МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Оптический — основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектом контроля. Оптический контроль по признакам внешнего вида является самым информативным видом контроля на производстве печатных плат. Для этого обычно используются микроскопы, однако если объемы производства достаточно велики то разумным решением будет использовать системы автоматического оптического контроля качества выпускаемой продукции.

Системы автоматического оптического контроля используют высококачественную оптику, аппаратное и программное обеспечение, которое содержит различные алгоритмы нахождения дефектов пайки, нанесения паяльной пасты, и установки компонентов. Система получает изображение и сравнивает его с панелью эталонов, хранящейся в памяти АОИ. Алгоритмы поиска дефектов анализируют несоответствия между проверяемым объектом и эталонным и принимают решение, являются ли различия в эталоне и проверяемом объекте дефектами или нет. Алгоритмы принятия решений базируются на установках пользователя АОИ.

Акустический (ультразвуковой неразрушающий контроль) — основан на применении ультразвуковых частот от 20 кГц до 30 МГц. Позволяет выявлять глубинные дефекты типа нарушения целостности, расслоения, измерять толщину и обнаруживать развивающиеся трещины.

Вихретоковый — основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этим полем в объект контроля. В зависимости от вида дефекта печатного проводника вихревые токи имеют различные распределения.

Рентгеновский — просвечивание объекта исследования рентгеновскими лучами. Это позволяет максимально точно определить наличие, размер и местоположение дефектов в изделии. Хорошим примером может служить система рентгеноскопии монтажных элементов печатных плат.

Тепловой — основан на регистрации изменений в тепловых полях контролируемого объекта, вызванных производственными дефектами. Основным параметром является распределение температуры по поверхности объекта, которое несет информацию об особенностях теплопередачи, внутренней структуре и наличии дефектов. 1)Пассивный - производят без внешнего воздействия тепла. 2) Активный - производят нагревание или охлаждение изделия или его компонентов.

Магнитный — производится анализ взаимодействия контролируемого объекта с магнитным полем. Используется для выявления дефектов в ферромагнитных металлах (железо, никель, кобальт и сплавов на их основе);

Электрический — регистрация параметров электрического поля, взаимодействующего с объектом контроля или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия;

Радиоволновой — регистрация изменений в параметрах электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом;

Проникающими веществами — проникновение веществ в полости дефектов контролируемого объекта.

Под визуальным и оптическим контролем внешнего вида изделия мы обычно понимаем его соответствие некому эталону. Если он сушествует в явном виде, то эталонное и контролируемое изображение совмещают и оценивают степень отличия. Бывают случаи, когда эталона не существует и имеется лишь общее представление о нем. В этом случае суть контроля сводится к оценке соответствия наблюдаемой картины представлению об эталоне. В обоих случаях контроль внешнего вида ранее осуществлялся человеком и в нем присутствовали ошибки, а расплывчивость постановки задач контроля допускала произвол в принятии решений.

Процесс производства печатных плат стал одним из первых технологических процессов, в котором ошибки контроля стали существенно влиять на результаты производства. При том что почти 70 % всех контрольных операций составляет контроль внешнего вида, а его достоверность при выполнении человеком около 65 %. Сама операция как визуального так и оптического контроля для человека утомительная, монотонная и требует напряженного труда

МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОГО И ВИЗУАЛЬНО КОНТРОЛЯ

Метод сравнения с эталоном - Сравнение контролируемого изображения с идеальным (эталоном). Отличия классифицируются в соответствии с допусками, определяемыми технологией как существенные (дефекты) или несущественные.

Безэталонный метод контроля - Эталон изображения отсутствует. Дефекты в этом случае определяются как нарушение определенных правил, которым должна удовлетворять правильная топология.

ОБЪЕКТЫ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ:

Дефекты нанесения паяльной пасты: нанесение с неправильным углом, отсутствие пасты, растекание пасты, недостаточное нанесение, неравномерное нанесение.

Два принципиально разных подхода к обнаружению дефектов ПП - это контактный электрический контроль, позволяющий выявлять разрывы и короткие замыкания проводников. Второй - бесконтактный визуальный, основанный на анализе изображений, полученных тем или иным способом.

Основным достоинством электрического контроля является достоверность получаемых результатов. Основным недостатком - ограниченный перечень обнаруживаемых дефектов. Электрический контроль не позволяет выявлять такие существенные дефекты как нарушение допуска на ширину проводника и расстояние между проводниками, разрыв кольца контактной площадки и другие. В то же время, такие нарушения являются весьма существенными факторами, определяющими работоспособность конечной продукции.

Электрическому контролю могут подвергаться только завершающие стадии технологического процесса производства ПП. Однако обнаружение дефектов на ранних стадиях позволяет заметно сократить производственные издержки.

Учитывая современные темпы миниатюризации микроэлектроники, можно утверждать, что область применения электрического контроля сократилась до задачи функционального тестирования готовых устройств, а топология ПП проверяется только визуально.

Список литературы:

1. Печатные платы [Электронный ресурс] // RCM Group. - Режим доступа: www.rcmgroup.ru/pechatnye-platy/kachestvo-pechatnykh-plat.html.
2. Карпов, С. Прецизионный контроль печатных плат. С. Карпов // Технологии в электронной промышленности. – 2008. - №7. - С. 36-40.
3. Дианов, В. Н. Диагностика и надежность автоматических систем: учеб. пособие / В.Н. Дианов. –М.: Моск. гос. индустриальный ун-т, Ин-т дистанц. образования, 2007. - 159 с.
4. ГОСТ 24034-80 Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 12 с.