SPI Machine - دستگاه بازرسی خمیر قلع
- تعریف کوتاه فنی
- دستگاه SPI یکی از تجهیزات کنترل کیفیت در خطوط مونتاژ SMT است که پس از چاپ خمیر قلع روی پدهای PCB، میزان و کیفیت چاپ را بررسی می‌کند. این دستگاه با استفاده از دوربین و سیستم تصویربرداری، حجم، ارتفاع، مساحت و موقعیت خمیر قلع را اندازه‌گیری کرده و خطاهای احتمالی را شناسایی می‌کند.
- معادل فارسی
- دستگاه بازرسی خمیر قلع
- نام‌های دیگر
- Solder Paste Inspection، Solder Paste Inspection Machine، 3D SPI، سیستم کنترل کیفیت چاپ خمیر قلع، دستگاه اندازه‌گیری خمیر لحیم
دستگاه SPI معمولا بعد از دستگاه چاپ خمیر قلع (Stencil Printer) و قبل از دستگاه Pick and Place در خط مونتاژ SMT قرار می‌گیرد.
در فرآیند مونتاژ، ابتدا شابلون روی PCB قرار می‌گیرد و خمیر قلع از طریق روزنه‌های شابلون روی پدهای مشخص‌شده چاپ می‌شود. پس از این مرحله، برد وارد دستگاه SPI می‌شود تا کیفیت چاپ خمیر قلع بررسی شود.
بسیاری از دستگاه‌های SPI از فناوری تصویربرداری سه‌بعدی (3D Inspection) استفاده می‌کنند. در این روش، علاوه بر بررسی سطح و موقعیت خمیر قلع، ارتفاع و حجم آن نیز اندازه‌گیری می‌شود.
مهم‌ترین پارامترهای مورد بررسی عبارت‌اند از:
- Paste Volume: حجم خمیر قلع چاپ‌شده روی پد
- Paste Height: ارتفاع خمیر قلع
- Paste Area: مساحت سطح خمیر قلع
- Offset: میزان جابه‌جایی خمیر قلع نسبت به مرکز پد
- Shape: شکل و یکنواختی چاپ خمیر قلع
- Bridging: اتصال ناخواسته خمیر قلع بین پدهای مجاور
- Insufficient Paste: کمبود خمیر قلع
- Excessive Paste: وجود خمیر قلع بیش از حد
کاربرد
- کنترل کیفیت چاپ خمیر قلع روی PCB
- تشخیص کمبود یا اضافه بودن خمیر قلع
- شناسایی جابه‌جایی خمیر قلع نسبت به پدها
- تشخیص اتصال خمیر قلع بین پدهای مجاور
- بررسی ارتفاع، حجم و یکنواختی خمیر قلع
- کاهش خطاهای مونتاژ پیش از ورود برد به مرحله Reflow
- کمک به تنظیم و بهینه‌سازی فرآیند چاپ شابلونی
نکته طراحی PCB
طراحی مناسب پدها و روزنه های شابلون (Stencil Apertures) نقش مهمی در کیفیت چاپ خمیر قلع و عملکرد صحیح دستگاه SPI دارد.
- طراحی مناسب پدها: ابعاد و شکل پدها باید متناسب با پکیج قطعه و الزامات مونتاژ انتخاب شوند.
- طراحی روزنه های شابلون: اندازه روزنه ی شابلون لزوما نباید دقیقا برابر ابعاد پد باشد؛ در بسیاری از موارد برای کنترل حجم خمیر قلع، روزنه کوچک‌تر از پد طراحی می‌شود.
- رعایت فاصله پدها: فاصله مناسب بین پدهای مجاور احتمال ایجاد پل خمیر قلع را کاهش می‌دهد.
- توجه به پکیج‌های Fine Pitch: در قطعاتی با فاصله پایه کم، طراحی دقیق روزنه های شابلون اهمیت بیشتری دارد.
- استفاده از Fiducial: نشانگرهای مرجع به هم‌ترازی PCB و شابلون و در نتیجه کنترل دقیق‌تر چاپ کمک می‌کنند.
- تعریف تلرانس‌های بازرسی: حدود مجاز حجم، ارتفاع و جابه‌جایی خمیر قلع باید متناسب با نوع قطعه و فرآیند تولید تنظیم شوند.
نکته مهم: دستگاه SPI کیفیت چاپ خمیر قلع را پیش از نصب قطعات بررسی می‌کند؛ درحالی‌که دستگاه AOI معمولا پس از نصب قطعات و در مراحل مختلف مونتاژ، عیوب قابل مشاهده قطعات و اتصالات لحیم را شناسایی می‌کند.
اصطلاحات مرتبط
- Stencil Printer: دستگاه چاپ خمیر قلع
- Stencil: شابلون چاپ خمیر قلع
- Solder Paste: خمیر قلع
- Stencil Aperture: روزنه ی شابلون
- SMT: فناوری مونتاژ سطحی
- Pick and Place: دستگاه برداشت و جای‌گذاری قطعات
- Reflow Soldering: لحیم‌کاری بازپخت
- 3D Inspection: بازرسی سه‌بعدی
- Paste Volume: حجم خمیر قلع
- AOI: دستگاه بازرسی نوری خودکار