Основы проектирования электронных средств Материалы к Экз ОПЭС-2014 РК-01-02 / Не для распространения Введение в технологию поверхностного монтажа

Рабочее место визуального контроля специально разработано для контроля качества сборки ПУ с компонентами поверхностного монтажа. Завершенное конструктивное исполнение в виде настольного блока имеет антистатическое покрытие, механизированный или ручной привод изменения угла обзора и переключения объективов, гарантирующий удобную работу оператора. Улучшенная эргономика, регулировка угла и направления осмотра контролируемого объекта, специальное освещение, высококачественное стереоскопическое изображение, большая глубина резкости, оптимальная цветопередача, антибликовый экран, легко перемещаемый рабочий стол с фиксацией положения и надежными зажимами для быстрого закрепления ПУ, оптическое увеличение до 80 крат, возможность работы в контактных линзах и очках – все это содействует эффективной, производительной работе, а также снижению напряжения и утомляемости оператора.

Рис. 10.23. Стереомикроскоп VS8

Табл. 10.5. Оптические характеристики рабочего места визуального контроля ПУ VS8

10.5.1.6.Аксессуары для LYNX, Alpha, Beta, VS8

Передовые стереомикроскопы Vision Engineering имеют широкий спектр оптических аксессуаров разработанных для повышения их характеристик и гибкости. Модульная конструкция (Рис. 10.24) позволяет легко и быстро устанавливать аксессуары.

201

Цифровые камеры. С системами Vision Engineering можно использовать большинство цифровых камер, которые допускают закрепление монтажным соединением типа «C». Некоторые цифровые камеры можно снимать с микроскопа и использовать отдельно для фотографирования. Большинство камер поставляется с соответствующим программным обеспечением для архивирования и простого анализа.

Рис. 10.30. Цифровая камера, закрепленная на стереомикроскопе

Видео и CCTV камеры. Видео и CCTV камеры от большинства ведущих производителей можно установить на стерео системы Vision Engineering. Камеры можно подключать к компьютерам через SCSI карту или непосредственно через видео выход. Видеокамеры могут быть оснащены программным обеспечением для архивирования, хранения и анализа. Vision Engineering предлагает ряд программного обеспечения для архивирования и анализа.

Рис. 10.31. Видеокамера, установленная на стереомикроскопе

Поляроид и 35 мм зеркальные камеры. Моментальные камеры Поляроид дают удобство фиксирования объектов. Камеры Поляроид легко устанавливаются на любую оптическую головку фирмы Vision Engineering.

Большинство 35 мм зеркальных камер дают изображения с высоким разрешением и позволяют высокую степень настройки диафрагмы, скорости затвора и т.д. Большинство существующих 35 мм зеркальных камер может быть соединено с устройствами фирмы

Vision Engineering.

Рис. 10.32. Моментальная камера установлена на стереомикроскопе

204

10.5.1.7.Расширенные окуляры ISIS

ISIS является новым аксессуаром для окулярных микроскопов, который был разработан для улучшения характеристик обычных бинокулярных микроскопов. ISIS может быть установлен на широкий спектр качественных микроскопов.

Запатентованный аксессуар ISIS использует технологию расширенных окуляров (РО) фирмы Vision Engineering и просто устанавливается на место традиционных окуляров моно, обычных, исследовательских и стереомикроскопов.

Рис. 10.33. ISIS Расширенные Окуляры

Рис. 10.34. Бинокулярная оптическая головка совместно с окуляром

ISIS дает выходное изображение в двенадцать раз большее, чем обычные окуляры, обеспечивая значительно большую свободу движениям головы, уменьшая усталость и дополнительно увеличивая расстояние между глазами пользователя и окулярами в четыре раза.

Рис. 10.35. Принцип работы расширенных окуляров

205

Изображение в расширенных окулярах генерируется парой малогабаритных многогранных передаточных дисков (лентикулярных дисков); один диск диаметром 83 мм для каждого окуляра. Их поверхности содержат более двух миллионов отдельных лентикуляров (линз) и вращаются с высокой скоростью для того, чтобы объединить миллионы отдельных оптических путей в четкое изображение без аберраций.

Обычные окуляры имеют узкий выход, поэтому пользователям необходимо с высокой точностью совмещать глаза с центрами каждого окуляра.

Рис. 10.36. Принцип работы обычных окулярных микроскопов

Обычно небольшое движение глаза приводит к потере части поля зрения, так как зрачок выходит за пределы узкого окуляра.

Рис. 10.37. Потеря части поля зрения – зрачок выходит за пределы узкого окуляра

ISIS исключает необходимость для пользователей точно совмещать глаза с центрами каждого окуляра. Расширенный выход ISIS означает, что пользователи могут просто перемещать глаза, чтобы увидеть всю площадь изображения, так как зрачок остается в пределах в 12 раз большего выходного изображения, генерируемого ISIS.

Рис. 10.38. Нет потерь поля зрения – зрачок не выходит за пределы узкого окуляра

Практическое назначение ISIS включает в себя более эффективное и легкое использование качественных микроскопов для любого применения. В частности для пользователей, работающих с высоким увеличением, технология расширенных окуляров ISIS дает более комфортный обзор удаленных от центра оптического поля деталей.

206

высоким разрешением проецируется на большой площади для максимального комфорта наблюдения.

Рис. 10.42. Оптические параметры

Операторы часто переводят взгляд с увеличенного изображения объекта на реальный объект (особенно при манипуляциях с деталями), большое расстояние до видимого увеличенного изображения исключает необходимость рефокусировки глаз каждый раз – ощутимое преимущество в уменьшении напряжения и усталости.

Дополнительно, проецируемое изображение по сравнению с окулярами дает значительно большую свободу оператору и позволяет работать в очках. Операторы, которым необходимо для чтения использовать очки и снимать их для работы на микроскопе, должны при этом перефокусироваться на различные расстояния, что приведет к быстрой усталости глаз. Операторам с астигматизмом еще хуже: снятие очков незамедлительно ухудшает их зрение.

Существенные эргономические преимущества способствуют повышению производительности и уменьшению отходов, так как оператору легче контролировать, и он может работать дольше без накапливаемой усталости.

Базовое увеличение РО микроскопов достигается путем использования современных линз и корректирующей внутренней оптики, с применением системы с параллельным афокальным трансфокатором.

Преимущества бесконечного фокуса с усовершенствованной технологией увеличивают оптическую и световую эффективность, которые в свою очередь дают значительно большую четкость и яркость изображения.

Рис. 10.43. Оптическая схема Расширенных Окуляров

208

10.5.1.8. Системы визуального контроля качества пайки корпусов BGA ERSASCOPE

Рис. 10.44. Система визуального контроля качества пайки корпусов BGA ERSASCOPE

Система визуального контроля ERSASCOPE разработана для инспекции качества пайки компонентов со скрытыми выводами, таких как BGA, μBGA. С помощью микроэндоскопа ERSASCOPE и ПЗС камеры, соединенных с платой видеозахвата, установленной в персональном компьютере, система позволяет получить изображения паяных соединений на экране монитора с увеличением выше 300 крат. Минимальное расстояние между корпусом компонента и ПП, при котором возможна инспекция, – 0,05 мм. Программное обеспечение, поставляемое в комплекте с системой, позволяет производить архивировать изображений, дополненных комментариями и графическими элементами. База данных дефектов паяных соединений позволяет быстро установить место возникновения дефектов в производственном процессе и принять превентивные меры. Помимо контроля компонентов со скрытыми выводами, система, оснащенная микроэндоскопом MAGNISCOPE, который устанавливается вместо микроэндоскопа ERSASCOPE, может осуществлять визуальный контроль обычных радиальных компонентов и ПМИ, трафаретов, нанесенной паяльной пасты, металлизированных отверстий и т.д. Система освещена оптоволоконным световодом для обеспечения холодного освещения в области инспекции.

Контроль качества пайки BGA. До сих пор рентгеновский контроль был единственным методом неразрушающего контроля качества пайки BGA. Анализ рентгеновских снимков, производимых в проекции корпуса BGA на ПП, позволяет выявлять широкий спектр типовых дефектов, могущих образоваться в ходе пайки, например: межвыводные перемычки, смещения, пустоты. Вместе с тем, рентген неэффективен для обнаружения “холодных паек”, микротрещин между выводами BGA и контактными площадками и еще ряда дефектов. Например: поскольку силами поверхностного натяжения уже на начальной фазе пайки сферические выводы PBGA (или CSP) самоцентрируются по контактным площадкам, то рентгеновская проекция “холодной пайки” может выглядеть практически безукоризненно! Наконец, рентгеновское оборудование слишком дорого, чтобы стать широко доступным инструментом для повседневного контроля качества.

К методам неразрушающего контроля изделий с BGA традиционно относится и функциональное тестирование. Увы, функциональный тест “холодной пайки” может выполняться с тем же успешным результатом, что и для надежного паяного соединения: электрический контакт выводов BGA с проводниками на ПП имеет место в обоих случаях, хотя в первом он и недолговечен. Таким образом, основываясь на результатах даже двух типов неразрушающих тестов – функционального и рентгеновского, – сложно сделать вывод о качестве пайки в смысле ее долговременной прочности.

209