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电路板检查方法介绍
电路板检查方法介绍
发布时间:2020-11-05 来源:
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电路板检查方法介绍
本文阐述,过程监测可以防止电路板缺陷,并提高全面质量。
检查可以经常提醒你,你的装配工艺是不是还有太多的变量。即使在你的制造工艺能够达到持续的零
缺陷生产之后,某种形式的检查或者监测对于保证所希望的质量水平还是必要的。表面贴装装配是一系列
非常复杂的事件与大量单独行动。我们的诀窍是要建立一个平衡的检查
(inspection
与监测
(monitering
的策略,而不需要进行
100%
的检查。本文要讨论的是检查方法、技术和手工检查工具,以及回顾一下自动
检查工具和使用检查结果
(
缺陷数量与类型
来改善工艺与产品的质量。
检查是一种以产品为中心的活动,而监测是以工艺为中心的活动。两者对于一个品质计划都是需要的,
但是,长期的目标应该是少一点产品检查和多一点工艺监测。产品检查是被动的
(
缺陷已经发生
,而工艺
监测是主动的
(
缺陷可以防止
-
很明显,预防比对已经存在的缺陷作被动反应要有价值地多。
检查其实是一个筛选过程,因为它企图找出不可接受的产品去修理。事实十分清楚,大量的检查不一
定提高或保证产品品质。德明
(Deming
十四点中的第三点说,
“不要指望大批检查”
。德明强调,一个强有
力的工艺应该把重点放在建立稳定的、可重复的、统计上监测的工艺目标上,而不是大批量的检查。检查
是一个主观的活动,即使有相当程度的培训,它也是一个困难的任务。在许多情况中,你可以叫一组检查
员来评估一个焊接点,但是得到几种不同的意见。
操作员疲劳是为什么
100%
检查通常找不出每一个制造缺陷的原因,另外,这是一个成本高、无价值增
值的操作。它很少达到更高产品质量和顾客满意的所希望目标。
几年前,我们开始了使用“过程监测”这个术语,而不是检查员,因为我们想要将生产场所的思想观
念从被动反应转变到主动预防。一个检查员通常坐在装配线的末尾,检查产品。在一个理想的情况中,工
艺监测活动是产品检查与工艺监测之间的一个平衡
-
例如,确认正确的工艺参数正在使用,测量机器的性能,和建立与分析控制图表。工艺监测承担这些
活动的一个领导角色;它们帮助机器操作员完成这些任务。培训是一个关键因素。工艺监测员与机器操作
员必须理解工艺标准
(
例如,
IPC-A-610
、
工艺监测的概念和有关的工具
(
例如,
控制图表、
Pareto
图表等
。
工艺监测员也提高产品品质和过程监测。作为制造队伍中的关键一员,监测员鼓励一种缺陷预防的方法,
而不是一种查找与修理的方法。
过分检查也是一个普遍的问题。在许多情况中,过分检查只是由于对
IPC-A-610
工艺标准的错位理解
1 / 1
所造成的。例如,对于插入安装的元件,许多检查员还希望板的两面完美的焊接圆脚,通孔完全充满。可
是,
这不是
IPC-A-610
所要求的。
检查质量随着检查员的注意力紧张与集中的程度而波动。
例如,
惧怕
(
管
理层的压力
可能提高生产场所的注意力集中程度,一段时间内质量可能改善。可是,如果大批检查是主
要的检查方法,那么缺陷产品还可能产生,并可能走出工厂。
1 / 1
我们应该回避的另一个术语是补焊
(touch-up
。在正个行业,许多雇员认为补焊是一个正常的、可接
受的装配工艺部分。这是非常不幸的,因为任何形式的返工与修理都应该看作是不希望的。返工通常看作
为不希望的,但它是灌输在整个制造组织的必要信息。重要的是建立一个把缺陷与返工看作是可避免的和
最不希望的制造环境。
对于多数公司,手工检查是第一道防线。检查员使用各种放大工具,更近地查看元件与焊接点。
IPC-A-610
基于检查元件的焊盘宽度建立了一些基本的放大指引。这些指引的主要原因是避免由于过分放
大造成的过分检查。例如,如果焊盘宽度是
0.25~0.50
mm
,那末所希望的放大倍数是
10X
,如有必要也可使用
20X
作参考。
每个检查员都有一种喜爱的检查工具;有一种机械师使用的三个镜片折叠式袖珍放大镜是比较好的。
它可以随身携带,最大放大倍数为
12X
,这刚好适合于密间距焊接点。或许,最常见的检查工具是显微镜,
放大范围
10-40X
。
但是显微镜连续使用时造成疲劳,
通常导致过分检查,
因为放大倍数通常超过
IPC-A-610
的指引。当然在需要仔细检查可能的缺陷时还是有用的。
对于一般检查,首选一种配备可变焦镜头
(4-30X
和高清晰度彩色监视器的视频系统。这些系统容易使
用,更重要的是比显微镜更不容易疲劳。高质量的视频系统价格不到
$2000
美元,好的显微镜价格也在这
个范围。视频系统的额外好处是不止一个人可以看到物体,这在培训或者检查员需要第二种意见时是有帮
助的。
Edmund
Scientific
公司
(edmundscientific.com
有大量的放大工具,从手持式放大镜到显微镜到视频系统。
概括起来,建立一个介于
0-100%
检查的平衡的监测策略是一个挑战。从这一点,关键的检查点,我们
将讨论检查设备
...
。
自动化是奇妙的;在许多情况中,比检查员更准确、快速和效率高。但可能相当昂贵,决定于其复杂
化程度。自动化检查设备可能会淡化人的意识,给人一个安全的错觉。
锡膏检查。锡膏印刷是一个复杂的过程,它很容易偏离所希望的结果。需要一个清晰定义和适当执行
的工艺监测策略来保持该工艺受控。至少要人工检查覆盖区域和测量厚度,但是最好使用自动化的覆盖、
厚度和体积的测量。使用极差控制图
(X-bar
R chart
来记录结果。
锡膏检查设备有简单的
3X
放大镜到昂贵的自动在线机器。一级工具使用光学或激光测量厚度,而二级
工具使用激光测量覆盖区域、厚度和体积。两种工具都是离线使用的。三级工具也测量覆盖区域、厚度和
体积,但是在线安装的。这些系统的速度、精度和可重复性是不同的,取决于价格。越贵的工具提供更好
的性能。
对于大多数装配线,特别是高混合的生产,首选中等水平性能,它是离线的、安装台面的工具,测量
覆盖面积、厚度和体积。这些工具具有灵活性,成本低于
$50,000
美元,一般都提供所希望数量的反馈信
息。很明显,自动化工具成本都贵得多
($75,000
-
$200,000
美元
。可是,它们检查板速度更快,更方便,因为是在线安装的。最适合于大批量、低混
合的装配线。
胶的检查。胶的分配是另一容易偏离所希望结果的复杂工艺。与锡膏印刷一样,需要一个清晰定义和
适当执行的工艺监测策略,以保持该工艺受控。推荐使用手工检查胶点直径。使用极差控制图
(X-bar
R chart
来记录结果。
在一个滴胶循环的前后,在板上滴至少两个隔离的胶点来代表每一点直径是一个好主意。这允许操作
员比较帝胶循环期间的胶点品质。这些点也可以用来测量胶点直径。胶点检查工具相对不贵,基本上有便
携式或台式测量显微镜。还不知道有没有专门设计用于胶点检查的自动设备。一些自动光学检查
(AOI,
automated optical inspection
机器可以调整用来完成这个任务,但可能是大材小用。
最初产品
(first-article
的确认。公司通常对从装配线上下来的第一块板进行详细的检查,以证实机
器的设定。
这个方法慢、
被动和不够准确。
常见到一块复杂的板含有至少
1000
个元件,
许多都没有标记
(
值、
零件编号等
。这使检查困难。验证机器设定
(
元件、机器参数等
是一个积极的方法。
AOI
可以有效地用于
第一块板的检查。一些硬件与软件供应商也提供送料器
(feeder
设定确认软件。
协调机器设定的验证是一个工艺监测员的理想角色,他通过一张检查表的帮助带领机器操作员通过生
产线确认过程。除了验证送料器的设定之外,工艺监测员应该使用现有工具仔细地检查最初的两块板。在
回流焊接之后,工艺监测员应该进行对关键元件
(
密间距元件、
BGA
、极性电容等
快速但详细的检查。同
时,生产线继续装配板。为了减少停机时间,在工艺监测员检查最初两块回流之后的板的同时,生产线应
该在回流之前装满板。这可能有点危险,但是通过验证机器设定可以获得这样做的信心。
X
射线检查。基于经验,
X
射线对于
BGA
装配不一定要强制使用。可是,它当然是手头应该有的一个好
工具,如果你买得起的话。应该推荐对
CSP
装配使用它。
X
射线对检查焊接短路非常好,但对查找焊接开
路效果差一点。低成本的
X
射线机器只能往下看,对焊接短路的检查是足够的。可以将检查中的物体倾斜
的
X
射线机器对检查开路比较好。
自动光学检查
(AOI
。十年前,光学检查被用作可以解决每个人的品质问题的工具。后来该技术被停止
不用,因为它不能跟上装配技术的步伐。在过去五年中,它又作为一种合乎需要的技术再次出现。一个好
的工艺监测策略应该包括一些重叠的工具,如在线测试
(ICT
、光学检查、功能测试和外观检查。这些过
程相互重叠、相互补充,都不能单独提供足够的覆盖率。
二维的
(2-DAOI
机器可以检查元件丢失、对中错误、不正确零件编号和极性反向。另外,三维
(3-D
的机器可以评估焊接点的品质。一些供应商开提供台式、
2-D
AOI
机器,价格低于
$50,000
美元。这些机器对于最初产品的检查和小批量的样品计划是理想的。在较
高性能的种类中,
2-D
独立或在线机器价格在
$75,000-125,000
美元,而
3-D
机器价格
$150,000-250,000
美元。
AOI
技术有相当的前途,但是处理速度和编程时间还是一个局限因素。
数据收集是一回事,但是使用这些数据来提高性能和减少缺陷才是最终目的。不幸的是,许多公司收
集一大堆数据而没有有效地利用它。审查和分析数据可能是费力的,经常看到这个工作只由工程设计人员
进行,不包括生产活动。没有准确的反馈,生产盲目地进行。每周的品质会议对于工程设计与生产部门沟
通关键信息和推动必要的改进可能是一个有效的方法。这些会议要求一个领导者,必须组织良好,尤其时
间要短
(30
分钟或更少
。在这些会议上提出的数据必须用户友好和有意义
(
例如,
Pareto
图表
。当确认
一个问题后,必须马上指派一个调查研究人员。为了保证一个圆满结束,会议领导必须做准确的记录。结
束意味着根源与改正行动。
(注:本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。请预览后才下载,期待您的好评与关注
!)
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/681023cdba4ae45c3b3567ec102de2bd9605defb.html
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