PCB技術 - PCB銅箔基板厚さ測定

電子システムがより軽く、より薄く、より短く、より高機能、より高密度、より信頼性の高い方向に発展するにつれて、PCB銅箔基板の品質はますます厳しくなってきた。PCB銅箔基板の製造は、原材料のガラス繊維布、フィルム焼成条件、糊含量、糊流量、ゲル化時間、転化度、貯蔵条件などの面からの検査規範であり、基板プレス条件の設置はPCB銅箔基板の厚さ品質、厚さ品質制御に影響を与え、すべての製造プロセスを審査し、技術能力の面である程度の向上を行う必要があり、盲目的にコストを選択し増加するのではない。現在、PCB銅箔基板製造工場はサブセンチメートルカードの手で厚さを検出するのではなく、非接触レーザーの厚さ測定に徐々に移行している。システム設計には独自の特徴がある。ほとんどのレーザー厚計センサー機構は現場の設計と施工に協力する必要がある。テスト方法は異なり、新しい機能を保守したり追加したりするには、デバイスメーカーを通過する必要があります。

1.原産地

PCB銅箔基板は、電子部品の実装と相互接続のための支持を提供する。電子システムの軽量化、高機能、高密度、高信頼性の発展傾向に伴い、PCB銅箔基板の品質は電子製品の信頼度に直接影響する。

PCB銅箔基板の製造においては、厚みの品質制御が重視されている。一般に、フィルム半製品の品質制御とプレス条件のマッチングがあり、したがって厚さ結果はすべてのプロセス制御の総合結果である。

従来、PCBメーカーは基板の厚さをIPC-4101[1]CLASS Bのレベルにすることだけを要求していたが、2000年以降、CLASS C以上の要求を要求しており、高レベルと高密度プリント配線基板の市場動向に対応している。これらの要件はPCB業界では依然として不足しており、統計プロセス制御（SPC、Statistical Process Control）を参照し始めている[2]。最も一般的なのはプロセス精度（Ca、Capability of Precision、0に近いほど良い）とプロセス能力指数（Cpk、数字が高いほど良い）である。計算式は次のとおりです。

Ca=（測定平均値規格中心値）/規格公差の半分*100%

Cpk=最小値（規格上限平均値、規格下限平均値）/3つの標準偏差

統計プロセス制御の参照には、製品が仕様の制限範囲内にあることだけでなく、仕様の中心値に集中することが必要です。しかし、この方法は主に工場内の技術改善に用いられる。仕様の上限と下限にかかわらず、Cpkを高レベルにすることを盲目的に要求すると、冗談を言ったり、すべての製品を再選択したりして、コストを増やすことができます。例えば、6 mil 1/1 PCB銅箔基板は、中央値として銅厚が8.5 milであると仮定し、厚さ分布曲線は正規分布に属し、測定平均値は8.5（Ca=0）、厚さ分布は8.08 ~ 8.92、C級である。規格の上下限、Cpkは1.67に達することができるが、D級規格は1.33に下がる。

そのため、Cpkと仕様はベンダーとメーカーが共同で協議する必要があります。

Cpkは、一連のデータから計算されます。Cpkが不合格の場合は、理論的には一括返品されます。直感的には、規格に合った製品を返品するにはどうすればいいのでしょうか。したがって、プロセス中にすべての合格品を生産することができても、一部のプロセスが不安定であるか、平均値が仕様の中心値にないため、Cpkが不合格になる可能性があり、プロセスにはまだ改善の余地があることを示していることが理解されます。Cpkを合格させるために、スクリーニングテストを行い、規格の上限と下限に近い製品を除去して、より高いCpkを得ることができますが、これは生産量を下げることができます。生産量にボーナスを設定している工場では、現場の従業員が反発する可能性があります。

2.方法

初期には、板の縁はマイクロメーターで手動で測定されていたが、痕跡の中には完全な検査が難しいものもあった。そこで、非接触式レーザ変位センサからなるレーザ厚測定器を用いた。

分類はIPCの規定に合致しなければならない。分類方法はタグマシンであってもよい。クラスAは赤ラベル、クラスBは青ラベルを使用します。お客様により厳しい要件がある場合は、子局処理を行うことができます。4つの階層と4つのスタックに分かれています。プレート枚

3.建築

レーザ変位センサによって開発された厚さ計は電気機械的に一体化されている。光学設計部は、レーザ変位センサの別個の部材として設計されている。そのため、電気機械インテグレーションだけが必要であり、ソフトウェア拡張機能が必要です。図3は、厚さ測定器の構造フローを示している。

各コンポーネントの選択と各コンポーネントの接続は極めて重要であり、そうしないとエラーや不安定性が発生することは避けられない。

3.1変位センサ

変位センサの選択は、PCB銅箔基板の特性と許容公差分解能を考慮しなければならない。通常、測定距離、解像度、線形度、サンプリング周期を比較することができます。測定距離はすべての測定対象PCB銅箔基板の厚さを含む必要がある、解像度はセンサカタログと注釈と一致する必要があります。同じ解像度のサンプル数が少ないことは、より良いことを意味します。線形度は小さいほど良く、例えば測定距離は+/-5 mm、線形度は1%FSと0.1%FS、最大誤差はそれぞれ0.1 mmと0.01 mm（5 mm*2*0.1%）、サンプリングサイクルが遅い場合は、変動は小さくなります。

3.2アナログデジタル変換カード

アナログデジタル変換カード（ADCカード）の選択は解像度に重点を置いている。現在の薄板市場では、16 bitを使用する必要があります。シートの場合、12ビットの許容公差は十分ではありません。

次に、入力チャネルと入力電圧範囲を考慮する必要があります。一般的に、業界設計では3つの輪郭が使用されることが多く、6つの変位センサ、すなわち6つの入力チャネルが必要です。ほとんどのアナログ変換カードには最大16チャンネルがあります。変位センサの出力信号は、1つは電圧であり、もう1つは電流である。一般的な範囲はそれぞれ-5 V ~+5 Vと4 ~ 20 mAである。電流は適切な抵抗を持つ電圧（+/-10 V以内）に変換し、アナログデジタル変換カードに入力することができます。

3.3デジタルカード

数字は0と1です。デジタルI/Oカードは低電位と高電位しかありません。基本的に、0 Vは低電位、すなわち0、5 Vは高電位、すなわち1を表す。デジタル信号入力（DI）はカウンタ、光電スイッチなどを含み、PCB銅箔基板に機器の周辺状況を通知し、表示することができる。デジタル信号出力（DO）は、制御またはアラームのために使用される。この制御には、質量分析結果の表示が含まれます。性能方法としては、コンピュータの画面表示OK/NG、アラーム、または階層化（プログラム論理コントローラ、PLCに接続バック）があります。

アナログデジタル変換カードとデジタルカードを一体化し、多機能カード（多機能I/Oカード）と呼ばれる。デジタル信号が多すぎない限り、カード1枚で十分です。

4.理論

厚み測定装置は、一定期間にわたって厚み測定を行うと、経年劣化、破損、またはお客様の要求がある可能性があり、継続的なメンテナンスと改善が必要です。その際、異常の原因を理論的に判断する必要がある。

5結論

PCB銅箔基板全体のレーザ厚さ測定システムは、レーザ変位センサ（光）、機構設計（機）、回路、光電スイッチ、配線（電気）、ソフトウェアを含む。各PCBコンポーネントは、システム全体の良し悪しに関係しています。もしあなたがアーキテクチャプロセスを理解していない場合、障害がリアルタイムで処理できないと、現場の人は不信になり、システム全体が負担になり、品質管理がありません。したがって、このデバイスを慎重に使用する必要があります。