搭配KIC Auto Focus與SlimKIC 2000

編者按：針對(duì)無(wú)鉛焊接技術(shù)工藝窗口更小的新課題，KIC推出Auto Focus軟件。本文上半部分介紹使用的設(shè)備、回流焊爐、PCB測(cè)試板與制程窗口指數(shù)等，并介紹了在Oven A上的試驗(yàn)過(guò)程。

Oven B

上面我們測(cè)試用的Oven A回流焊爐采用先進(jìn)的技術(shù)生產(chǎn)還不到3年。仍然可以算是業(yè)界的杰出代表。而用來(lái)測(cè)試的另一臺(tái)OvenB回流焊爐推出已有8年了。我們很想知道能否在很舊的OvenB回流焊爐上取得和新的Oven A回流焊爐上一樣的良好效果。

同一批測(cè)試板以同樣的的/頃序在Oven B回流焊爐上重復(fù)在Oven A回流焊爐上的試驗(yàn)。下表是前10塊的測(cè)試數(shù)據(jù)：測(cè)試板測(cè)得的第一次爐溫曲線其平均PWI值，Oven B中的要比OvenA中的低。這很可能在于開(kāi)始測(cè)第一次爐溫曲線之前Auto Focus不能給出預(yù)測(cè)的爐溫設(shè)定值在Oven A上。如果把這些資料從資料庫(kù)中移除。那測(cè)得的結(jié)果將和Oven A中的測(cè)量結(jié)果一樣。

11-20號(hào)測(cè)試板的測(cè)量結(jié)果如下：

所有的統(tǒng)計(jì)平均數(shù)值，OvenB中測(cè)得的都比OvenA中的小。但是測(cè)試板在第一次通過(guò)OvenB回流焊爐時(shí)有塊測(cè)試板超出規(guī)格(第14號(hào)，PWI值等于103％)。而第一次通過(guò)OvenA時(shí)全部合乎規(guī)格。總而言之，在兩個(gè)回流焊爐上測(cè)得的結(jié)果相去不遠(yuǎn)。

結(jié)果表明Auto Focus工作得正像它所宣傳的那樣好。

問(wèn)題的答案

現(xiàn)在我們可以明確回答文章開(kāi)始提出的那些問(wèn)題了：

·平均要測(cè)幾次才能為一個(gè)新機(jī)種找到合格的爐溫曲線?

我們一共進(jìn)行了40次爐溫曲線測(cè)試。平均每1．7次便可達(dá)到目的。若僅僅只看后面的測(cè)試情況，平均1．45次就夠了。

·要測(cè)多少次爐溫曲線后，Auto Focus才能收集到足夠多的信息，從而為新機(jī)種給出合適的爐溫曲線設(shè)定在開(kāi)始測(cè)之前。

這主要取決于測(cè)試板的分類情況。比如說(shuō)，既使測(cè)了100塊“重板”的爐溫曲線。Anto Focus也無(wú)法第一次就找到適合“輕板”的爐溫曲線設(shè)定。在我們的測(cè)試中，因?yàn)樗褂玫?u>測(cè)試板包括各種各樣大小的PCB板。在測(cè)了最初的幾塊之后，Auto Focus就都能為新機(jī)種找到合格的爐溫曲線設(shè)定。測(cè)完10次之后系統(tǒng)給出的爐溫曲線設(shè)定值基本上都能符合規(guī)格了。

·未經(jīng)實(shí)測(cè)就給出新產(chǎn)品的爐溫曲線設(shè)定值。Auto Focus給出的爐溫曲線設(shè)定真的可靠嗎?

在兩個(gè)回焊爐上我們都各自測(cè)了20次爐溫曲線。從它們后10次爐溫曲線的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看。總共20個(gè)爐溫曲線中19個(gè)的PWI值小于92％，只有一個(gè)的PWI值稍微超出規(guī)格為103％。由此可以說(shuō)在當(dāng)前普通的回流焊爐上使用普通錫膏的情況下。SlimKIC 2000與Auto Focus的搭配使用，確實(shí)是個(gè)只需輸入新機(jī)種的尺寸及重量就能準(zhǔn)確地為它找到合適爐溫曲線的好丁具。而且如果資料庫(kù)中有以前測(cè)得的PCB板資料的話，系統(tǒng)在測(cè)爐溫曲線之前預(yù)測(cè)的結(jié)果(如果合格)無(wú)須經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)一個(gè)爐溫曲線來(lái)確認(rèn)就可以導(dǎo)人生產(chǎn)了。

KIC為開(kāi)發(fā)AutoFocus這個(gè)具有革命性的工具而花費(fèi)了兩年多的時(shí)間。但同時(shí)令人欣慰的是這個(gè)千具在這個(gè)領(lǐng)域也獲得了廣泛的認(rèn)同，并得到了多項(xiàng)工業(yè)大獎(jiǎng)。

在此我們真誠(chéng)地希望你們?cè)诟纳浦瞥碳疤岣弋a(chǎn)品質(zhì)量時(shí)不妨考慮考慮這個(gè)工具。

附 件

SlimKIC 2000“爐溫確立系統(tǒng)”與普通“爐溫測(cè)溫器”之比較，KIC的O／A部門測(cè)試了其它品種的爐溫測(cè)溫器，來(lái)觀察它們與SlimKIC 2000的區(qū)別。結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們之間的最大差別在于：其它的測(cè)溫器僅僅只是測(cè)量爐溫曲線的工具，但SlimKIC 2000卻是真正的“爐溫曲線確立系統(tǒng)”。

普通測(cè)溫器確定爐溫曲線的步驟如下：

(1)憑經(jīng)驗(yàn)及技巧先猜一個(gè)可能使制程處于規(guī)格范圍內(nèi)的爐溫曲線設(shè)定。
(2)將熱電偶測(cè)溫器固定在PCB板上，記錄通過(guò)回流焊爐時(shí)的溫度曲線數(shù)據(jù)。
(3)觀察測(cè)出的爐溫曲線圖，尤其是關(guān)鍵的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)像波峰溫度、回流時(shí)間等。通過(guò)分析這些信息來(lái)確定曲線是否在規(guī)格內(nèi)。如果這個(gè)爐溫曲線是合格的那就按照這個(gè)爐溫曲線的設(shè)定開(kāi)始生產(chǎn)。
(4)如果爐溫曲線不符合規(guī)格，那就憑經(jīng)驗(yàn)及技巧改動(dòng)爐溫曲線設(shè)定值使測(cè)出的爐溫曲線有可能在規(guī)格內(nèi)，并重覆步驟(2)。

SlimKIC 2000確立爐溫曲線的步驟如下：

(1)測(cè)量產(chǎn)品的長(zhǎng)度、寬度及重量并輸入到SlimKIC 2000的軟件中。Auto Focus將根據(jù)預(yù)期PWI值為產(chǎn)品選定一條爐溫曲線的設(shè)定作為第一次量測(cè)的設(shè)定值。

(2)把熱電偶測(cè)溫器固定在PCB板上，記錄產(chǎn)品通過(guò)回流焊爐時(shí)的溫度曲線數(shù)據(jù)。

(3)系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算出PWI值，通過(guò)它的大小來(lái)確定爐溫曲線是否在規(guī)格范圍內(nèi)。

(4)如果PWI值低于要求值，那么合格的爐溫曲線就找到了。如果PWI值高于要求值，同時(shí)SlimKIC 2000的選擇軟件Navigator也不能通過(guò)優(yōu)化來(lái)降低PWI值，則說(shuō)明按照目前所定義的錫膏特性找不到合格的爐溫曲線設(shè)定。如果Navigator給出的優(yōu)化能降低PWI值則按照優(yōu)化值的設(shè)定重新設(shè)置回流焊爐并待其穩(wěn)定后再重覆步驟(2)。

SlimKIC 2000比較普通爐溫測(cè)溫器的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)最終確定爐溫曲線是否符合規(guī)格完全由系統(tǒng)來(lái)確定，不需要人作出判斷。如PWI值小于100％表示制程在規(guī)格范圍內(nèi)，PWI值越低表示制程越處于制程規(guī)格的中心，制程也就越穩(wěn)定。此外系統(tǒng)還會(huì)通過(guò)分析產(chǎn)品、回流焊爐的相關(guān)特性自動(dòng)給出建議的爐溫曲線設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。

(2)作業(yè)人員無(wú)須了解爐溫設(shè)定值與傳輸速度之間的相互關(guān)系。甚至也無(wú)須了解“預(yù)熱時(shí)間溫時(shí)間”，或“回流時(shí)間”等術(shù)語(yǔ)。只要用SlimKIC 2000作業(yè)人員就能找到很好的爐溫曲線設(shè)定幾乎可以與最有經(jīng)驗(yàn)的制程專家相媲美，甚至比他們所做的更好。

(3)使用SlimKIC 2000和Auto Focus，作業(yè)人員只需做兩個(gè)決定：

i．選取何種錫膏特性(在錫膏特性下拉列表中選擇)。

ii.正在PCB板上何處固定測(cè)溫?zé)犭娕肌?/P>

最終用SlimKIC 2000測(cè)完?duì)t溫曲線后將會(huì)找到一個(gè)合格的爐溫曲線設(shè)定，或者SlimKIC 2000會(huì)告訴你按照這種錫膏特性不能找到這個(gè)機(jī)種合格的爐溫曲線設(shè)定為。

注意：如果SlimKIC 2000直接與回流焊爐的軟件相連接。那操作者就只需知道一點(diǎn)點(diǎn)關(guān)于回焊爐軟件控制的知識(shí)，并且能防止調(diào)錯(cuò)程序。因?yàn)橄到y(tǒng)不可能讓你把一個(gè)錯(cuò)誤的爐溫曲線設(shè)定值從SlimKIC 2000拷貝到回流焊爐的控制軟件中。

測(cè)溫細(xì)節(jié)

為了這份報(bào)告的測(cè)試工作能順利進(jìn)行，同時(shí)考慮廣大顧客在生產(chǎn)中遇到的種種實(shí)際問(wèn)題，我們列出了七點(diǎn)在測(cè)溫過(guò)程中應(yīng)注意的一些普遍性細(xì)節(jié)問(wèn)題。如果不是嚴(yán)格遵守這些，我們這次報(bào)告的結(jié)果也不會(huì)如此令人信服。很重要的一點(diǎn)是在測(cè)溫過(guò)程中要切實(shí)注意細(xì)節(jié)(1)—(4)，不管是用KIC的產(chǎn)品還是用其它任何測(cè)溫產(chǎn)品都是如此。

(1)測(cè)溫?zé)犭娕嫉恼迟N是否牢固這點(diǎn)特別關(guān)鍵。松動(dòng)的TCs不可能在爐溫曲線的一次次測(cè)量中取得準(zhǔn)確的結(jié)果，并且在這種情況下給出的優(yōu)化值也往往是不準(zhǔn)確的。該實(shí)驗(yàn)中我們用來(lái)連接測(cè)溫?zé)犭娕嫉氖且环N特殊的鋁箔。這種材料可以提供極為可靠且可重覆使用的熱電偶連接。用鋁箔粘貼熱電偶至少可以測(cè)五次爐溫曲線而不會(huì)松動(dòng)。

(2)測(cè)溫?zé)犭娕嫉恼迟N位置也很關(guān)鍵，TCs必須覆蓋PCB板上整個(gè)溫度變化的范圍。否則，所得出的PWI值將不能反映PCB板在回流焊爐中真實(shí)全面的結(jié)果。以致有時(shí)PWI值明明在規(guī)格內(nèi)，但生產(chǎn)出的產(chǎn)品卻還需要重新返工或修理。同時(shí)這樣測(cè)出的爐溫曲線將影響數(shù)據(jù)庫(kù)，降低Auto Focus的準(zhǔn)確性。如果對(duì)某個(gè)測(cè)試點(diǎn)測(cè)出的結(jié)果有懷疑不妨換一個(gè)測(cè)試點(diǎn)再測(cè)。

(3)測(cè)溫時(shí)回流焊爐的溫度是否穩(wěn)定也很關(guān)鍵。測(cè)爐溫曲線時(shí)回流焊爐的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度之間的偏差不得超過(guò)2度。如果在爐溫還未穩(wěn)定之前就測(cè)爐溫曲線，則測(cè)出的爐溫曲線不能正確反映爐溫的設(shè)定，而且Navigator給出的優(yōu)化值也將不準(zhǔn)。現(xiàn)代回流焊爐的控溫精度在1度以內(nèi)。如果回流焊爐不能達(dá)到這個(gè)要求，看起來(lái)回流焊爐就可能有問(wèn)題了。

(4)在測(cè)下一條爐溫曲線前確保測(cè)試板是涼的。我們讓所有連到PCB板上的TCs在開(kāi)始測(cè)爐溫曲線之前和AirTC的溫度偏差在3度以內(nèi)。如果用熱的PCB板測(cè)試會(huì)大大減小爐溫曲線優(yōu)化值的準(zhǔn)確性。

(5)在SlimKIC 2000中輸入的回流焊爐名字必須前后一致。因?yàn)橛肁uto Focus在一臺(tái)回流焊爐上測(cè)爐溫曲線時(shí)，它只會(huì)使用系統(tǒng)中以前保留在該臺(tái)回焊爐名中的資料。如果SlimKIC 2000軟件與回流焊爐控制軟件直接相連，則在第一次安裝SlimKIC 2000軟件時(shí)簡(jiǎn)單地確立一個(gè)名字就行了。確立之后不得改動(dòng)。在這種情況下回流焊爐的名字也會(huì)出現(xiàn)在Global Preferences中。但如果SlimKIC 2000軟件沒(méi)有直接跟回流焊爐的控制軟件相連，那就必須分別為每臺(tái)回流焊爐確立一個(gè)名字，并且不要隨便改動(dòng)。這時(shí)候可以在一個(gè)下拉菜單里選擇回流焊爐名以避免混淆。

(6)新產(chǎn)品長(zhǎng)度、寬度及重量均需準(zhǔn)確，否則將降低Auto Focus的準(zhǔn)確性。

(7)Auto Focus和Navigator的回流焊爐運(yùn)行速度限制。兩者均允許您設(shè)定最大和最小傳輸速度。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)OvenB回流焊爐速度范圍最大為45英寸／每分鐘時(shí)，系統(tǒng)給出的最小PWI值會(huì)低一些。但在OvenA中沒(méi)有類似情況。

充分利用已有的爐溫曲線

如果你已有SlimKIC 2000以前的軟件。你可以在新軟件中打開(kāi)Profile Explorer。再按下“Product Dimension”，為以前所測(cè)的爐溫曲線加上測(cè)試板的長(zhǎng)度、寬度及重量信息。