System kontroli past lutowniczych 3D

Jak wiadomo, pierwszy krok procesu – ciśnienie pasty lutowniczej – generuje potem brzemienne w skutkach błędy, które system kontroli past lutowniczych 3D może wykryć natychmiast. Pemtron opracował system kontroli past lutowniczych 3D, który sprawdza jakość bezpośrednio po procesie drukowania i pomaga w jej poprawie. Rozporządza on patentem na równoczesne i/lub oddzielne wykorzystywanie fotografii 2D i 3D, co umożliwia zarówno najwyższą dokładność, jak i największą prędkość.

© Pemtron Widok 3D pola lutowniczego pasty lutowniczej w pseudokolorach

Systemy SPI wykorzystują zwykle technologię laserową lub profilową technologię pomiarową. Pemtron zdecydował się na tę ostatnią możliwość, aby móc zaoferować odpowiadające możliwościom technologicznym dokładne ustalenie objętości pasty i jej wysokości. Kamera czarno-biała czy kolorowa: jakość kontra szybkość Pemtron do swoich systemów wybrał kamery czarno-białe o 4 megapikselach, o czym zadecydowała większa dokładność, jaką można uzyskać kamerą czarno-białą. Aby przedstawić jeden piksel, kamera czarno-biała potrzebuje tylko jednego piksela w zakresie szarości od 0 do 255. Natomiast kamera kolorowa na każdy piksel potrzebuje zawsze trzech kolorów (RGB: czerwony, zielony i niebieski). W efekcie, zastosowanie kamery czarno-białej daje po prostu szybsze cykle kontroli. Oświetlenie systemów dysponuje niebieskimi i czerwonymi diodami LED. Dzięki temu pola lutownicze i składy pasty przedstawiane są w bardzo dobrym kontraście wobec powierzchni płytki z obwodem drukowanym. Dodatkowo do dyspozycji jest biały pierścień świetlny do wyświetlania znaków domyślnych. Zaletami wobec kamery kolorowej są zatem dokładność i prędkość. Technologia CMA

© Pemtron Jednostka kontrolna serii TROI

Dzięki technologii ‘Color Mapping Algorithmus’, pomiary rozpoczynają się automatycznie od zera. Opisy i zbędne informacje podłoża na płycie z obwodem drukowanym są kasowane. Projektor 3D ustawiony jest pod kątem 70° względem płytki z obwodem drukowanym względnie składu pasty lutowniczej i dodatkowo jest usytuowany pod kątem 45° względem płytki z obwodem drukowanym. Obliczanie objętości pasty jest uzależnione od ukształtowania cienia przeciwległej strony pola lutowniczego. Obecne systemy wykorzystują projektory podwójne lub poczwórne na przeciwległej stronie lub nawet na wszystkich czterech rogach pola lutowniczego, by wyeliminować powstawanie cienia. W obu przypadkach wyraźnie zwiększa się jednak czas kontroli, ponieważ przy projekcji podwójnej lub poczwórnej trzeba każde pole lutownicze sprawdzać dwu- lub czterokrotnie, co często doprowadza do tego, że użytkownik wyłącza drugą lub czwartą projekcję, by osiągnąć krótszy czas kontroli. W konsekwencji, powraca pierwotny problem powstawania cienia. Złożona technologia 2D-3D Projekcja 3D wyznacza całkowity przebieg wysokości pasty w jednym kierunku. Podczas wykonywania tego zdjęcia następuje oddzielny pomiar w 2D, wyznaczający obszar nie rozpoznawalny. Złożenie obu technik zdjęcia fotograficznego prowadzi do prędkości pojedynczej projekcji, wykorzystuje jednak zaletę redukcji cienia systemu projekcji podwójnej. Zwykły system 3D kontroli pasty lutowniczej generuje model kraty drucianej, by przedstawić warstwę naniesionej pasty. Gdyby użytkownik chciał otrzymać realne zdjęcie warstwy naniesionej pasty o mocniejszej wymowie, to trzeba w tym przypadku wyjąć kartę z obwodem drukowanym i zweryfikować pod mikroskopem warstwę naniesionej pasty.

© Pemtron Barwne przedstawienie 3D wyników pomiarowych

Opatentowany przez Pemtron, rozszerzony kolorowy algorytm wytwarza natomiast graficzny, prawdziwy obraz kolorowy naniesionej warstwy pasty. Daje to użytkownikowi możliwość wykorzystania systemu SPI jako mikroskopu, bez potrzeby wyjęcia płytki z obwodem drukowanym z linii produkcyjnej lub maszyny. Case Study: programowanie i obsługa w ocenie firmy Siemens Istotnym czynnikiem wyboru SPI jest utrzymywanie na możliwie niskim poziomie nakładów i kosztów sporządzania programu. Systemy te dysponują możliwością importu danych typu Gerber lub CAD, co dla użytkownika możliwie jak najprościej i jak najszybciej kształtuje obsługę. Według CT firmy Siemens ‘powierzchnia użytkownika oprogramowania sterującego jest przejrzysta i pozwala na prostą obsługę. Sporządzenie programów pomiarowych następuje w czterech łatwo zredagowanych krokach przy niewielkim nakładzie czasowym.’ Przez uruchomienie pozycji na karcie z obwodem drukowanym można dodawać dalsze kroki programu lub kontroli jako uzupełnienie importu danych typu Gerber – możliwość bardzo komfortowa, gdy np. kontrolowane mają być dodatkowo dodane punkty klejenia.

© Pemtron Przedstawienie przeglądu równych struktur pól lutowniczych z wykorzystaniem kolorowego przyporządkowania odchyleń

Oprogramowanie umożliwia również przedstawienie przekroju poprzecznego poprzez kilka sąsiadujących ze sobą pól lutowniczych (ilustracja poniżej), aby szybciej wykryć odchylenia od zadanego zarysu powłoki pasty. Wyniki pomiarów kontrolowanych płytek z obwodem drukowanym mogą być przedstawione barwnie (ilustracja obok). W tym celu zadrukowane pola lutownicze zabarwione zostają wg zrozumiałej skali barw, wskazującej na takie cechy jak objętość, wysokość, powierzchnia lub przesunięcie. Dzięki temu można bardzo szybko stwierdzić, w jakim obszarze karty z obwodem drukowanym występują odchylenia. © Pemtron Przedstawienie profilu poprzez trzy pola lutownicze Przedstawienie histogramowe na ilustracji 6 pokazuje dla 12 kontrolowanych kart z obwodem drukowanym ‘dokładność trafienia’ odnośnie objętości, wysokości, powierzchni i przesunięcia druku pasty. Można dzięki temu bardzo szybko poznać, czy proces drukowania przeprowadzany jest w sposób wystarczająco powtarzalny, czy też wymaga on dopasowania (rysunek poniżej). © Pemtron Widok histogramowy wyników drukowania jednej serii z porównaniem 12 prób wyrywkowych Dalszymi cechami są: wykorzystanie jednostki 2D do sprawdzania na cząstki obce na powierzchniach złotych i czytanie kodów kreskowych, kodów 2D i kodów QR tak samo, jak korzystanie z odczytu znaków kąpieli i lokalnych znaków zaufania. Projektanci oprogramowania firmy Pemtron rozwinęli oprócz tego własną analizę danych SPC na bazie banku danych My SQL. Przywiązywano przy tym bardzo dużą wartość do prostoty generowania raportu i do przygotowywania danych. Siemens CT podsumowuje: ‘Reasumując można na podstawie uzyskanych wyników pomiarów powiedzieć, że zbadany system SPI, TROI-5500HL firmy Pemtron spełnia stawiane przez nas wymagania i jest pod względem mocy konkurencyjny w stosunku do przebadanych przez nas na tej samej podstawie systemów konkurencji’. Materiał powstał na dzięki uprzejmości firmy RobTools. Opracowano na podstawie artykułu Sebastian’a Glitsch z firmy ANS Answer elektronik, partnera firmy RobTools