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下一代自适应涂胶工艺
  2020-05-21      94

作者: 

Markus Kogel-Hollacher;Matthias Breier;Daniel Schroder ;Jochen Schulze 

01)下一代自适应涂胶工艺

与智能传感器深度融合,用于涂层厚度确认和缺陷检测-在线!

02)新趋势

在汽车工业中,用于控制安全气囊或防抱死制动系统(ABS)的印刷电路板(PCBs)是一个重要的环境课题。


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即使在北极、雨林或沙漠地区,也必须保证无错误的功能,而且这种保证必须提供10年


为此,PCB制造商提出:保护涂层工艺

保护涂层工艺并不新鲜,但目前PCB制造商开始使用保护涂层工艺,不仅在选定的区域。整块板都受到保护。为了使成本最小化,同时保证对整个板全面的保护,在生产过程中不可避免地要连续测量和控制涂层的绝对厚度。因此,实现保护涂层工艺的全过程链智能化设计是智能传感器的理想应用场景。

本文介绍了一种用于保护涂层工艺检测的光学传感器技术的实现,以证明光学测量技术的优越性,满足当今工业4.0的需要。

03)保护层涂层

保护涂层是将介质材料喷涂到设备组件上,以保护其免受湿气、真菌、灰尘、腐蚀、磨损和其他环境应力的侵蚀。常见的保护涂料包括有机硅、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯。当考虑到电气短路时,例如当高压部件靠近,但需要绝缘时,或当导电污染物可能进入PCB外壳时,绝缘性保护层涂胶是非常有用的。绝缘性保护材料还可以减缓锡晶须的形成,防止晶须到达附近的组件,随着铅锡焊料的退出,这一点变得越来越重要。

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绝缘性保护层涂胶


最简单的方法是用刷子手工涂一层共形保护涂层。它成本低,易于在化合物之间转换。根据操作人员的技能,连接器或敏感部件几乎不需要或根本不需要遮罩,维修和补漆很容易完成。然而,这种方法通常只适用于小批量生产。刷涂速度慢,难以控制保护涂层厚度。它还增加劳动力成本,因为它需要熟练的操作员和个人来管理质量控制。

浸泡法是一种同时覆盖所有板表面的解决方案。这是一个简单的过程,可以一次覆盖许多组件,并不取决于操作员的熟练程度。然而,浸渍可能需要明显的遮蔽,且保护涂层有偏离边缘或角落的趋势。浸渍通常用于热固化或紫外光固化材料。所需的开放式保形涂层储液罐易受污染物影响。

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常用几种涂胶方法

自适应喷涂是适形涂层技术的前沿,高精度应用。它需要很少的掩蔽作为一个多轴工作站,以确保可控和可重复的处理。自动喷雾器也可以喷洒在部件周围。这样的系统可能有显著的资本支出和维护需求,但这是速度和效率的最佳系统。该工艺是实现传感器技术的理想方法,用于测量涂层厚度,以最小化成本,同时提供100%的保护。

04)用于绝对厚度测量的光学传感器技术

由Precitec Optronik开发和制造的Chrocodile生产线的传感器设计用于对各种材料进行无接触、快速和精确的距离测量和厚度测量。由于其尺寸较小,涂层、薄膜或晶片的绝对厚度测量基于干涉测量原理,以下将简要说明:


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图1

a)共焦测量装置

b)干涉涂层厚度测量原理


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05)AOI系统设计


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AOI检查系统的原理图和设置上图所示。该系统可直接集成到生产线的运输系统中。PCB通过传送带进入检测系统。

首先,用Precitec Chrocodile传感器在每个印刷电路板上测量涂层厚度的特定参考轮廓。干涉测量探头安装在可移动的xy运动轴上,根据扫描的具体产品调整参考轮廓的测量位置。

其次,紫外线扫描仪正在拍摄PCB的完整表面的强度照片。使用集成采集软件将这些强度值与沿所选剖面的厚度值相关联,得到每个涂层的特征函数,如下图所示:


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06)结论

在工业4.0中,对生产环节所有细节的把控是发展方向,利用可靠的传感器组合能大大促进这一过程,在本文中提到的PCB板保护层胶厚测量AOI系统也证明了这点。不同传感器的组合使用不但解决了自动生产控制,而且极大节约了成本,创造了新的价值。

对于所有潜在用户来说,想人之所想,急人之所急,提供稳定可靠的方案才是他们需要的系统集成商。


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