Egy mérési módszer, amely megoldja az egysíkúság vizsgálatának problémáit
A járművek elektronikus vezérlésének fejlődésével és az egyre kisebb méretű termékek, például okostelefonok és hordozható eszközök elterjedésével, egyre nagyobb igény mutatkozik arra, hogy az ilyen termékekben használt elektronikus alkatrészek kisebb méretűek legyenek és sűrűbben legyenek beépítve.
Az elektronikai eszközök kisebb méretei és egyre sűrűbb beépítése ugyanakkor azt jelenti, hogy a szerelőtáblák és a felületszerelt eszközök (SMD) csatlakozásainál az emelkedés következtében fellépő kisebb terhelés is meghibásodást okozhat. A kisebb méretek mellett jobb csatlakozási minőségre van szükség az IC-chipekben és más félvezetőcsomagokban használt SMD-k, csatlakozótűk és egyéb komponensek esetében, különösen az autókban vagy repülőgépekben, mivel bármilyen hiba emberéleteket sodorhat veszélybe. Emiatt fontos az egysíkúság vizsgálata.
Ez az oldal a kivezetések, tűk, golyók és más, az elektronikus eszközök szerelési minőségével szorosan összefüggő alkatrészek csatlakoztatásának egysíkúságával kapcsolatos alapvető ismereteket és mérési módszereket magyarázza el. Az ezen mérési módszerekkel kapcsolatos problémákat és a problémák legújabb megoldását is bemutatja.
- Egysíkúság
- Az egysíkúság mérésének jelentősége és hatása a minőségre
- Mérési nehézségek
- Egysíkúság-mérési megoldások
- Összegzés: Drasztikus javulás és nagyobb hatékonyság a egysíkúság mérése terén
Egysíkúság
Az egysíkúság olyan tulajdonságot vagy állapotot jelöl, amelyben több pont létezik ugyanazon a síkon. Az elektronikus alkatrészek, például az SMD-k és csatlakozók egysíkúsága a több érintkező mérése esetén a legmagasabb és legalacsonyabb pont közötti különbség maximális értékét jelzi. Az ilyen érintkezők közé tartoznak a PGA-k (tűs mátrix tokozás), a BGA-k (golyós mátrix tokozás) forrasztógömbjei és a csatlakozótüskéi. Az egysíkúság kifejezhető felületi egyenletességként vagy terminális síklapúságként is.
Például, ha az SMD-ket úgy szerelik a NYÁK-ra, hogy referenciavonalként egy teljesen sík NYÁK-felületet használnak, a megengedett egysíkúsági értéke a tábla felülete és a tűk vagy forrasztógolyók több érintkezési pontja közötti maximális eltérés tűréseként határozható meg. A távtartás egy másik tényező, amely könnyen összetéveszthető az egysíkúsággal. A távtartás a lap szerelési felülete és a fröccsöntött eszközburkolat alsó felülete közötti távolságot jelöli.
- A
- Egysíkúság
- B
- Referenciavonal
- C
- Távtartás
Az egysíkúság mérésének jelentősége és hatása a minőségre
Az elektronikus alkatrészekkel érintkező érintkezők esetében bármilyen, a megengedett tartományt (tűrést) meghaladó eltérés problémákat okozhat, mint például a lapokra szerelt elektronikus eszközök csatlakozásának meghibásodása, a csatlakozók érintkezési hibája, vagy a használat közbeni, akár már enyhe terhelés által okozott csatlakozási hibák.
Az elektronikus alkatrészek csatlakozóinak, például tűk, forrasztógolyók és kivezetések egysíkúságának mérése és ellenőrzése biztosíthatja az alkatrészek és az összeszerelés minőségét, valamint a szállítás utáni megbízhatóságot.
A NYÁK-ok és SMD-k terhelése problémákat okozhat, például a burkolat megrepedését. A terhelések a forrasztott csatlakozások megemelkedését is okozzák, és kis légbeömlőnyílásokat hozhatnak létre a műanyag alkatrészekben, ami belső korrózióhoz vezethet.
Az érintkező részek, például tűk, forrasztógolyók és kivezetések mechanikai és termikus igénybevételnek vannak kitéve a gyártási folyamatok során, mint például a préselés, a műanyag megmunkálása, a kovácsolás, a vágás és a gyantával történő konzerválás. Ezért annak ellenőrzéséhez, hogy az alkatrészeket a rajzokon meghatározott formában gyártották-e le, a kétdimenziós alakzat egyszerű kiszámítása nem elegendő az egysíkúság meghatározásához. Az alak háromdimenziós változásai, mint például a dőlés és a hajlítás, szintén okozhatnak változást a dőlésszögben és az egysíkúságban, ami csatlakozási hibákhoz vezethet.
Mérési nehézségek
Ez a rész az egysíkúság mérésének hagyományos módszereit és a gyakori problémákat ismerteti.
Mérési nehézségek - Hézagmérő
A hézagmérő egy olyan eszköz, amellyel egy rés méretei mérhetők úgy, hogy egy vékony fémlemezt helyeznek a résbe. Űrszelvény néven is ismert. A tipikus hézagmérők kis hézagokat is képesek mérni, 0,03 mm-től 1,00 mm-ig.
A hézagmérőkkel végzett mérés a következő problémákat veti fel.
- Ez a módszer nagy eltéréseket okoz a mért értékekben, és ha a szerszámot nem óvatosan kezelik, az károsíthatja az elektronikus alkatrészeket. A mérés és ellenőrzés sok időt és erőfeszítést igényel, ami megnehezíti az összes alkatrész ellenőrzését.
- Mivel a mérési eredményeket nem lehet adatként kinyerni, a kezelőknek manuálisan kell bevinniük az értékeket a jelentések létrehozásához és a trendelemzés elvégzéséhez.
Mérési nehézségek - Mikroszkóp
A mérőmikroszkópokat mérési célokra fejlesztették ki a kohászati és sztereoszkópikus mikroszkópok elvei alapján, és körülbelül 1 μm mérési pontossággal tudnak mérni. A mérőmikroszkópok azt is lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy számszerűen ellenőrizzék a tárgyasztal mozgásának mértékét.
A mikroszkóppal végzett mérés azonban a következő problémákat veti fel.
- A mérési irányokban nincs szabadság. Több, három dimenzióban elhelyezett tű mérése esetén időigényes folyamat a munkadarab különböző irányokba fordítása és üléken történő rögzítése minden egyes alkalommal.
- A méreteket szemrevételezéssel kell ellenőrizni, ami az operátortól függően mérési hibát eredményez.
Egysíkúság-mérési megoldások
Az egysíkúság mérése és ellenőrzése közönséges mérőműszerekkel és mikroszkópokkal sok időt és erőfeszítést igényel. Ezeknél a műszereknél a mért értékek ingadozása is komoly problémát jelent. A miniatürizált elektronikus eszközök mérése kontakt típusú mérőműszerekkel is nehézkes, mivel az ilyen műszerek mérés közben akár károsíthatják is a céltárgyakat.
Ezen mérési problémák megoldására fejlesztette ki a KEYENCE a 3D optikai profilmérő VR sorozatát.
A VR sorozat pontosan rögzíti a teljes célfelület 3D alakját anélkül, hogy érintkezne a tárggyal. A VR sorozat nem igényel különleges rögzítést vagy szubjektív döntéseket, így bármely operátor pontos méréseket végezhet. Ez a szakasz a VR sorozat néhány specifikus előnyét mutatja be.
1. előny: Gyors és egyszerű alakzatmérés.
A VR sorozat esetében a munkadarab tárgyasztalra helyezése csak egy egyszerű lépés. Ezután automatikusan mozgatja a tárgyasztalt a céltárgy pozicionálására, majd azonnal megvizsgálja az alakját. Nincs változás a mérési eredményekben, a céltárgy akármelyik részét is mérik.
Nincs szükség speciális rögzítésre, a VR sorozat egyetlen méréssel meg tudja mérni több tű, kivezetés és forrasztógolyó egysíkúságát és profilját, jelentősen lerövidítve ezzel a méréshez szükséges időt.
2. előny: 3D alakzatok megjelenítése
A VR sorozat a teljes célfelület 3D alakját beszkenneli, és egy könnyen értelmezhető 3D modellt hoz létre.
Például egyetlen méréssel rögzíti a hajlítás vagy dőlés okozta magasságkülönbségeket nagyszámú, egymás mellett elhelyezett tű és kivezetés között, és ezeket a különbségeket egy 3D-s képen jeleníti meg különböző színekkel. Ez lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy pontosan értelmezzék, hogy a céltárgy mely részei lépik túl a tűréshatárokat, és mely alakzatok okoznak problémát, és segít beazonosítani a hibák okát és megakadályozni azok ismételt előfordulását. Ezen adatképek segítségével a felhasználók könnyen érthető jelentéseket készíthetnek, és információkat oszthatnak meg más szervezeti egységekkel.
Összegzés: Drasztikus javulás és nagyobb hatékonyság a egysíkúság mérése terén
A VR sorozattal a teljes célpont 3D alakja azonnal megmérhető érintésmentes szkenneléssel. A hagyományos mérési problémák megoldása mellett a VR sorozat drámai módon javíthatja a munka hatékonyságát az elektronikus alkatrészek egysíkúságmérésében.
- Az érintésmentes mérés nem fejt ki mérési nyomást az érzékeny elektronikai alkatrészekre, így nem áll fenn a mért céltárgy károsodásának veszélye.
- Egyszerűen helyezze a céltárgyat a tárgyasztalra, és a VR sorozat automatikusan elvégzi a pozicionálást a mérés előtt. Ez kiküszöböli a mért értékek eltéréseit, és lehetővé teszi a gyors vizsgálatot.
- Nagyszámú, egymás mellett elhelyezett tű, kivezetés és forrasztógolyó egysíkúsága azonnal mérhető.
- A 3D adatok egy színes magasságtérképen jeleníthetők meg, lehetővé téve a problémákat és hibákat egyértelműen bemutató jelentések készítését.
A VR sorozat megoldja az elektronikus alkatrészek hagyományos mérésének problémáit, és egy pillanat alatt megméri a céltárgy teljes felületét. Megfelel a kisebb és sűrűbb elektronikai alkatrészek által jelenleg támasztott igényeknek, ezzel párhuzamosan jelentősen javítja a munka hatékonyságát a mérések és a jelentéskészítés során.
