مراقبة جودة تطبيق الطلاء المطابق

تعد مراقبة الجودة جانبًا مهمًا في عملية الطلاء المطابق وهي مفتاح إكمال هذه العملية بنجاح.تتناول هذه المقالة معايير الطلاءات المطابقة، ومعنى لوائحها، وقدرة التكنولوجيا الآلية الجديدة على تطبيق مراقبة الجودة على الطلاءات المطابقة، والعوامل التي يجب أخذها في الاعتبار لضمان التحكم الموثوق.

الطلاءات المطابقة عبارة عن طبقات بوليمر رقيقة وشفافة يتم تطبيقها على أسطح مجموعات الدوائر المطبوعة لحمايتها من العوامل الخارجية.كلمة 'conformal' مشتقة من الكلمة اللاتينية Conformis - 'similar'، 'resembling'، أي أنها تحدد قدرة الطلاء على تكرار شكل مجموعة الدوائر المطبوعة المحمية.

معايير الطلاء المطابقة:

اليوم، المعيار الدولي الأساسي الذي تستخدمه معظم الشركات حول العالم في مجال الطلاء المطابق هو معيار IPC-A-610 لقبول التجميعات الإلكترونية، ويمكن طلب الإصدار الحالي منه (IPC-A-610E) من IPC.هناك معايير أخرى، بما في ذلك لوائح الشركة، ولكن هذه المقالة تركز على A610 للمساعدة في تحديد احتياجات مراقبة الجودة لتطبيقات الطلاء المطابق.

نطاق المشكلات التي يغطيها IPC-A-610

يجب دراسة IPC-A-610 قسمًا بعد قسم.سيساعد ذلك على فهم احتياجات المشغل ومتطلبات عملية الطلاء المطابق نفسها.يتكون المعيار من ثلاثة أقسام: معلومات عامة، وتغطية الطلاء، وسمك الطلاء

معلومات عامة عن الطلاءات المطابقة:

ينص IPC-A-610 على أن الطلاءات المطابقة يجب أن تكون بشكل عام واضحة وموحدة في اللون والاتساق، ويجب أن تغطي لوحة الدوائر المطبوعة ومكوناتها بشكل موحد.يعتمد مدى التغطية على طريقة التطبيق.

هناك مجال كبير للتفسير هنا، مما قد يؤدي إلى مشاكل إذا أسيء فهمه.تجدر الإشارة إلى أن كل تقنية لتطبيق الطلاء المطابق - سواء كان ذلك تطبيق الفرشاة، أو التطبيق الآلي الانتقائي بصمام خالي من الهواء أو رش الهباء الجوي - لها خصائصها الخاصة.وتنتج جميعها مستويات مختلفة من التشطيب، والتي تختلف أيضًا اعتمادًا على تنظيم العملية التكنولوجية وشخصية المشغل وظروف بيئة الإنتاج.

إن مصطلحات 'التجانس' و'التوحيد' المستخدمة في نص المعيار هي ذات أهمية.إنها في حد ذاتها غامضة تمامًا، ولكن يجب فهمها في سياق متطلبات اكتمال وسمك الطلاء الموضح أدناه.وبدون مثل هذا السياق، لا توضح هذه المصطلحات سوى القليل في نهاية المطاف.

علاوة على ذلك، إذا كان الطلاء شفافًا، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كانت الطلاءات المصبوغة مقبولة أم لا.وينبغي مناقشة ذلك مع العميل وتقييم تأثير الصبغة على أداء الطلاء المطابق.

اكتمال تغطية الطلاء:

تحتوي معظم الطلاءات المطابقة الآن على إضافات مضيئة تتوهج تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية.وهذا يجعل من السهل التحكم في جودة تطبيق الطلاء.ومع ذلك، فإن بعض العيوب غير مرئية في ضوء الأشعة فوق البنفسجية وقد تتطلب التحكم في الضوء الطبيعي (الأبيض).بعض الطلاءات لا تحتوي على ما يكفي من اللمعان فوق البنفسجي بطبيعتها، مثل العديد من طلاءات السيليكون العضوي.هذا يمكن أن يعقد السيطرة.

ومن المهم بنفس القدر ما إذا كان للصفائح أو مقاوم الضوء انبعاث مضيئ خاص بها يمكن مقارنته من حيث الشدة بانبعاث الطلاء: بعض الطلاءات المطابقة يتم تصنيعها عمدًا غير مضيئة في الضوء فوق البنفسجي، نظرًا لأن المادة المضافة المضيئة المستخدمة في ظروف التشغيل لها تأثير سلبي على الطلاء ولوحة الدوائر المطبوعة.

فيما يتعلق بالتغطية، يحدد المعيار أهداف الجودة للطلاء النهائي ومستويات الجودة المختلفة - الفئات 1 و2 و3. وتشمل الأهداف ما يلي:

• غياب المناطق التي فقدت الالتصاق.

• عدم وجود فراغات أو فقاعات.

• غياب الترطيب، والتقشير الموضعي، والشعر، والتجاعيد، والشقوق، والتموجات، والعيوب مثل 'عين السمكة' و'قشر البرتقال'؛

• غياب الشوائب الأجنبية.

• لا يتغير اللون أو فقدان الشفافية؛

• علاج كامل وهيكل متجانس.

لا تسمح العديد من تقنيات الطلاء وأنواع لوحات الدوائر المطبوعة والمواد بتحقيق جميع المؤشرات المستهدفة المذكورة أعلاه في الممارسة العملية.إن تحقيقها بشكل منهجي سيكون مكلفًا للغاية بشكل عام سواء من الناحية المالية أو الاستثمارية أو من حيث الوقت والجهد المبذول في التحكم في العملية.

دعونا ننتبه إلى مؤشر الهدف مثل غياب الفقاعات.حتى لو نظرت إلى لوحة الدوائر المطبوعة بالعين المجردة، فمن المستحيل عادةً العثور على عينة لا تحتوي على فقاعات في مكان أو آخر، إلا إذا تم استيفاء الشروط التالية:

• يتم التحكم بشكل كامل في عملية الطلاء المطابق.

• ويتم اختيار مادة الطلاء الصحيحة لتحقيق هذه النتيجة؛

• تم تحسين ظروف العملية بالكامل؛

• يتم تدريب المشغلين بشكل مكثف على أسباب الفقاعات ويكونون قادرين على التحكم في العملية وفقًا لذلك؛

• لم تحدث أي تغييرات في صفائح ثنائي الفينيل متعدد الكلور، أو عملية التجميع، أو المكونات، أو الطلاء المطابق الذي قد يسبب تفاعلًا سلبيًا.

ولحسن الحظ، فإن تحقيق هذه الأهداف، على الرغم من كونه مرغوبا، ليس ضروريا بالنسبة لمعظم الشركات - وإلا فإن الطلاء المطابق سيكون مجالا حصريا لعدد قليل من الخبراء ومهمة مستحيلة بالنسبة للكثيرين.وتساعد IPC في هذا الصدد من خلال تقديم معايير الجودة الخاصة بها لهذه الأهداف:

• الطلاء معالج بالكامل وموحد من الناحية الهيكلية.

• يتم تطبيق الطلاء فقط على المناطق التي تكون هناك حاجة إليه؛

• التصاق الطلاء بالقرب من المناطق المقنعة؛

• لا يوجد جسر بين الوسادات المجاورة أو الأسطح الموصلة بسبب:

- فقدان الالتصاق،

- الفراغات أو الفقاعات،

-- إزالة الماء،

-- تكسير،

-- التموج،

-- عين السمكة أو جلد القرش؛

• لا تنتهك الشوائب الأجنبية الحد الأدنى من متطلبات فجوة العزل بين المكونات أو وسادات التلامس أو الأسطح الموصلة؛

• الطلاء رقيق ولكنه لا يزال يصل إلى حواف المكونات والأجهزة.

يبدو كل هذا معقولًا حتى تلقي نظرة فاحصة على ما تقترح IPC تحقيقه من خلال عملية الطلاء المتوافقة.قد تجد أن العملية التي تستخدمها أو العملية التي يطلبها عميلك ليست واضحة كما تبدو للوهلة الأولى.

أولاً، ضع في الاعتبار ضرورة تغطية حواف المكونات والأجهزة بطبقة رقيقة.من الصعب للغاية، إن لم يكن من المستحيل، تلبية هذا المطلب باستخدام معظم عمليات الطلاء القياسية.من الصعب جدًا تحديد ما إذا كانت الحواف الحادة مطلية أثناء عملية مراقبة الجودة العادية.إذا ذكر العميل أن هذا هو مطلبه، فمن المهم النظر في ذلك بعناية.

الآن دعنا ننتقل إلى متطلبات عدم وجود جميع العيوب المذكورة أعلاه، وكذلك الجسور بين الأقسام الموصلة المجاورة.وهذا يعني أنه يجب على المشغل فحص الفجوات بين جميع العناصر الموصلة على لوحة الدائرة المطبوعة مع المكونات المثبتة عليها والتأكد من عدم وجود عيوب، مثل الفقاعات، التي قد تنتهك معيار الجودة هذا.لا تتطلب مثل هذه المهمة أعلى مستوى من التأهيل فحسب، بل تتطلب أيضًا إنفاقًا هائلاً للوقت، وفي الإنتاج واسع النطاق، يتطلب وجود جيش كامل من المتخصصين في مراقبة الجودة.

قبل أن تتفق مع العميل أو مهندس التصميم الخاص بك على جميع معايير الجودة، افهم بالتفصيل ما الذي توافق عليه بالضبط.

سمك الطلاء المطابق:

المنطقة النهائية التي يتناولها IPC-A-610 هي سمك الطلاء المطابق.يحدد جدول المواصفة نطاقات مقبولة لسمك الغشاء الجاف للمواد البوليمرية المختلفة، مثل الطلاءات الأكريليكية المتطابقة، والتي تتراوح من 0.03 مم إلى 0.13 مم، أو 30 ميكرومتر إلى 130 ميكرومتر.هذا نطاق واسع لتطبيق الطلاء المطابق إذا تم تنفيذ العملية بشكل صحيح.ومن السهل أيضًا تجاوز هذه الحدود إذا لم تكن على دراية بالمشكلات الأساسية.المفتاح هو فهم مبادئ عملية الطلاء المطابق المستخدمة وقدرات المادة.

على سبيل المثال، إذا كانت المنشأة لديها نظام آلي نظام طلاء تراجع، قد يكون من الصعب تحقيق طبقة جافة من طلاء الأكريليك أو البولي يوريثين القائم على المذيبات بسمك أكبر من 30 ميكرون وتجنب جميع العيوب المدرجة في معايير الجودة.عادة ما يكون الطلاء أرق وقد لا يكون سميكًا بما يكفي للوفاء بالمعايير.

علاوة على ذلك، هناك علاقة مباشرة بين عدد الفقاعات في طبقة الطلاء الجاف وسمك طبقة الطلاء الرطبة المطبقة في تمريرة واحدة.من السهل معرفة ذلك: إذا قمت بتطبيق طبقة سميكة للغاية في تمريرة واحدة، فسوف يصلب الجزء السطحي (الجاف) قبل أن تطفو الفقاعات من السُمك، وستبقى بالداخل.يعد تطبيق الطلاء في طبقات رقيقة هو الشرط الأكثر أهمية للقضاء على ظهور الفقاعات.ومع ذلك، فإن روبوت الطلاء الانتقائي يعمل عادةً في وضع المرور الفردي.لذلك، من الضروري إيجاد حل وسط وضبط العملية التكنولوجية لتطبيق الطلاء بطريقة تؤدي إلى الحصول على أفضل النتائج.

ماذا يعني في الواقع طلب طلاء موحد وتطبيق موحد؟هل يعني 'موحد' في نطاق 30-130 ميكرومتر؟هل نحتاج إلى توخي الحذر عند وضع طبقة رقيقة على الحواف الحادة حيث يميل الطلاء إلى الانتشار؟أخيرًا، كما هو مذكور في المعيار، إذا تراكم الطلاء تحت الجهاز، فمن السهل تجاوز حد السمك المسموح به وهو 130 ميكرومتر في مناطق معينة.لسوء الحظ، خلافًا للحس السليم، فإن المزيد ليس دائمًا أفضل، ويجب تجنب الطلاءات السميكة بشكل مفرط، حيث تميل الطلاءات السميكة بشكل مفرط إلى التشقق على المدى الطويل.

العمليات التكنولوجية لمراقبة الجودة التلقائية لتطبيق الطلاء المطابق:

كما ذكرنا سابقًا، للوفاء بمعايير الجودة الموضحة أعلاه، يلزم إجراء فحص شامل لثنائي الفينيل متعدد الكلور بالكامل.هذه مهمة صعبة للغاية بسبب عوامل مثل إجهاد العين، والتشتت، والإنتاجية المحدودة.هل يمكن أتمتة مراقبة جودة الطلاء المطابق؟

إنه أمر ممكن، ولكن مع بعض التحفظات والقيود.

دعونا نلقي نظرة على أنظمة الطلاء المطابق الآلية المتوفرة في السوق.وهي تشمل بعض الأنظمة عالية التقنية المزودة بكاميرات وماسحات ضوئية ممتازة وبرامج ممتازة وأعلى مستويات الجودة للتحكم في العمليات.ويمكنها التعامل مع المعالجة التسلسلية للمنتجات أو دمجها في خطوط الإنتاج، ويبدو أنها تسد الفجوة التكنولوجية الحالية.

يتم تركيب الكاميرات على أنظمة ثلاثية أو رباعية المحاور.يجب أن تتخلص كل كاميرا من تشويه اختلاف المنظر عند فحص لوحات الدوائر المطبوعة الكبيرة حيث توجد مناطق مخفية على طول جوانب المكونات.تعاني الأنظمة المعتمدة على الماسح الضوئي من نفس تشويه اختلاف المنظر، وهناك الآن أنظمة مسح متاحة تعمل على التخلص من اختلاف المنظر.

ومع ذلك، فإن كل هذه الأنظمة لها عيب: يمكنها فحص كل بوصة من PCB من كل زاوية ولا تزال تفوت مناطق المشكلة.ولكن هذا ليس عادة هو العامل الحاسم في مراقبة جودة الطلاء المطابق الآلي.تسلط أنظمة الفحص البصري الآلي (AOI) الضوء على صعوبة تلبية معايير الجودة الخاصة بـ IPC ضمن عمليات الطلاء المطابق القياسية.تُظهر هذه الأنظمة عيوبًا داخل طلاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور و'ترى' أكثر بكثير مما يستطيع أي مشغل القيام به.

بالنسبة لمستخدم النظام، قد يبدو هذا بمثابة فتح صندوق باندورا، حيث أصبح لديه الآن خط كامل من لوحات الدوائر المطبوعة التي بها عيوب في جميع أنحاء سطحها.إذا كان الأمر كذلك، وتم ضبط نظام الفحص البصري الآلي لفحص لوحات الدوائر المطبوعة وفقًا لهذه القواعد، فبعد فترة قصيرة سيتوقف خط الإنتاج.هل يقع اللوم على نظام التفتيش أم على عملية الطلاء المطابق؟أين يجب أن يقع اللوم؟

الجواب بسيط: معظم العمليات التكنولوجية لا توفر مستوى الجودة الذي تتطلبه معايير التصنيف الدولي للبراءات.تحدد أنظمة الفحص البصري الآلي جميع العيوب بوضوح (بالقدر الذي تسمح به العوامل الميكانيكية والبصرية).علاوة على ذلك، فإنهم يرون العيوب الموجودة بشكل أكثر وضوحًا من العين المجردة.

حل الطلاء المطابق ：

من الضروري تنفيذ عملية تكرارية لتطوير الحل الأمثل.

1. تحديد العيوب (معايير الجودة) المقبولة وتحديدها.

2. تحديد مستوى التحكم الذي يمكن تحقيقه ضمن عملية الطلاء المطابق الحالية والجديدة وما هي العيوب التي يمكن أن تنشأ عن كلتا العمليتين

3. إذا سمح النظام باستيفاء المعايير، فسوف تكون جميع الأطراف راضية.وإلا فيجب تغيير المعايير أو العملية.

وفي نهاية المطاف، يجب استخدام المنطق السليم، ومن ثم مع المستوى الصحيح من المعرفة، يمكن اتخاذ القرار الصحيح.ومن خلال تطوير عملية مراقبة الجودة المثلى، يمكن تجنب التكاليف غير الضرورية والنزاعات والاتهامات المضادة لاحقًا عند ظهور المشاكل.