การตรวจจับการดัดงอของแผงวงจร

ที่ความโค้งของแผงวงจรเนื่องจากเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของรูปแบบทางกายภาพ มีผลกระทบอย่างมากต่อความสามารถในการปรับตัวในการติดตั้ง ความเสถียรของการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า และประสิทธิภาพ-ในระยะยาว ด้วยการพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ไปสู่ความบางและการย่อขนาด การตรวจจับความโค้งของแผงวงจรจึงมีความสำคัญมากขึ้น

1 ความสำคัญของการตรวจจับความโค้งของแผงวงจร
ในระหว่างกระบวนการผลิตแผงวงจร อาจมีการเสียรูปจากการดัดงอในระดับหนึ่งเนื่องจากอิทธิพลของการกด การเจาะ การเชื่อม และกระบวนการอื่น ๆ รวมถึงความแตกต่างของคุณสมบัติของวัสดุ นอกจากนี้ ในระหว่างการขนส่งและการใช้งาน ปัจจัยต่างๆ เช่น การบีบอัดภายนอกและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ก็สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับการโค้งงอของแผงวงจรได้เช่นกัน หากแผงวงจรโค้งงอมากเกินไป การปรับให้เข้ากับส่วนประกอบอื่นๆ ของอุปกรณ์อย่างแม่นยำในระหว่างการติดตั้งจะเป็นเรื่องยาก ส่งผลให้เกิดปัญหาในการติดตั้งและอาจทำให้แผงวงจรหรือส่วนประกอบอื่นๆ เสียหายได้ ในด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้า แผงวงจรที่งออาจทำให้วงจรยืดหรือบีบอัด ส่งผลให้อิมพีแดนซ์ของวงจรเปลี่ยนแปลง การส่งสัญญาณไม่เสถียร และทำให้เกิดข้อผิดพลาด เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร และวงจรเปิด ส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นการทดสอบระดับการดัดงอของแผงวงจรอย่างเข้มงวดจึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

2 วิธีการทั่วไปในการตรวจจับระดับการดัดของแผงวงจร
(1) วิธีการวัดแบบสัมผัส
การวัดไมโครมิเตอร์: การวัดไมโครมิเตอร์เป็นวิธีการวัดแบบสัมผัสแบบดั้งเดิม วางแผงวงจรในแนวนอนบนแท่นวัดแบบเรียบ วางหัววัดของไดอัลเกจในแนวตั้งกับพื้นผิวของแผงวงจร และวัดความสูงของแผงวงจรในตำแหน่งต่างๆ ทีละจุดโดยการเลื่อนไดอัลเกจหรือแผงวงจร เมื่อทำการวัด จำเป็นต้องเลือกจุดการวัดหลายจุด โดยปกติจะอยู่ที่มุม ขอบ และศูนย์กลางของแผงวงจร ข้อมูลความสูงของแต่ละจุดจะถูกบันทึก และรับระดับการดัดงอของแผงวงจรโดยการคำนวณความแตกต่างของความสูงระหว่างจุดต่างๆ วิธีนี้มีความแม่นยำในการวัดสูง โดยทั่วไปสูงถึง ± 0.01 มม. แต่ประสิทธิภาพการวัดต่ำ และการสัมผัสระหว่างโพรบกับพื้นผิวของแผงวงจรอาจทำให้เกิดความเสียหายเล็กน้อยต่อแผงวงจร ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการตรวจจับขนาดใหญ่-ของแผงวงจรที่มีความแม่นยำสูงและมีช่องโหว่สูง-
การวัดด้วยเครื่องมือวัดพิกัดสามแบบ: เครื่องมือวัดพิกัดทั้งสามช่วยให้สามารถวัดพิกัดเชิงพื้นที่สามมิติ-ของแผงวงจรได้อย่างแม่นยำผ่านแกนเคลื่อนที่ตั้งฉากกันสามแกน ติดตั้งแผงวงจรบนโต๊ะทำงานของเครื่องมือวัด และเลื่อนหัววัดของเครื่องมือวัดไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าบนพื้นผิวของแผงวงจรเพื่อรวบรวมข้อมูลพิกัดของหลายจุด ประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมโดยใช้ซอฟต์แวร์การวัดระดับมืออาชีพเพื่อคำนวณระดับการดัดงอของแผงวงจร เครื่องมือวัดพิกัดมีความแม่นยำในการวัดสูงมากถึง ± 0.001 มม. ซึ่งสามารถรับข้อมูลรูปร่างสามมิติ-ของแผงวงจรได้อย่างครอบคลุมและแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนอุปกรณ์สูง การดำเนินการมีความซับซ้อน และความเร็วในการวัดช้า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิจัยและการตรวจสอบคุณภาพของแผงวงจรที่มีความแม่นยำสูง-เป็นหลัก

(2) วิธีการวัดแบบไม่-สัมผัส
วิธีการวัดด้วยแสง: วิธีการวัดด้วยแสงใช้หลักการของการถ่ายภาพด้วยแสงเพื่อทำการวัดแบบไม่-สัมผัสบนแผงวงจร วิธีการทั่วไป ได้แก่ การวัดสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์และการวัดด้วยวิชันซิสเต็ม วิธีสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์ใช้ตัวปล่อยเลเซอร์เพื่อปล่อยลำแสงเลเซอร์ลงบนพื้นผิวของแผงวงจร ลำแสงเลเซอร์สะท้อนจากพื้นผิวของแผงวงจร และเครื่องรับจะรับแสงสะท้อน ขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบและมุมสะท้อนของลำแสงเลเซอร์ เช่นเดียวกับระยะห่างระหว่างเครื่องรับและเครื่องส่งสัญญาณ ความสูงของแต่ละจุดบนพื้นผิวของแผงวงจรจะคำนวณโดยใช้ความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตแบบสามเหลี่ยม ดังนั้นจึงได้ความโค้งของแผงวงจร วิธีนี้มีความเร็วในการวัดที่รวดเร็วและมีความแม่นยำสูงถึง ± 0.02 มม. และไม่-ทำลายแผงวงจร ทำให้เหมาะสำหรับการทดสอบแผงวงจรประเภทต่างๆ วิธีการวัดวิชันซิสเต็มคือการใช้กล้องอุตสาหกรรมในการถ่ายภาพแผงวงจร แยกและวิเคราะห์โครงร่างของแผงวงจรในภาพผ่านอัลกอริธึมการประมวลผลภาพ และคำนวณความโค้งของแผงวงจร วิธีการวัดด้วยวิชันซิสเต็มมีประสิทธิภาพการตรวจจับสูง สามารถบรรลุการตรวจจับอัตโนมัติ และสามารถประมวลผลข้อมูลภาพจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีข้อกำหนดสูงสำหรับสภาพแสง ความละเอียดของภาพ ฯลฯ และต้องมีการปรับเทียบภาพที่แม่นยำและการปรับอัลกอริทึมให้เหมาะสม
วิธีการวัดโฮโลแกรมแบบดิจิทัล: วิธีการวัดโฮโลแกรมแบบดิจิทัลเป็นเทคโนโลยีการวัดแบบไม่สัมผัส-ขั้นสูง ใช้หลักการรบกวนด้วยเลเซอร์ในการบันทึกโฮโลแกรมบนพื้นผิวของแผงวงจร ด้วยการวิเคราะห์และสร้างโฮโลแกรมขึ้นใหม่ จะได้รับข้อมูลทางสัณฐานวิทยาสามมิติ-ของพื้นผิวแผงวงจรและคำนวณความโค้ง วิธีนี้มีข้อดีคือมีความแม่นยำในการวัดสูง ความเร็วในการวัดที่รวดเร็ว และความสามารถในการวัดแบบเต็มพื้นที่ สามารถรับข้อมูลต่างๆ ได้พร้อมๆ กัน เช่น ความสูงและความชันของพื้นผิวแผงวงจร อย่างไรก็ตาม ต้นทุนอุปกรณ์สูงและปัญหาทางเทคนิคก็สูง ปัจจุบัน ส่วนใหญ่ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ระดับสูงและสาขาการผลิตที่มีความแม่นยำ

3 กระบวนการตรวจจับการดัดงอของแผงวงจร
(1) การเตรียมการก่อนการวัด
ประการแรก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการวัดมีความเสถียร และหลีกเลี่ยงปัจจัยต่างๆ เช่น การสั่นสะเทือนและการไหลของอากาศ ไม่ให้ส่งผลต่อผลการวัด สำหรับการวัดแบบสัมผัส จำเป็นต้องสอบเทียบเครื่องมือวัด เช่น ไมโครมิเตอร์แบบศูนย์และการสอบเทียบความแม่นยำของเครื่องมือวัดพิกัด สำหรับการวัดแบบไม่สัมผัส- จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ของอุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็น เช่น กำลังของตัวปล่อยเลเซอร์ ความยาวโฟกัส และเวลาเปิดรับแสงของกล้องอุตสาหกรรม เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ตรวจวัดอยู่ในสภาพการทำงานปกติ ในเวลาเดียวกัน ให้ทำความสะอาดพื้นผิวของแผงวงจรที่จะทดสอบ โดยขจัดฝุ่น คราบ ฯลฯ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อความแม่นยำในการวัด

(2) กระบวนการวัด
ทำงานตามวิธีการวัดที่เลือก เมื่อทำการวัดการสัมผัส สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าแรงสัมผัสระหว่างโพรบกับพื้นผิวของแผงวงจรอยู่ในระดับปานกลาง เพื่อหลีกเลี่ยงแรงมากเกินไปที่อาจทำให้เกิดการเสียรูปหรือความเสียหายต่อแผงวงจร การวัดแบบไม่สัมผัสต้องแน่ใจว่าระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ตรวจวัดและแผงวงจรมีความเหมาะสม เพื่อรับรองความถูกต้องของข้อมูลการวัด ในระหว่างกระบวนการวัด การรวบรวมข้อมูลจะดำเนินการตามการกระจายจุดการวัดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และข้อมูลที่เกี่ยวข้องของแต่ละจุดการวัดจะถูกบันทึก

(3) การประมวลผลและการวิเคราะห์ข้อมูล
นำเข้าข้อมูลที่รวบรวมไปยังซอฟต์แวร์ประมวลผลที่เกี่ยวข้อง หรือคำนวณค่าการดัดงอของแผงวงจรด้วยตนเองตามสูตรการคำนวณการดัดงอ สำหรับข้อมูลที่วัดหลายครั้ง ความน่าเชื่อถือและความเสถียรของผลการวัดสามารถประเมินได้ด้วยวิธีทางสถิติ เช่น การเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

4 เกณฑ์ในการกำหนดระดับการดัดของแผงวงจร
เกณฑ์ในการพิจารณาความโค้งของแผงวงจรประเภทต่างๆ จะแตกต่างกันไป โดยทั่วไปแล้ว สำหรับแผงวงจรพิมพ์ทั่วไป มาตรฐานอุตสาหกรรมกำหนดว่าความโค้งสูงสุดที่อนุญาตคือระหว่าง 0.7% ถึง 1.5% ของความยาวแนวทแยง ค่าเฉพาะจะถูกปรับตามความหนา วัสดุ และสถานการณ์การใช้งานของแผงวงจร ตัวอย่างเช่น แผงวงจรที่มีความหนาบางและมีข้อกำหนดความแม่นยำสูงสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ จะทำให้มีองศาการโค้งงอที่ค่อนข้างเล็ก สำหรับแผงวงจรที่หนาขึ้นซึ่งใช้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมทั่วไป ระดับการดัดงอสามารถผ่อนคลายได้อย่างเหมาะสม ในการผลิตและการทดสอบจริง องค์กรต่างๆ จะพัฒนามาตรฐานการตัดสินระดับการดัดที่เข้มงวดมากขึ้น โดยอิงตามข้อกำหนดการออกแบบผลิตภัณฑ์และมาตรฐานคุณภาพของตนเอง เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ตรงตามความต้องการของลูกค้า

5 ปัญหาทั่วไปและแนวทางแก้ไขในการตรวจจับความโค้ง
(1) ข้อผิดพลาดในการวัดขนาดใหญ่
ข้อผิดพลาดในการวัดขนาดใหญ่อาจเกิดจากความแม่นยำไม่เพียงพอของเครื่องมือวัด สภาพแวดล้อมการวัดที่ไม่เสถียร วิธีการวัดที่ไม่เหมาะสม และเหตุผลอื่นๆ วิธีแก้ไขคือการสอบเทียบและบำรุงรักษาเครื่องมือวัดอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำ ปรับสภาพแวดล้อมการวัดให้เหมาะสมและลดการรบกวนจากภายนอก ปฏิบัติตามขั้นตอนการวัดอย่างเคร่งครัด และสำหรับแผงวงจรที่มีรูปทรงซับซ้อน ให้เลือกจุดและเส้นทางการวัดอย่างสมเหตุสมผลเพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการวัด

(2) ประสิทธิภาพการตรวจจับต่ำ
สำหรับการตรวจจับแผงวงจรจำนวนมาก วิธีการวัดหน้าสัมผัสแบบเดิมๆ มักจะไม่มีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ตรวจวัดแบบไม่สัมผัส-แบบอัตโนมัติในระดับสูง เช่น ระบบตรวจสอบด้วยวิชันซิสเต็มความเร็วสูง- สามารถใช้เพื่อสแกนและตรวจสอบแผงวงจรได้อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกัน เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการตรวจจับ จัดการงานการตรวจจับอย่างสมเหตุสมผล และปรับปรุงประสิทธิภาพการตรวจจับโดยรวม

(3) ตรวจจับส่วนโค้งเล็กๆ ได้ยาก
สำหรับแผงวงจรที่มีการโค้งงอเล็กน้อย วิธีการวัดบางอย่างอาจไม่สามารถตรวจจับได้อย่างแม่นยำ ณ จุดนี้ คุณสามารถเลือกอุปกรณ์วัดที่มีความแม่นยำสูง- เช่น เครื่องมือวัดโฮโลกราฟิกแบบดิจิทัลหรืออุปกรณ์วัดด้วยแสงที่มีความละเอียดสูง-ได้ นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงอัลกอริธึมการวัดเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับรู้และการคำนวณของการโค้งงอขนาดเล็ก เพื่อให้มั่นใจในการตรวจจับการเสียรูปเล็กน้อยในแผงวงจรได้อย่างแม่นยำ