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缓解共面性监测过程的测试方法步骤

解决共面性检测课题的测量方法
PGA引脚的共面性测量

在汽车电子控制化的发展、智能手机和可穿戴设备等的普及和小型化等背景下,对于配备在这些设备上的电子部件的小型化和高密度化有越来越高的要求。
另一方面,在高密度组装的小型电子设备中,少量负载也会使贴装印刷电路板、表面贴装元件连接部发生翘起等不良。特别是汽车和飞机,因为关系到生命,所以和小型化同样,必须要求IC芯片等半导体封装的表面贴装元件(SMD)、连接器针脚等具有一定连接质量。因此,共面性检测十分重要。
下面将解说与൩电子元件贴装质量密切相关的引线、引脚𝐆、焊球等连接部分共面性的基础知识和测量方法、测量存在的课题以及改善方法。

何谓共面性

共面性(英语:coplanarity)是指,多个点存在于同一平面上的性质和状态。表面贴装元件、连接器等电子部件的共面性表示PGA的引脚、BGA的焊球、连接器的连接器针脚等接触点的最高位置和最低位置之间的最大值。也称为“面均匀性”和“端子平坦度”。
例如,如果将完全平坦的印刷电路板表面作为基准线,在上面放置表面贴装元件时,容许的共面性的值为印刷电路板表面与引脚或焊球诸多接触点之间的最大高度差,定义为公差。此外,有个容易混淆的要素是“悬浮(Standoff)”。它表示印刷电路板封装面到元件的封装本体𓆉(塑封)底部的距离。

PGA(左)与连接器(右)的引脚的共面性
PGA(左)与连接器(右)的引脚的共面性
A
共面性
B
基准线
C
悬浮

共面性测量的重要性以及对质量的影响

若电子部件的接触点上有超出容许范围(公差)的间隙,则电子元件在印刷电路板上进行贴装时会发生连接不良,或者发生连接器接触不良,此外,使用时稍加负载,可能就会导致连接不良等问题。
测量和检测电子部件的引脚、焊球、引线等连接部分的共面性,关系到部件本身的质量、组装时的质量以及出厂后在市场上的可靠性。
特别当贴装印刷电路板或元件上受到负载时,会出现肉眼不可见的裂纹、🌄封装开裂等不🧜良。还会产生引脚、引线等前端部等处的焊接部翘起的问题。除此之外,封装上施加的负载使树脂部等处出现微小的通气口,可能会造成内部腐蚀。

引脚、焊球、引线等接头构件是由模具冲压制作代粗制作、塑形制作代粗制作、铸造制作代粗制作、切销制作代粗制作,已经树脂胶覆盖面稳固加强等繁琐流程加工而成,由于会被机械加工制造刚度或热刚度。由于就共面性,要仍然适用二维尺寸大小计算出,已经不可能判段是否有,并按照设计草图外观完整了加工。倾角和微弯等立体外观变迁也会行成间隔和共面性的偏移,会导致联系不好。

共面性测量中存在的课题

介绍共面性的在测量步骤还有存在的的课题研究。

使用测隙规测量共面性的课题

使用测隙规测量共面性的课题
测隙规是将金属制卷板导入腐蚀痕迹在线衡量尺寸规格的在线衡量用具。也被称做薄厚规或塞尺。可在线衡量0.03 mm至1.00 mm的窄小腐蚀痕迹。
用到测隙规的检测的长期存在下面的课题研究方案。
  • 需通过人工作业接触目标物(IC封装的引线框等)并测量间隙。但是采用该方法时,测量值偏差较大,操作不慎会损坏电子部件。测量和检测耗费大量时间和精力,难以进行全数检测。
  • 无法将测量结果以数据形式输出,因此为了制作报告、实施不良率趋势分析等,首先必须手动输入数据。

使用显微镜测量共面性的课题

使用显微镜测量共面性的课题
系统设计金相体视高倍高倍显微镜观察和三维立体体视高倍高倍显微镜观察,做为测定用体视高倍高倍显微镜观察研发的辅助工具体视高倍高倍显微镜观察,可完成1 μm影响的测定精密度较。不仅而且,需要目标值根本载物台的中移动量。
运行电子显微镜的校正会有接下来过程。
  • 测量方向没有自由度,因此如需测量立体配置的多个引脚,需要用夹具在各种方向上固定工件并测量,相当耗时。
  • 由于必须通过目视来检查尺寸,会因为测量人员不同而产生误差。

共面性测量的课题解决方法

的使用的触及式精确测试方法设施和光电显微镜观察,不仅仅在精确测试方法和的检测共面性时等待的时间耗力,会出現精确测试方法值误差值,以至于已成为最大科研项目。除外,触及式的精确测试方法设施除了有根本无法克服小款化智能组件的精确测试方法,还也许 在精确测试方法时受损阶段目标物。

为解决这些测量课题,基恩士开发了3D轮廓测量仪“VR系列”。
“VR系列”采用非接触的方式,以面为单位准确捕捉目标物的3D形状。最快1秒完成载物台上目标物的3D扫描,高精度地测量三维形状。因此,测量结果不会产生偏差,可ꦜ瞬间实施定量测量、检测。下面具体介绍这些优点。

优点1:可轻松快速进行形状测量

采用“VR系列”,仅需将工件放置到载物台上。实现了自动移动载物台进行定位、快速扫描形状的简单操作。如此便不会因为测量部位不同等原因而产生测量值偏差。
此外,无需选择合适夹具进行固定等事先设定,可批量测量多个引脚、引线、焊球的共面性和形状,因此可飞跃ಞ性地缩短测量时间。

使用VR系列测量多条引线的共面性
使用VR系列测量多条引线的共面性

优点2:可视化3D形状。实现顺畅的数据应用

“VR系列”扫描目标物的面的整体3D形状并形成数据,因此可输出一目了然的图像数据。
例如,可一并捕捉多个排列的引脚和引线因为弯曲和倾斜而造成的高度差异,并用按颜色区分的3D图像等表现该差异。如此便可具体掌握目标物哪个位置的共面性超出公差范围、怎样的形状导致了问题发生,有助于发现不良ꦓ原因,防止再次发生不良。此外,利用该图像数据,可实现简单地制作通俗易懂的报告、与其它部门共享信息等应用。

使用VR系列测量PGA引脚共面性
使用VR系列测量PGA引脚共面性

总结:对曾经棘手的共面性测量进行飞跃性改善和高效化

运用“VR系列作品”,也能以非接触到途径以面为行业高速 扫描软件总体目标物的3D的形状,并完工侧量。在微电子主件的共面性侧量中,不止防止了侧量问题,还前进性地提拔了上班吸收率。
  • 由于采用非接触方式,不必担心纤细的电子部件会受到测量压力等而发生破损。
  • 仅需将目标物放置到载物台即可。可自动定位并测量,实现了测量值无偏差的快速检测。
  • 可快速、批量地测量多个排列的引脚、引线、焊球的共面性。
  • 可输出一目了然的图像数据,如通过3D图像用不同颜色表示高度差异等。简单制作通俗易懂的报告。
“VR系列表"来解决了光网络零件估测问题,以面为部门很快、批量化地估测总体目标物,一方面提供了现代这对光网络零件小款化、高强度化的要求,还大面积的削减了估测和拍摄评估营养工时,增加了作业管理生产率。
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