ellenőrzési követelmény a döntés javítása nélkül növelheti a költségeket, ha a termék kockázata egy látható kozmetikai felületre korlátozódik.

Az első cikk áttekintése során állapodjon meg az elfogadás gyakorlati bizonyítékairól. Ez tartalmazhat fényképeket meghatározott nézőpontokból, ellenőrzött súly- vagy töltésszint-ellenőrzéseket, funkcionális tesztek eredményeit és az ügyfél által jóváhagyott referenciamintát. Ha egy termékhez más módszerre van szükség, akkor azt ajánlattétel előtt határozza meg, hogy a szükséges felszerelés, idő és dokumentáció mindkét oldal számára látható legyen.

Mit kell tisztáznia az ügyfeleknek a gyártás megkezdése előtt

Mielőtt a szállító megkezdi a beállítást, biztosítson egy ellenőrzött csomagot, amely a következőket tartalmazza:

• összeállítási és burkolati rajzok, beleértve az üreg keresztmetszetét és a töltési zónákat
• jóváhagyott gyanta vagy megengedett anyagkövetelmények
• vizuális, érvénytelen, kitöltési szintű és maszkolási elfogadási feltételek
• meghatározott tartási pontok a csatlakozókhoz, címkékhez, tesztpontokhoz, LED-ekhez, érzékelőkhöz és rögzítőkhöz
• beültetés előtti és utókezelési vizsgálati sorrend
• szükség van-e vákuumgáztalanításra, vákuum-edényezésre vagy fokozatos töltésre, vagy értékelni kell
• minta jóváhagyási, fényképes, nyomon követhetőségi és hibabejelentési elvárások

Ez az információ lehetővé teszi, hogy a PCB összeszerelési szolgáltatás csapat megtervezze a tényleges munkát, ahelyett, hogy egy rövid jegyzetből következtetne rá. Új termék vagy folyamatmódosítás esetén tegye fel a kérdést a gyártás előtt a kapcsolati oldal oldalon.

Következtetés

A PCBA-beágyazásban lévő buborékokat a folyamatdefinícióval lehet a legjobban kezelni, nem csak a késői ellenőrzéssel. Az anyagkezelés, a gyantaáramlás, az üreggeometria, az alkatrészek elhelyezése, a rögzítés kialakítása, a töltési sorrend, a vákuumképesség, a keményedés és az elfogadási kritériumok mind hozzájárulnak az eredményhez.

A vákuum hasznos lehet ott, ahol a termék kockázata és geometriája indokolja, de ezt a teljes cserepes folyamat részeként kell értékelni. Határozza meg a kritikus területeket, érvényesítsen egy reprezentatív mintát, és dokumentálja, hogyan néz ki egy elfogadható egység a mennyiségi gyártás megkezdése előtt.

GYIK a Vákuumos cserepes buborékokról

Garantálja-e a vákuumozás a buborékmentes eredményt?

Nem. A vákuum csökkentheti a levegővel kapcsolatos kockázatot a megfelelő folyamatokban, de nem szünteti meg a megfelelő anyag-előkészítés, a geometria áttekintése, az adagolás ellenőrzése, a térhálósítás tervezése és az elfogadási kritériumok szükségességét.

Minden látható buborék kudarc?

Nem feltétlenül. A jelentősége a buborék helyétől, méretétől, funkciójától és a megállapodás szerinti termékszabványtól függ. A gyártás előtt határozza meg a kritikus zónákat és az ellenőrzési kritériumokat.

Mikor kell egy terméknél szakaszos tölteléket használni?

A lépcsőzetes feltöltés akkor jöhet szóba, ha a mély üregek, a magas alkatrészek, a viszkózus anyag vagy a nehéz levegő kiáramlása megbízhatatlanná teszi az egyetlen töltést. Ellenőrizni kell a tényleges termékkel szemben, mert növeli az időt és a folyamat bonyolultságát.