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在線自動測溫儀:為什么它優于人工測試


在線自動測溫儀:為什么它優于人工測試

電子組裝行業的不斷發展,以適應高品質、低成本的需求。其中一個工作站,也是生產線非常重要的領域,還在執行人工操作;也就是溫度曲線測試。本文介紹實時測溫技術與人工測試的優越性。

 

KIC

人工測試的局限性

幾十年來,電子組裝行業認可人工測試,對設置回焊爐的溫度為*佳途徑,對于檢驗溫度曲線,是否遵守相關工藝文件的界限進行認證。

在描述自動測溫優于人工作法之前,我們需要重點關注一下人工測試的優缺點和局限性。 

人工測試主要涉及到固定好熱電偶,以及選點位置和數量的工作,然后把熱電偶插上儀器后,放入回焊爐。儀器將記錄和顯示溫度與時間的關系圖,以及一些選定的數據如:*高溫度、回流時間、恒溫時間等。

這樣做法的優點在于由固定好的熱電偶測量到實際物件的溫度與時間。

然而,這種作法也是存在一定的局限性和缺點:
熱電偶的固定是一個非常關鍵的工作,往往有些錯誤的源頭就發生在這兒。如:我們使用高溫焊絲又或紅膠來固定熱電偶,熱電偶的末端(測量的溫度點)并沒有很好的貼敷在PCB及器件的表面上,而是被固定材料所包裹。所以不是真實測量PCB又或器件表面溫度。如果是鋁帶來固定,就可以大大降低這個不確定性因素。

為了知道一個特定界限的實際溫度(治具是無法替代),新制作的測試板必須用來分析及認證工藝曲線,經過重復測試后,導致測試板隨之老化(材料被烤焦、減輕),不再能體現生產的PCB板的結果。

再次固定熱電偶后,要么因為PCB板已經損壞又或熱電偶松脫,重做熱電偶的固定幾乎不可能和原來測量所讀到的溫度一致。換句話說,通過這種差異,想要利用儀器得出一致性是非常難的。使用鋁帶固定就可以大大降低這個不確定性因素。

或許人工測試的*大缺陷在于,工藝溫度已經發生改變,儀器還在某個地方睡覺。我們回過頭來真正的審查人工測試作法,幾乎所有的測試都是在盲目的、重復操作中。

人工測試需要中斷生產,同時需要人為進行操作。然而,人為因素也是目前*難獲得一致控制的因素。

在線自動測溫儀:為什么它優于人工測試

kic

市面上有許多自動化系統,包括來自美國KIC,它一直致力于開發和提升熱工藝技術的工具和系統。我們同時也研發和銷售人工測試儀器。自動化測溫的實現,需要在回焊爐設備中增加相應的溫度讀取部件。

與大多數自動化系統一樣,自動測溫系統首先也是需要進行編程。實際編程卻是非常容易,技術人員進行一次曲線測試,就可以完成。這一過程,我們將會自動獲得兩組數據:
1、測試板上所有位置的曲線。
2、曲線測試期間,我們可以知道PCB在爐內的位置與速度,還有溫度,以及停留的時間。
物件的加熱與冷卻已沒有什么技術而言,它是根據熱力學定律與相互影響來實現。如果我們可以測量出這個結果,就能**的計算物件的溫度與時間,再通過計算繪制出曲線。也就是說,PCB板在經過回焊爐的過程中,曲線是根據一定的溫度與時間的變量而來。

  1. 環境因素,如:溫度、PCB板與熱風的溫差等等。
  2. 時間,如:PCB板在這些個環境溫度下停留時間。
  3. PCB板本身的熱容量。

在導軌兩旁,沿著PCB進板方向安裝30個熱電偶,自動測溫系統持續的測量PCB板所經過的環境溫度,以此同時,爐子的入口處,安裝PCB進板感應器,以及速度***,對速度進行實時追蹤,從而準確獲得PCB在爐內的位置及停留的時間。*終,自動測溫系統將會記錄PCB板是如何進行加熱與冷卻,進而得到實際的溫度曲線,通過分析與計算這些變量,就可以準確計算出生產過程中持續變化的結果。
*終目標是,自動測溫系統實現對每個PCB板進行單獨測量溫度曲線,不再需要任何人工的操作。

優越性 在線自動測溫儀:為什么它優于人工測試

相對于人工測試,自動測溫有其明顯的優勢。
持續的自動測溫系統,可以避免盲目的人工重復測試。實現每個PCB板進行測試,以及檢驗是否達到工藝界限的要求。

 

工藝曲線的存儲,可供任何時間進行審查。

 

自動測溫系統的把每個曲線進行實時統計到SPC圖表。SPC的目的就是消除、避免異常波動,使過程處于正常波動狀態,讓工程師及時發現生產性因素出現的征兆,并采取措施消除其影響,使過程維持在受控狀態,以達到控制質量的目的。

 

降低生產成本來自于減少停機時間,用于人工測試。以及減少報廢產生、維修時的人工與設備成本等。

自動測溫系統可以當作故障排除工具來使用,如果質量出現問題時。盡管大多數工程師認為由于回流工藝引起的幾率只有5-10%,所以他們立即進行人工測試來判斷。因為回流焊設備就是一個黑箱,它沒有給到我們任何工藝資訊。執行不定期的人工測試檢驗,一般需要30分鐘又或更長。如果*終結果不是來自工藝溫度引起,那么這些昂貴的停機時間已經占用。如果自動測溫系統,立刻知道是否來自工藝溫度不合格引起。
自動測溫系統越來越受到歡迎,并能充分的體現其價值。其中用來對AOI及X-Ray的功能加以補充。AOI設備無法對隱形焊點進行檢查,如BGA、PoP。即使AOI可以看到焊點,但是焊點內部的結構也無法進行判斷。通過自動測溫系統對BGA和焊點結構有關的焊膏界限及器件的容忍度進行曲線檢驗,再加上AOI的檢測結果。這樣全部檢測水平對PCB質量,提供高價值的信心和保證。
X-Ray系統的優勢在于看到內部焊點結構,但同時很難察覺這個焊點的可靠性。如:假焊等現象,我們也知道需要進行更完善的檢查。因為多數工廠,只是一小部分進行X-Ray的抽檢。自動測溫系統可以指導更有針對性進行抽檢,如:工藝曲線不合格的PCB板。

 

精度 在線自動測溫儀:為什么它優于人工測試

一個常見的疑問是熱電偶并沒有貼敷在PCB板,自動測溫系統是如何測量曲線的。答案是,由于上述陳述人工測試的缺陷,其測量的精度對比人工測溫做法,更可靠、更準確,同時它的準確性也是容易進行驗證的。當固定好熱電偶的PCB板進行一次測溫,我們已經可以獲得兩組工藝曲線,即人工測試的曲線,以及自動測溫系統的曲線,這兩者曲線可以進行對應與比較,進而得到**的結果。

如今,全世界有成千上萬的工廠依賴自動化系統。他們涵蓋所有的EMS及OEM工廠,包括小型、中型及大型企業。他們中的許多工廠都擁有***水平的生產和工藝控制,通過使用自動化測溫系統提供更**的工藝。

另一個經常被提出的問題是,現今的回焊爐運行多很穩定,自動檢驗系統是否有需要。*好的例子是工廠的排氣系統,也會直接影響爐子的工藝曲線發生嚴重的改變。自動測溫系統是一套替代人工看護回焊爐的系統,它實現了自動的、持續的質量提升依據和較低的成本支出。

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