De ce l-ar interesa pe proiectant procesul de depunere a pastei de lipit? Dintr-un singur motiv, dar esenţial: raportul calitate/preţ. Calitatea printării este dependentă de mai multe variabile care pot fi grupate în 4 categorii:
1) specifice cablajului imprimat (coplanaritatea, marcarea, grosimea măştii de protecţie faţă de pad, lăţimea pad-ului, astuparea cu rezist a găurilor de trecere, ş.a.),
2) specifice pastei de lipit (dimensiunea particulelor de aliaj, reologia, durata de utilizare a pastei, factori externi influenţând pasta – umiditate, temperatură),
3) specifice şablonului (lărgimea aperturii raportată la lărgimea pad-ului, netezirea pereţilor aperturii, toleranţele aperturilor şi ale grosimii şablonului, reperele fiduciale, întinderea şablonului pe ramă, distanţa dintre şablon şi
cablaj, grosimea şablonului, forma aperturii) şi,
4) specifice maşinii de printat (tipul, viteza şi presiunea racletei, squeegee, acurateţea alinierii,
orientarea pad-ului, curăţarea şi ştergera şablonului, ş.a.).
Diverse studii au evidenţiat că performanţe mai bune ale printării se pot obţine şi prin alegerea
materialului şablonului, sau prin utilizarea unei tehnologii speciale de realizare a suprafeţei sale, Activarea rostogolirii pastei (Paste Roll Activation, PRA). Astfel, se ştie că nichelul are o lubricitate naturală care îmbunătăţeşte trecerea pastei prin aperturi, în timp ce inclu­derea unui model foarte fin pe partea pe care se deplasează racleta favorizează rostogolirea cordonului de pastă pentru o umplere mai bună în special în cazul aplicaţiilor fine-pitch. Multe module electro­nice sunt populate cu componente de mare diversitate necesitând diferite volume de pastă care sunt greu de obţinut cu un şablon de o grosime dată.
Adesea, această problemă se rezolvă prin variaţia locală a grosimii aceluiaşi şablon (şablon în trepte). Desigur, toate aceste îmbunătăţiri costă…
Defectele rezultate în urma printării au două surse principale: procesul de printare şi proiectul şablonului. Analizând însă numai efectul, nu se poate trage o concluzie fără echivoc privitoare la cauză, deoarece acelaşi tip de
defect, ca de exemplu scurtcircuit între pinii unui circuit integrat, poate să apară şi dintr-un motiv şi din celălalt. Dar din punct de vedere al proiectării, dimensio­narea neadecvată a aperturilor (incluzând aici şi alegerea unei grosimi mai mari a şablonului) poate determina depunerea unui volum de pastă prea mare; în cazul circuitelor fine-pitch uşoara deformare a depozitului în momentul plantării componentei poate determina unirea celor două depuneri (bridging), astfel că sunt şanse ca în timpul lipirii să se creeze punţi de aliaj între terminale (Figura 1). De aceea, primul pas care trebuie făcut este dimensionarea aperturilor şablonului.
Se ştie că o proprietate esenţială a pastei de lipit este tixotropia; ea favorizează transferul pastei de pe partea superioară a şablonului pe cablajul imprimat sub acţiunea racletei. Totuşi, experimentările au arătat că pentru a asigura condiţiile corecte depunerii pastei în timpul printării trebuie să existe şi o corelaţie între elementele geometrice ale aperturii: raportul dintre aria deschiderii aperturii şi aria pereţilor ei (raport de arie, Ar) trebuie să fie ≥ 0.66. Un proces cu Ar < 0.66 va duce la o slabă imprimare şi la volume neuniforme de la un pad la altul. Determinarea dimensiunii adecvate a aperturii se face ţinând cont şi de tipul pastei de lipit utilizate. Pentru toate aperturile este important să se obţină minimum 4 sau 5 (Tecan) sau 7 (DEK) particule de aliaj pe latura cea mai mică a aperturii. Spre exemplu, pentru o pastă de tip 3 având majoritatea particu­lelor de diametre cuprinse între 25 – 45μm, lăţimea aperturii minime ar trebui să fie între 125 şi 225μm (conform Tecan). În cazul neasigurării acestei condiţii se utilizează o pastă mai fină. Regula de bază la proiectarea aperturilor şablonului este reducerea dimensiunilor deschiderii. Pentru maximizarea volumului de pastă se recomandă nu o reducere brută cu 10% a laturilor aperturii, ci o reducere cu 50µm pe fiecare latură. O situaţie aparte o constituie circuitele fără terminale tip QFN care au un pad larg pentru disiparea căldurii (thermal pad) sau pentru conectarea la masă. Dacă s-ar depune pastă pe întregul pad termic atunci, în timpul fazei de retopire circuitul se va ridica de pe cablaj iar unele dintre terminale nu se vor lipi. Regula de bază la proiectarea şablonului în acest caz este împărţirea decupării în mai multe aperturi mai mici (splitare, Figura 2). Majoritatea producătorilor de circuite QFN prevăd în documentaţia circuitului recomandări pentru grosimea şablonului, numărul şi dimensiunile aperturilor necesare depunerii volumului optim de pastă. Există utilitare care oferă modele pentru splitare în funcţie de tipul capsulei (ex. LP Viewer, de la Mentor Graphics).
ing. Gaudenţiu Vărzaru
gaudentiu.varzaru@cetti.ro

CETTI
Tel.: +40 21 3169633
cetti@cetti.ro
www.cetti.ro

Uneori, trecând de la asamblarea electronică manuală la cea industrializată proiectanţii scapă din vedere specificul acesteia. Plantarea automată a unor componente tot mai miniaturizate cu maşini pick-and-place necesită nu numai fişierele *.pnp conţinând coordonatele pieselor, dar şi un sistem de referinţă pentru precizia alinierii acestora.
În acest scop se utilizează reperele fiduciale, simbolurile putând avea diferite forme (disc, pătrat, triunghi, cruce, Figura 1) utilizate pentru recunoaş­terea de către sistemele de viziune ale maşinilor a structurilor de circuit care furnizează punctele de măsură comune pentru un proces automatizat de asamblare. Concret, un reper fiducial este o zonă de cupru finisată sau nu, înconjurată de o zonă clară a materialului de bază (fără acoperire de protecţie, solder mask, sau marcaj, silk screen), pentru asigurarea unui contrast cât mai bun. Reperul fiducial se reprezintă prin flash pe acelaşi layer ca şi structura de interconectare pentru că se reali­zează împreună. Preferabil este modelul circular, cu un raport 1:3 între diametrele celor două zone (Figura 2).
Conform Standardului IPC-7351A (Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard) dimensiunea elementului central este cuprinsă între 1 şi 3mm, iar între dimensiunile tuturor reperelor fiduciale de pe acelaşi cablaj nu trebuie să fie o abatere mai mare de 25μm. Amplasarea sa trebuie să fie la o distanţă de cel puţin 2mm faţă de forme similare care pot crea confuzii, iar distanţa dintre marginea reperului (inclusiv zona clară) şi marginea plăcii nu trebuie să fie mai mică de 4.75mm pentru ca vizibilitatea lor să nu fi obstrucţionată de sistemul de antrenare a plăcii pe linia tehnologică. Standardul mai prevede cerinţe de material, calitate a suprafeţei, contrast, precum şi o clasificare a fiducilor.
Astfel, conform ierarhi­zării reperelor există: reper fiducial local, utilizat pentru localizarea poziţiei unei componente individuale necesitând o precizie mai mare de amplasare; reper fiducial global, utilizat pentru localizarea poziţiei componentelor de pe un circuit individual; reper fiducial de panel, utilizat pentru localizarea poziţiei componentelor în cazul unui circuit multiplicat în panel (Figura 3). Toate ­ fiducialele de pe un cablaj trebuie să fie identice din punct de vedere cons­tructiv. Se prezintă două contraexemple în care se observă cum sunt uti­lizaţi atât fiduci tip diamond, cât şi de tip circular (Figura 4) pe acelaşi cablaj, sau că există dezalinieri vizibile şi cu ochiul liber (în Figura 5 se ilus­trează mărit doar unul din cele 3 repere) între centrele celor două zone.
Reperele locale sunt utilizate pentru a identifica precis locaţia fiecărui pad al circuitelor tip fine-pitch şi sunt plasate, ine­rent, în imediata apropi­ere a componentelor şi vias-urilor. Fiducii locali aparţi­nând unor circuite adiacente pot fi partajaţi. Reperele globale sau de circuit se plasează în colţurile zonei de amplasare a componentelor unui circuit sau cât mai departe posibil de alte elemente (componente, găuri, paduri de test etc). Sunt utile pentru corectarea depla­sărilor unghiulare (tetha distorsion) şi pentru compensarea dimensionării, întinderii sau îndoirii plăcii de cablaj. Reperele de panel se plasează de regulă în număr de 3 pe marginile tehnologice. Aceşti fiduci sunt foarte agreaţi deoarece sunt plasaţi departe de componente, ceea ce permit parametri de rezoluţie şi contrast mai puţin critici pentru sistemul de recunoaştere şi probabilitate mai redusă de confundare cu o componentă sau gaură. Reperele globale împreună cu cele de panel asigură o precizie mai mare a poziţionării componentelor. Dacă fiducii de panel nu oferă suficiente informaţii pentru o plantare precisă a unei matrici de cablaje dispuse într-un panou, atunci trebuie utilizate şi repere globale pe fiecare circuit al matricii.
Prezentarea reperelor fiduciale în documentaţia CAD se ilustrează prin exemplul din figura 6. Se precizează originea fiecăruia din cele 4 circuite care formează panelul împreună cu orientarea lor în plan. În pachetul de documentaţie gerber reperele fiduciale nu sunt reprezentate în layerele tip solder paste (SPT/SPB), dar coordonatele centrelor reperelor fiduciale sunt date în fişierele pick-and-place.
Există şi repere fiduciale pentru alinierea şablonului (stencil) pe maşina de printare a pastei de lipit. Conform geometriei definite, reperele fiduciale sunt realizate pe faţa inferioară (bottom) a şablonului prin gravare, şablonul nefiind străpuns.

ing. Gaudenţiu Vărzaru
gaudentiu.varzaru@cetti.ro

CETTI
Tel.: +40 21 3169633
cetti@cetti.ro
www.cetti.ro

Apariţia conceptului de Sony Green Line cu ani în urmă se datorează dorinţei eficientizării costului, fapt ce a fost întotdeauna una dintre criteriile de bază ale dezvoltării.
Această abordare însă, nu a dăunat dinamismului de dezvoltare, iar utilizatorii pot observa după instalarea echipamentelor Sony, scăderea costurilor pentru energie, spaţiu şi cheltuielile de întreţinere, economisind multe mii de euro prin care pot fi plătite şi alte investiţii importante. În cadrul acestui articol nu ar fi posibil să vă prezentăm o listă completă a acestor proprietăţi, dorim însă în limita spaţiului disponibil, să vă prezentăm cele mai semnificative evoluţii din ultima perioadă.

Fiecare echipament din portofoliul actual al Sony Manufacturing Systems Europa conţine una dintre inovaţiile menţionate anterior. Începând cu elementul poate cel mai important al liniei de producţie SMT - stencil printer.
Modelul actual SI-P850, pe lângă faptul că oferă posibilitatea de cadru flexibil, cadru ce nu are nevoie de reproiectare sau recons­truc­ţie, conţine două soluţii, care sunt cu adevarat remarcabile. Prima este alimentarea auto­mată a pastei de lipit, care are capacitatea de a stoca recipientul clasic de 500gr. şi de a doza automat din aceasta cantitatea corectă de pastă din timpul procesului. Astfel, pe stencil va fi în mod constant doar cantitatea de pastă nece­sară. Un test efectuat utilizând acest sistem ne arată că o linie de producţie poate eco­nomisi în jur de 180kg. pastă pe an. Costul rezultat din această cantitate nu este el însuşi neglijabil, sau în cazul în care vorbim de mai multe linii de producţie, atunci această eco­no­mie se multiplică. Un element necesar ce trebuie menţionat în cazul imprimantei, este cură­ţarea stencilului şi impactul acesteia asupra ciclului.
În mod normal, dacă după fiecare imprimare, pentru a obţine rezultate excelente, trebuie să ştergem stencilul, acest proces define punctul nevralgic al liniei. Pentru a evita acest lucru şi pentru posibilitatea de a se efectua o ştergere rapidă post-imprimare, după fiecare imprimare, a fost dezvoltat de Sony, o unitate de ştergere de mare viteză, a cărei viteză de ştergere este mai mare de zece ori decât viteza normală cu care este efectuată o ştergere. Acest lucru asigură ştergerea stencilului după fiecare imprimare. Combinat cu sistemul de ştergere din configuraţia de bază ce imită şter­gerea manuală, putem avea un stencil curat pe tot parcursul procesului de producţie, obţi­nând rezultate deosebite. Pentru a obţine aces­te rezultate nu este nevoie a creşte consu­mul de hârtie, din contra, acest nou sistem scade acest consum de la 80mm la 8mm, ducând de asemenea la economii consistente raportate la consumurile anuale a liniilor de producţie.
Se pare că producătorul a făcut o alegere corespunzătoare a primului element, pentru o schimbare calitativă semnificativă prin care se vor realiza economii de costuri importante. Cu toate acestea, linia nu se opreşte aici.
Paleta de soluţii include, de asemenea echipamentul de plantare cu caracteristici asemă­nătoare, care sunt în primul rând soluţia unică a capului rotativ bidirecţional multi-tip inse­rare de mare viteză. Aceste maşini au o capa­citate de 65.000 componente pe oră, cu un necesar de suprafaţă de numai 2m2.
În general, aceste maşini sunt printre cele mai mici consumatoare de energie. Funcţiile şi fle­xi­bilitatea permit fabricarea cu ajutorul acestora a plăcilor cele mai dificile, satisfăcând şi cerinţele pentru tehnologia LED, unic pe piaţă. O astfel de soluţie poate fi adaptarea flexibilă a lungimii plăcii, aceasta fiind o cerinţă pri­mor­dială în tehnologia LED. În plus, desigur, este acum disponibilă versiunea dual-Lane, care este tot mai mult solicitată în fabricarea plă­cilor pentru automobile. Bineînţeles, nu putem omite din listă echipamentul de control optic automat, un element deosebit de important în controlul calităţii, împreună cu cea mai nouă tehnologie 3D de măsurare şi control a pastei, şi aceasta folosită în paralel cu controlul 2D.

Care este motivul şi avantajul?
Ciclul complet de inspecţie 3D este destul de mare, de aceea conceptul Sony de testare face posibilă combinarea acesteia cu modul 2D, de asemenea, folosind o cameră CCD Sony 5 megapixeli şi rezolutie 15 microni.
Toate erorile pot fi detectate şi prin acest mod, însă pentru unii producători este im­portantă măsu­rarea precisă a înălţimii, can­tităţii de pastă, iar atunci intră în funcţiune sistemul 3D, care prezintă o imagine clară şi precisă a rezultatelor cu ajutorul cărora ope­ratorul sau responsabilul de producţie poate lua deciziile aferente. Această opţiune se poate instala inclusiv pe echipamentele deja instalate, SI-V200.
Aceste echipamente pot fi instalate în oricare punct al liniei fără a fi nevoie de a instala altă com­ponentă software şi hardware permiţând astfel un control mai flexibil al procesului, iar feedback-ul în timp real şi analiza erorilor, duc la filtrarea imediată a erorilor de fabricaţie, fără de care costurile de reparaţie ar creşte considerabil.

Va mulţumim pentru atenţia acordată.

Tóvaj Gábor
Sales and Project Manager SMT & AOI Equipment
Sony Central and Southeast Europe Kft.
Sony Manufacturing Systems Europe
Tel: +36 30 297 2728

Traducere
Pap Csaba
Delta-Wye SRL

PUNGI ESD / SISTEME PODELE ESD / SOLUŢII DE ÎMPĂMÂNTARE / ECHIPAMENTE DE MĂSURĂ ŞI TESTARE / IONIZATOARE / RAFTURI ESD / SIGNALISTICĂ

Treston este specializat în mobilier industrial şi sisteme de stocare
pentru industria electronică. Noi producem spaţii de lucru ESD safe, sertare de cabinet, cărucioare, scaune, dulăpioare acestea fiind doar câteva exemple. Folosind produse ESD Treston de înaltă calitate veţi reuşi să vă protejaţi componentele şi produsele finite de problemele legate de ESD. Crearea unei arii protejate electrostatic implică luarea în considerare a tuturor etapelor începând cu recepţia componentelor şi până la livrarea produsului finit utilizând produsele certificate ESD: îmbrăcăminte, încălţăminte, mobilier şi sisteme de depozitare.
Combinând utilizarea produselor de calitate superioară şi instruirea personalului, protecţia ESD poate fi uşor întreţinută.

Baza stocării eficiente este organizarea bună.
Un sistem bine organizat poate fi funcţional şi eficace din punct de vedere al costului doar dacă toţi factorii sunt luaţi în considerare, incluzând aici produsele ce urmează a fi stocate, mediul depozitării cât şi spaţiul disponibil. Pentru sprijin legat de aceste aspecte, vă rugam să ne contactaţi pe noi sau pe unul din distribuitorii noştri.
Vom fi încântaţi să vă ajutăm.

Design îndrăzneţ şi de lungă durată
Alături de ergonomie, firma Treston este convinsă că design-ul “high end” creşte performanţa şi confortul. Amprenta lăsată de Yrjo Kukkapuro este clar vizibilă într-un mod unic şi îndrăzneţ, scaunele îndeplinind cu uşurinţă cerinţele mediilor industriale şi tehnologice.
Noua linie este disponibilă şi pentru EPA (Electrostatic Protected Area). Firma Treston OY este cunoscută şi ca un furnizor de încredere pentru mobilă industrială din mediile EPA. Noua linie de scaune este disponibilă şi în varianta ESD şi poate fi folosită în industria electronică, în domeniul cercetării şi dezvoltării, în spitale.

Contact
Ioan Cojanu - CCI Coordinator
ioancojanu@lthd.com

LTHD Corporation

300153, Ardealul str., no. 70, Timisoara, Romania
www.lthd.com

Tel.: +40 356 401266; +40 256 201273; +40 729 009922
Fax: +40 256 490813
Mobil: +40 722 247882

• Proiectare PCB.
• Proiectare aplicaţii software pentru microcontrolere.
• Proiectare sisteme hardware şi software pentru automatizări procese industriale.
• Asamblare PCB-uri top şi bottom în tehnologie SMT şi THT.
• Testare optică automată şi testare funcţională.
• Încercări de compatibilitate electromagnetică.
• Echipamente pentru medii industriale şi rezidenţiale.

Cu o tradiţie şi experienţă de mai bine de 17 ani, grupul de companii Electro Promex, BKD Electronic şi STI Electronic oferă o gamă largă de servicii pentru industria echipamentelor electrice şi electronice: cercetare, concepţie şi dezvoltare hardware şi software, aprovizionare, prin furnizori selectaţi ca parteneri cu interese comune pentru cooperare pe termen lung, asamblare SMD şi THT, testare şi service. Experienţa în domeniul electronicii industriale s-a concretizat în dezvoltarea de produse proprii, destinate aplicaţiilor comerciale şi industriale: aparate pentru operaţii de puşcare, derocare, aparate şi echipamente de protecţie pentru reţele electrice şi utilaje, automate programabile, avertizoare acustice, ampermetre şi traductoare, voltmetre, kilovoltmetre, relee de timp, sisteme de convorbire cu autonomie, traductoare, senzori, lămpi, lanterne reîncărcabile.
Dezvoltarea grupului nu se opreşte aici. Evoluţia dispozitivelor electronice, rapiditatea şi necesitatea contracarării sensibilităţii ridicate la perturbaţii, a determinat construirea unui laborator propriu de Compatibilitate Electromagnetică.

Tehnologie
Pentru proiectare: Proiectare CAD: PCB - ORCAD, C++ compilator pentru embedded software.
Pentru producţie: Dispunem de două linii de asamblare automată, pentru asamblare SMD:
Prima linie este compusă din:
• LD100E loader Samsung
• SR 2500 TWS Screen Printer Samsung
• P40 Pick and Place Samsung
• WT200LE transportor inspecţie Samsung
• TWS 1300 cuptor de lipire Samsung
Capacitate de producţie: 6000 componente/oră
A doua linie este compusă din:
• Automatic printer Horison 03i cu stencil programabil - DEK
• Maşină de lipit în val lead-free PowerWave 3.0F M09101268416 – SEHO
• Maşină de lăcuit, C-740LN, 74 NOZZLE SC204 Asymtek
• Pick and Place CP45 NEO cu 0,4mm PITCH CHAMBER – Samsung
• Cuptor de lipire cu nitrogen şi 9 zone - Heller
Capacitate de producţie: 15 000 componente/oră
Pentru asamblare THT: Staţii de lipit Hakko lead-free
Pentru operaţiuni de testare:
• Putem realiza testare optică, cu echipament de testare optică AI400VT - Samsung şi
• Testare funcţională cu pini de test, cu stand de testare AT270
Putem să plantăm: componente chip 0402, 0603, 0805, 1206, 2512, componente cilindrice MELF şi MINI-MELF, diode şi tranzistoare SOT, circuite integrate TSOP, QSOP, PLLC, LCCC, OFP, TQFP, bobine şi inductanţe de până la 30mm.

Referinţe
Partenerii şi colaboratorii noştri activează în domeniile: acţionări motoare, pompe, senzori, traductoare, aplicaţii multimedia pentru învăţământ, sisteme de siguranţă şi supraveghere, vagoane călători.
Testare EMC
Testarea imunităţii la perturbaţii electromagnetice transmise prin radiaţie, folosind ca echipament de încercare Celula GTEM (Gigahertz TEM) – 750 (înălţime septum)
• Asigură încercări de imunitate şi emisii într-un echipament unic ecranat electromagnetic;
• Îndeplineşte condiţiile impuse de EN/IEC 61000-4-3 şi EN/IEC 61000-4-20;
• Generează câmpuri omogene uşor de calculat;
• Realizează intensităţi de câmp de cel puţin 10V/m cu amplificatoare de mică putere (10/15W) într-un domeniu larg de frecvenţe 0,15MHz - 1GHz respectiv până la 18GHz fără modificări ale celulei GTEM;
• Etalonare simplă, stabilă în timp;
• Dimensiuni maxime obiect de încercat (EUT): 0,6 × 0,6 × 0,45m;
• Dimensiuni uşă de acces: 0,62 × 0,49m;
• Filtre de perturbaţii pentru alimentare EUT în c.c. sau c.a.;
• Urmărire electrică şi vizuală a comportării EUT în timpul încercării;
Testarea imunităţii la perturbaţii sub formă de impulsuri transmise prin conducţie.
Echipament de încercare - Generator compact multifuncţional Asigură încercări de imunitate conform următoarelor standarde:
• EN/IEC 61000-4-2 ESD (descărcări electrostatice) 8/15kV
• EN/IEC 61000-4-4 Burst (salve de impulsuri) 4,4kV 1MHz
• EN/IEC 61000-4-5 Surge (impulsuri de tensiune/curent de trăznet) 4,1kV/2kA
• EN/IEC 61000-4-5/CCITT 10/700ms 4kV(4/300ms 150A)
• EN/IEC 61000-4-8 MF (câmp magnetic sinusoidal)
• EN/IEC 61000-4-9 MF (câmp magnetic de impuls)
• EN/IEC 61000-4-11 DIPS (variaţii/întreruperi de alimentare c.a.) 260V/16A/500A vârf
• EN/IEC 61000-4-12 Ring Wave (impulsuri oscilant amortizate) 6kV/500A
• EN/IEC 61000-4-29 DIPS (variaţii/întreruperi de alimentare c.c.) 110V/16A/220A vârf.
– Software de conducere automată a procesului de încercare (achiziţie, evaluare, memorare, editare raport de încercări).

Politica de calitate
Pentru activităţile desfăşurate, grupul de companii şi-a propus să menţină un sistem de management al calităţii în conformitate cu cerinţele ISO 9001 sub mărcile SRAC şi IQNET. Având implementată certificarea ISO 9001, produsele companiei se adresează industriei extractive, industriei de producţie a energiei electrice, industriei de distribuţie a energiei electrice precum şi industriei chimice şi petrochimice.

Misiune
Misiunea noastră este să depăşim aşteptările clienţilor noştri, oferind servicii şi produse la un raport de calitate - preţ foarte bun, menite să aducă o îmbunătăţire a calităţii vieţii, contribuind astfel la construirea şi dezvoltarea unei societăţi durabile.

Contact:
Electro Promex S.R.L. | BKD Electronic S.A.
332005, Anghel Saligny Nr. 3, Petroşani, Hunedoara, România
Tel./Fax: +40 254 542 964 | +40 254 548 964
office@elpm.ro | www.elpm.ro
office@bkdelectronic.ro | www.bkdelectronic.ro

O proiectare a structurii de interconectare în conformitate cu metodologia DFM presupune cunoaşterea intimă a fenomenelor fizico-chimi­ce care au loc în timpul procesului tehnologic de asamblare electronică. Supus unui proces de încălzire urmând un anumit profil termic ansamblul cablaj imprimat echipat cu componente electronice acumulează energie termică şi îşi creşte temperatura. Pentru ca în zona de contactare să se asigure temperatura necesară realizării unei lipituri de calitate trebuie ca energia care a fost captată local de pad şi pin să nu se disipe în zona înconjurătoare. Acest lucru se realizează prin crearea unei rezistenţe termice în calea transferului de căldură de la pad la planul de cupru prin introducerea unor punţi termice între acestea (Figura 1). Termenul încetăţenit este thermal relief. Puntea termică asigură conductibilitatea electrică dar se opune disipării termice.
Scopul este minimizarea timpului cât ansamblul este menţinut la o temperatură ridicată pentru reducerea solicitării termice a componentelor, un aspect care nu trebuie neglijat în condiţiile utilizării aliajelor de lipit fără plumb de tip SAC pentru care temperatura optimă în timpul fazei de retopire în cuptorul SMT este de 230 - 240°C.
Cablajele multistrat având planuri de masă şi de putere interne care conţin componente prin gaură necesită punţi termice la acele straturi interioare, deoarece acestea constituie radiatoare pentru căldura degajată de pini în timpul procesului de lipire în val şi care drept conse­cinţă nu ating temperatura adecvată pentru o bună lipire. Parametrii unui thermal relief sunt lungimea punţii, lăţimea ei şi numărul de punţi (Figura 2). Pentru designer problema o constituie alegerea optimă a lor. Raportul lungime/ lăţime se numeşte raport de aspect (aspect ratio). Un calcul sumar al punţilor termice este prezentat în Standardul IPC-2222. Eficacitatea thermal relief-ului este scăzută fie prin dimensionarea prea mare a punţilor, fie prin lipsa de legătură a punţilor cu masa mare de cupru. Lipsa prevederii acestui truc de proiectare poate duce la defecte de lipire sau chiar la imposibilitatea de lipire printr-un proces obişnuit. Spre exemplu în figura 3, terminalele Vin, Vout, GND nu au putut fi lipite decât prin utilizarea a două ciocane de lipit care să încăl­zească simultan terminalul şi padul.
În cazul componentelor cu două terminale (cip) cu montare pe suprafaţă având unul din paduri conectat la planuri de cupru, neutilizarea punţilor termice poate fi o cauză favorizantă pentru apariţia defectelor de tip tombstoning (Figura 4). Chiar dacă depozitele de pastă de lipit depuse au fost egale, toleranţele padurilor şi ale terminalelor componentei identice, aşezarea componentei corectă, totdeauna temperatura va fi mai mare pe padul nelegat la planul de cupru astfel că aici aliajul se va topi înaintea celuilalt provocând dezechilibrul de forţe care va determina ridicarea componentei de pe padul mai rece.
Programele CAD evoluate de proiectare a cablajelor au facilitatea de a introduce punţi termice. Deşi unii cunosc importanţa lor, totuşi evită utilizarea acestora atunci când au proiecte pentru module electronice de puteri mari. Există temerea că local, prin îngustarea secţiunii, ceea ce înseamnă creşterea rezistenţei electrice a punţii, apar pe de o parte pier­deri de putere, iar pe de altă parte, tempera­tura creşte ducând la autoîncălzirea cartelei, mai ales când este vorba de un singur pin prin care circulă curentul de valoare ridicată.
Studii ce pot fi consultate şi pe net demontează această prejudecată.

Autor:
ing. Gaudenţiu Vărzaru
gaudentiu.varzaru@cetti.ro

CETTI

Tel.: +40 21 3169633
cetti@cetti.ro
www.cetti.ro

Detecţia defectelor independent de layout prin sisteme AOI

de Jens Kokott, Manager sisteme AOI/AXI, GOEPEL Electronic GmbH
Sistemele AOI sunt un element esenţial în procesul de producţie al PCB pentru a garanta o asigurare fiabilă a calităţii. Utilizatorul poate alege dintr-o varietate de opţiuni de sisteme, caracterizate de diverşi parametri de performanţă, astfel încât să fie satisfăcut un spectru larg de nivele de calitate. Pentru detecţia optimă a defectelor, cu independenţa dispunerii PCB-ului şi a parametrilor de asamblare, este indispensabilă o inspecţie în unghi.
Utilizarea de sisteme AOI este necesară pentru inspecţia punctelor de lipire ale componentelor PLCC şi suplimentar, oferă o calitate mai mare a inspecţiei pentru toate tipurile de pini ale componentelor circuitelor integrate (exemplu SO, QFP etc.). Cu privire la ultimul tip de punct de lipire menţionat este posibilă o inspecţie ortogonală, totuşi dispunerea la punctul de lipire are o influenţă crucială asupra fiabilităţii de detecţie.
În special în această problemă furnizorii de EMS se confruntă cu dificultatea de a nu fi capabili să controleze structura plăcilor şi aranjamentul componentelor; prin urmare consideraţiile asupra orientării layout-urilor va rămâne o iluzie. Pentru a corecta aceste probleme o vizualizare în unghi poate furniza informaţii despre imagine pentru analize suplimentare. Totuşi, această detecţie cu vizualizare suplimentară nu ar trebui considerată un remediu pentru creşterea calităţii detecţiei, deoarece aplicaţia acesteia aduce cu ea câteva condiţii limită care influenţează în general procesul AOI (Automated Optical Inspection). În plus, consumul crescut de timp datorat capturii suplimentare de imagine şi câmpul de vizualizare considerabil mai mic, aranjamentul componentelor pe PCB poate restrânge vederea asupra punctului de lipire inspectat cu vizualizare în unghi.
Luând în calcul toate aceste particularităţi GÖPEL electronic GmbH a dezvoltat modulul rotativ cu vizualizare în unghi “Chameleon” care permite, împreună cu o funcţie de verificare inteligentă, o detecţie a defectelor fiabilă şi independentă de aranjament.
În următoarele paragrafe este explicată aplicarea acestei noi dezvoltări inovative, în special cu privire la detecţia de terminale ridicate în diverse aranjamente şi situaţii de asamblare.

Detectarea defectelor critice – în toate circumstanţele?
Terminalele ridicate determină cele mai critice defecte din producţia de PCB-uri. Acestea determină de exemplu pini ridicaţi sau un contact insuficient (de exemplu prin oxidarea unui pin). În testul electric (ICT, Scanare limită, test funcţional) acestea pot indica un contact electric la placă pe PCB ca fiind perfect – totuşi, în utilizarea reală pot exista discontinuităţi şi astfel o defectare a PCB-ului.
Detecţia de terminale ridicate este complexă datorită aspectului lor diversificat. Următorii parametri au o influenţă semnificativă asupra calităţii punctului de lipire/traseu ridicat:
• cantitatea de aliaj de lipire
• grosimea plăcii
• lungimea plăcii
• curgerea lipiturii la piciorul pin-ului
• comportamentul lipiturii curse pe placă
• înălţimea pinului
În realitate toate aceste criterii sunt combinate, astfel încât există o varietate mare de aspecte posibile. În lucrul de zi cu zi pot exista terminale ridicate care sunt detectabile prin inspecţie ortogonală, totuşi, acestea sunt semnificativ dependente de aranjamentul PCB şi de cantitatea de aliaj de lipire aplicat.

Numai vizualizarea în unghi nu este suficientă...
Cum a mai fost menţionat, vizualizarea în unghi este considerată ca fiind REMEDIUL pentru detecţia maximă a defectelor. Totuşi, o abordare critică pentru sistemele AOI este absolut necesară din moment ce o gamă de parametri au impact diferit asupra performanţei:
• Câmpul de vizualizare FOV (field of view) în unghi este responsabil pentru viteza de inspecţie a întregului sistem. Deoarece o utilizare extensivă a vizualizării în unghi este necesară pentru inspecţia PCB-urilor complexe cu număr ridicat de circuite integrate, FOV este decisiv pentru timpul de inspecţie.
• Adâncimea de focalizare şi calitatea imaginii vizualizării în unghi este de asemenea decisivă pentru întregul FOV asupra PCB-ului, dar şi cu privire la extensia înălţimii componentelor. În consecinţă, acestea influenţează calitatea şi viteza inspecţiei. • Evaluarea bazei pentru meniscul frontal la punctele de lipire cu pinii are doar o valoare infor­mativă limitată cu privire la calitatea lipirii. O inspecţie cu vizualizare în unghi a pinilor IC-ului permite o inspecţie optică care se aseamănă mult mai mult cu un test de conformitate IPC.
• În special pentru inspecţia circuitelor integrate cu pas fin de până la 0,3mm este necesară o rezo­luţie suficientă pentru detecţia sigură a defectelor.
• Dacă există componente mai înalte în faţa pinilor testaţi ar putea exista suprapuneri în câmpul de vedere în unghi. Se încearcă evitarea acestei situaţii prin specificaţii de proiectare, totuşi, este o problemă de aplicabilitate.
• O deviere a PCB-ului în timpul procesului de inspecţie ar putea cauza o deplasare a poziţiilor de inspecţie în imaginea camerei vizualizării în unghi. Pentru a contracara acest efect este de ajutor un algoritm de compensare adecvat.
• Componente într-o poziţie rotită diferită de paşii de 90° conduc la eforturi extrem de ridicate legate de timpul de programare, deoarece eşantioanele de test care sunt definite în bibliotecă (unităţi de test, macro-uri etc.) nu pot fi utilizate şi este necesară o adaptare manuală.
• În afara capturii de imagine utilizând vizualizarea în unghi, este necesară o funcţie de verificare inteligentă pentru a atinge o detecţie sigură de defecte cu o rată scăzută de detecţie falsă în cir­cumstanţele menţionate mai sus.

De la teorie la practică – calea către rezultate inovative
Ca o bază pentru dezvoltarea unui modul puternic de vizualizare în unghi, GOEPEL Electronic a dezvoltat un catalog care conţine toate aspectele legate de terminalele ridicate şi de combinaţii ale acestora.
Pe baza acestui catalog, toate clasele de aspecte au fost exemplificate de mostre reale în cooperare apropiată cu clienţii. Rezultatul este un fond comun de mii de terminale ridicate în diferite aspecte. Pe baza acestuia, a fost identificată o metodă de captură de imagine prin modificarea direcţiilor de vizualizare şi iluminare, care să asigure detecţia tuturor variaţiilor catalogate de terminale ridicate.
Potrivit specificaţiilor capturii de imagine, a fost dezvoltat un modul de vizualizare în unghi care se distinge printr-un câmp de vedere extraordinar de mare (42mm × 42mm) cu calitate a imaginii şi profunzime de focalizare superi­oară, dar şi cu o rezoluţie de până la 10,5μm/pixel.
Pe baza imaginilor capturate în acest mod, a fost dezvoltat un algoritm care permite detecţia auto­mată a terminalelor ridicate în toate circumstanţele.
I-a fost acordată o atenţie specială inspecţiei punctului de lipire aproape de IPC. Aceasta este posibilă datorită inspecţiei cu unghi înclinat a pinilor IC-ului. Această abordare, utilizând un model optic inte­ligent, permite inspecţia simultană a două rânduri opuse de pini de pe un IC. Astfel, există un avantaj semnificativ în timpul de inspecţie. De exemplu, pentru o ima­gine SO-IC, este necesară captura de imagine numai dintr-o direcţie. Chiar şi pentru componente cu patru rânduri de pini, este nevoie doar de două inspecţii cu o rotaţie de 90° a direcţiei de vizualizare.
Verificarea finală a algoritmului cu toate mostrele disponibile pentru terminal ridicat, inclusiv aplicarea în producţie, a demonstrat o detecţie a defectelor de 100% fără creşterea ratei de detecţie falsă.
Aplicarea în situaţii de asamblare critice a fost luată de asemenea în considerare în dezvoltarea modu­lului cu vizualizare în unghi (de exemplu mascarea cu componente mai înalte) împreună cu inspecţia de componente în orice poziţie unghiulară. Datorită acestor consi­deraţii, a fost integrată în modul posibilitatea rotirii în paşi de 1° pe o zonă de 360°. Avantajul pentru utilizator este demonstrat de ur­mă­toarele puncte de mai jos:
1. Pentru componente în diferite poziţii unghiulare (de exemplu 20°) nu este necesară nici o ajustare a poziţiei sau parametrilor inspecţiei din moment ce direcţia de vizualizare trebuie doar să fie ajustată la poziţia unghiulară respectivă (de exemplu 20°), iar inspecţia poate continua utilizând o mostră din bi­blioteca standard în poziţia 0°.
2. Dacă direcţia de vizualizare este obstrucţionată de componente, este posibilă rotirea direcţiei de vizualizare cu câteva grade până când punctele de lipire sunt complet vizi­bile. În consecinţă, este garantată o detecţie sigură a defectelor.
Rezumat
Pentru a răspunde cerinţelor de calitate din producţia de PCB-uri, o inspecţie în unghi puternică garan­tează detecţia sigură a defectelor, independentă de aranjament. Dimensiunea câmpului vizual capturat influenţează semnificativ vi­te­za de inspecţie a sistemului AOI. Rotaţia liberă a direcţiei de vizu­alizare într-o zonă de 360° permite o inspecţie simplă a punctelor de lipire, care ar putea fi mascate de componentele din faţa lor. O integrare modulară în sisteme AOI de linie şi individuale permite mo­dulului să fie utilizat pentru o creştere semnificativă a calităţii chiar şi pentru loturile cele mai mici.

Contact
Adrian Iliescu
Tel: +36 30 402-1987 begin_of_the_skype_highlighting              +36 30 402-1987      end_of_the_skype_highlighting
adrian.iliescu@interelectronic.net
www.interelectronic.hu

Distribuitor autorizat pentru Ungaria &România
InterElectronic Hungary Kft.
InterElectronic Romania SRL

Ca reper, 80% din valoarea unui PCB populat constă în 20% din componentele semiconductoare ce sunt pe acesta. Retronix a dezvoltat metode sigure de recuperare a acestor componente de valoare, acestea putând fi returnate clientului pentru refolosire la doar o fracţiune din costul lor iniţial. La nivel global, companiile fac economii de milioane de dolari folosind parteneriatul cu Retronix pentru recuperarea şi repararea componentelor, lucru ce duce implicit la reducerea costurilor produsului final. QFP, J Lead, BGA, (BGA Rework, BGA Reballing & BGA Assembly) μBGA Reballing, componente Surface Mount & Thru Hole, Lead Conditioning & Reforming, testare, uscarea lor în cuptor, toate acestea contribuie la Directiva WEEE cu privire la reciclarea şi refolosirea deşeurilor electronice.

BGA Rework/Repair Services
Retronix oferă întregul spectru de revizie a BGA-urilor şi reparare a lor. Această reparaţie se face prin metoda “laser reballing”, metodă ce elimină riscul de şoc termic indus dacă s-ar folosi “reflow ball attach”.
Prin această revizie se refoloseşte piesa originală care a fost poziţionată greşit pe linia SMT, scutindu-se costul înlocuirii acelei coponente cu una nouă. Metoda noastră foloseşte pulsuri de laser ce lipesc sferele individual de pad în mai puţin de 20ms. Lipirea sferelor de pad într-un timp atât de scurt nu dă ocazia căldurii să se disipe în componentă, astfel oferindu-se o alternativă viabilă metodei de “mass reflow”.
De asemenea, se pot repara traseele şi pad-urile, inspecţia acestora făcându-se “3D XRay”.
Retronix este acceptat de toate companiile mari din U.K. şi Europa care lucrează în acest domeniu. Cu un preţ standard oferit pentru operaţiile efectuate, nu veţi putea să aveţi surprize în acest sens.

QFP Repair
Folosind echipamente automatizate, pinii stricaţi ai componentelor sunt realiniaţi şi respectă specificaţiile date de producătorul de componente, astfel încât toleranţele cerute de maşinile pick&place vor fi asigurate. Pentru a ne programa echipamentele folosim datele din specificaţia tehnică a producătorului de IC-uri, iar aceste date rămân stocate în fişierele echipamentelor. Acest lucru le oferă clienţilor noştri o operaţie eficientă şi repetabilă, obţinându-se constant toleranţele de mare precizie cerute pentru astfel de procese.

Component Removal
Aceste echipamente permit un control total al procesului de înlăturare a componentelor de pe placă, astfel încât acestea vor fi returnate într-o condiţie foarte bună şi vor putea fi folosite ca şi componentele noi pentru utilizare în procesul SMT sau de reparare.

Detectarea componentelor contrafăcute
Retronix vă pune la dispoziţie servicii de verificare a funcţionalităţii componentelor, fiind în strânsă colaborare cu brokeri IC & CEM pentru reducerea posibilităţii utilizării unor componente defecte sau contrafăcute.
Serviciile includ: inspecţie X-Ray, scanare 3D (inspecţie vizuală), testarea curbelor curent / tensiune (test electric), test funcţionalitate.

Resurse umane specializate
De asemenea, suntem specializaţi în furnizarea de training şi de soluţii complete pentru clienţii noştri pe teme cum ar fi cerinţele de resurse umane, de reducere a “MRB bone pile” şi soluţii tehnologice. Furnizăm servicii pentru toate marile companii de producţie la nivel mondial cum ar fi:
• furnizarea la cerere de resurse umane specializate;
• furnizarea de pregătire profesională;
• monitorizarea calităţii.

Contact
Ioan Cojanu - CCI Coordinator
ioancojanu@lthd.com

Head Office:
LTHD Corporation
300153, Ardealul str., no. 70, Timisoara, Romania
www.lthd.com

Tel.: +40 356 401266; +40 256 201273; +40 729 009922
Fax: +40 256 490813
Mobil: +40 722 247882