Einführung
Innerhalb des Qualitätsmanagementsystems für die PCBA-Herstellung war die Fehlerbehebung während der Funktionstestphase schon immer die zeitaufwändigste und anspruchsvollste Aufgabe für Techniker. Wenn eine Leiterplatte eingeschaltet und in Betrieb ist, manifestieren sich alle mikroskopischen Herstellungsfehler-z. B. Parameterabweichungen durch falsch platzierte Widerstände oder Kondensatoren, mikroskopisch kleine Brücken unter ICs oder lokalisierte Kurzschlüsse in den Innenschichten von Mehrschichtplatinen- sofort als abnormale Wärmeableitung. Herkömmliche Punkt{5}}zu-Messungen mit einem Multimeter oder die Signalerfassung mit einem Oszilloskop sind äußerst ineffizient, wenn es um präzise Einzelplatinenbaugruppen geht, die oft Tausende von Komponenten enthalten. Die Einführung der hochauflösenden Infrarot-Wärmebildtechnologie-, die während der Einschaltphase -Transiententemperaturfeldscans der gesamten Platine durchführt{12}}wandelt unsichtbare Stromanomalien in sichtbare Temperaturunterschiede um und ermöglicht so eine präzise Überprüfung lokalisierter Überhitzungsfehler innerhalb von Sekunden.
Die physikalische Natur der abnormalen Überhitzung beim Einschalten und der Mechanismus des Temperaturanstiegsfehlers
Wenn eine PCBA eingeschaltet und in Betrieb ist, erfährt jede Komponente -aufgrund ihrer inhärenten Impedanz-einen normalen Temperaturanstieg gemäß den Gesetzen der Thermodynamik, basierend auf ihrer Verlustleistung. Bei Abweichungen in derProduktionslinienprozess, wird dieses thermische Gleichgewicht schlagartig gestört. Bei der PCBA-Herstellung sind elektrische Kurzschlüsse oder umgekehrte Ausfälle von Komponenten die häufigsten Ursachen für Überhitzung. Wenn zwei benachbarte Leiterbahnen aufgrund eines winzigen Kurzschlusses eine virtuelle Verbindung bilden oder wenn unter einem großen BGA örtliche Lötbrücken entstehen, verursacht der extrem niedrige Widerstand des Kurzschlusspfads augenblicklich einen massiven Stromstoß, der zu einem sofortigen Wärmestau an der Defektstelle führt. Darüber hinaus können bei mehrschichtigen Leiterplatten nach dem Laminieren und Löten, wenn die galvanisierte Kupferschicht innerhalb einer Durchkontaktierung mikroskopische Grate oder Risse in der Zwischenschichtisolierung aufweist, hochfrequente Schaltstromstöße einen erhöhten Leckstrom auslösen, wodurch der Wärmewiderstand in der Umgebung der Durchkontaktierung in die Höhe schnellen kann. Diese mikroskopisch kleinen physikalischen Fehler manifestieren sich letztendlich makroskopisch als abnormale lokalisierte Hotspots, die die Designerwartungen übertreffen.
Technische Vorteile der Infrarot-Wärmebildgebung und der dynamischen thermischen Infrarot-Panoramaanalyse
Die Infrarot-Wärmebildprüfung ist nicht auf den Kontakt mit physikalischen Sonden angewiesen, sondern nutzt die physikalische Eigenschaft, dass alle Objekte über dem absoluten Nullpunkt Infrarotstrahlung aussenden, um die Temperaturverteilung auf der Platinenoberfläche digital zu erfassen. Im Vergleich zu herkömmlichen manuellen Inspektions- oder Einzelpunkt-Infrarotthermometern sind professionelle 3D-Infrarot-Wärmebildkameras mit ungekühlten Brennebenendetektoren ausgestattet, die Auflösungen von bis zu 640 x 518 Pixeln oder höher bieten. Während der Übergangszeit, wenn die PCBA eingeschaltet ist, kann der Imager dynamische Wärmestrahlungsdaten über die gesamte Platine mit einer Rate von über 30 Bildern pro Sekunde erfassen. Die Systemsoftware wandelt die gesammelte Strahlungsenergie in tatsächliche Temperaturwerte um und erzeugt eine farbige -Pseudo-Wärmeanimation mit extrem hoher räumlicher Auflösung auf dem Bildschirm. Selbst ein geringfügiger Temperaturanstieg von 0,5 Grad, der durch einen geringen Leckstrom in einem winzigen 0201-Oberflächenmontagekondensator verursacht wird, kann der Erkennung durch den Detektor nicht entgehen. Diese panoramische, Echtzeit--Ansichtsdarstellung visualisiert versteckte elektrische Fehler direkt.
Digitale Schwellenwertkriterien und Temperaturdifferenzstandards (Delta T) für die Qualitätsprüfung
Im eingeschalteten-100-%-Inspektionsprozess für Hochleistungs-PCBs-wie sie beispielsweise in Automobilelektronik und Server-Motherboards verwendet werden- ermöglicht die Wärmebildinspektion eine vollautomatische digitale Ausschussprüfung durch die Erstellung von Referenz-Wärmebildern. Entwicklungsabteilungen müssen innerhalb der Systemsoftware rote Grenzwerte für jeden kritischen physischen Bereich des Motherboards festlegen. Bei konstantem Betriebsstrom vergleicht das System automatisch die Temperaturdifferenz zwischen der zu testenden Platine und der Referenzplatine nach derselben Einschaltdauer. Bei Haupt-Power-Management-Chips oder Kernprozessoren ist der normale Betriebstemperaturanstieg typischerweise auf nicht mehr als 65 Grad begrenzt. Wenn die Wärmebildkamera erkennt, dass die lokale maximale Oberflächentemperatur 85 Grad übersteigt oder die Temperatur des entsprechenden Bereichs auf der Referenzplatine um mehr als 10 Grad übersteigt, löst das System sofort eine Fehlerermittlung aus. Für Hochfrequenz-Differenzleiterbahnen und die Bereiche um Leistungsinduktivitäten-aufgrund ihrer geringen Wärmekapazität-sind die Ablehnungsschwellen sogar noch strenger; Jeder unerwartete plötzliche Temperaturanstieg über 3,5 Grad wird vom System direkt gemeldet und abgelehnt.
Verbesserung des SMT-Prozesses und Rückverfolgbarkeit von Fehlern durch Wärmebild-Datenketten
Die Wärmebildprüfung dient nicht nur als Qualitätskontrollmaßnahme am Ende der Produktionslinie, sondern die dadurch erzeugten Daten zur Temperaturfeldverteilung bilden auch den Kern des Datenstroms, der zur Anpassung verwendet wirdSMT-Platzierung Parameter und Upgrade-Vorrichtungsprozesse in der Produktionslinie. Wenn eine Wärmebildkamera bei einer bestimmten Charge intelligenter Steuerplatinen innerhalb von 3 Sekunden nach dem Einschalten häufig eine plötzliche Überhitzung und ein Sieden bei einer bestimmten Spannung -Regulierungsdiode- meldet, kann das Analyseteam das geometrische Zentrum des Wärmebilds verwenden, um das Problem auf frühere Phasen des Prozesses zurückzuführen. Durch Querverweise- SPIDaten mit den Koordinatenversatzdatensätzen aus demSMTPlatzierungsmaschineTechniker können oft schnell feststellen, dass die Schablonenöffnung an dieser Stelle zu groß ist, was zu übermäßigem Lot auf dem Stift führtReflow-LötenMaschineund die Bildung einer verborgenen Brücke während des Reflow-Prozesses. Durch die Reduzierung der Öffnungsfläche dieser Schablone um 20 % und die Durchführung einer weiteren Runde von Massenproduktions- und Einschalttests wird die Temperaturanstiegskurve in diesem Bereich stetig in den grünen Standardbereich zurückkehren. Diese Art der umgekehrten Parameterabstimmung auf der Grundlage einer thermodynamischen Charakterisierung schafft ein geschlossenes Qualitätskontrollsystem über den gesamten Produktionsprozess.
Die präzise Steuerung des Infrarot-Temperaturfelds während der Einschaltphase in Kombination mit wissenschaftlicher, digitaler thermischer Infrarot-Panoramabildgebung zur Eliminierung aller latenten Überhitzungsrisiken ist eine Schlüsselstrategie für die Aufrechterhaltung einer langfristigen, qualitativ hochwertigen Lieferung in der Elektronikfertigung.
Kurze Fakten über NeoDen
- Gegründet im Jahr 2010 mit 200+ Mitarbeitern und 27,{3}} m². Fabrik unabhängiger Eigentumsrechte, um die Standardverwaltung sicherzustellen und die wirtschaftlichsten Effekte zu erzielen und gleichzeitig Kosten zu sparen.
- Besitzte ein eigenes Bearbeitungszentrum sowie erfahrene Monteure, Tester und QC-Ingenieure, um die starken Fähigkeiten für die Herstellung, Qualität und Lieferung von NeoDen-Maschinen sicherzustellen.
- 40+ globale Partner in Asien, Europa, Amerika, Ozeanien und Afrika, um 10000+ Benutzer auf der ganzen Welt erfolgreich zu bedienen und einen besseren und schnelleren lokalen Service und eine schnelle Reaktion zu gewährleisten.
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- Der einzige unter allen chinesischen Herstellern, die vom TÜV NORD CE registriert und zugelassen haben.
- NeoDen bietet lebenslangen technischen Support und Service für alle NeoDen-Maschinen sowie regelmäßige Software-Updates basierend auf den Nutzungserfahrungen und tatsächlichen täglichen Anfragen der Endbenutzer.