In-line video kamera pre vizualizáciu procesu pretavenia UI‑HiCAM‑3

UI-HiCAM-3 je pokročilý diagnostický systém na vizualizáciu reflow spájkovania, ktorý kombinuje videozáznam priamo vo vnútri reflow pece s paralelným meraním teploty a vibrácií. Umožňuje analyzovať proces spájkovania v reálnom čase (offline vyhodnotením) a identifikovať chyby, ktoré nie je možné odhaliť štandardnými profilomermi ani AOI systémami.

Popis funkcie a použitia

UI-HiCAM-3 je zariadenie typu in-line záznamník (recorder), ktoré prechádza reflow pecou spolu s DPS a zaznamenáva:

• videozáznam priebehu procesu,
• teplotu (viac kanálov),
• vibrácie (mechanické vplyvy počas priechodu).

Ide o jediné riešenie, ktoré umožňuje priame vizuálne sledovanie dejov vo vnútri reflow pece počas spájkovania.

Na rozdiel od AOI (po reflow) alebo klasického teplotného profilomera:

• vidíte príčinu chyby v čase a mieste jej vzniku,
• neriešite iba následok, ale priamo samotný proces.

Vizualizácia procesu spájkovania v pretavovacej peci

Systém umožňuje doplniť meranie procesu o kamerové moduly, ktoré poskytujú jedinečný pohľad na správanie spájkovacej pasty, súčiastok a DPS počas priechodu reflow pecou. Vďaka kombinácii obrazového záznamu s procesnými údajmi je možné výrazne zjednodušiť analýzu výrobných problémov a optimalizáciu procesu.

1. Detailné snímanie (Close-up modul)

Close-up modul je určený na detailné sledovanie vybraného miesta na DPS. Kamera je zameraná na konkrétne súčiastky alebo spájkované spoje a umožňuje pozorovať ich správanie priamo počas pretavenia.

Umožňuje sledovať:

• tavenie a rozlievanie spájkovacej pasty,
• okamih vzniku spájkovaného spoja,
• zmáčanie vývodov súčiastok a spájkovacích plošiek,
• posuny súčiastok počas pretavenia,
• vznik chýb v reálnom čase.

Typické aplikácie: in-line kamera je určená na sledovanie SMD súčiastok, ako sú puzdrá QFN, BGA komponenty, CSP a µBGA, 0201, 01005 a ďalšie miniatúrne súčiastky, ako aj kritické spoje s opakovanými chybami.

Využitie: podrobná analýza spájkovacích chýb na konkrétnom mieste DPS, overenie správnej funkcie spájkovacej pasty, tavidla a nastaveného teplotného profilu.

2. Procesný pohľad (Wide-angle modul)

Wide-angle modul poskytuje širokouhlý pohľad na väčšiu časť dosky alebo na celý proces priechodu reflow pecou. Zameriava sa predovšetkým na správanie DPS počas transportu a na vplyv podmienok v peci.

Umožňuje sledovať:

• pohyb DPS na dopravníku,
• stabilitu transportného systému,
• správanie väčších alebo tenkých DPS,
• vplyv prúdenia vzduchu na súčiastky,
• deformácie DPS počas ohrevu,
• celkovú stabilitu procesu.

Typické aplikácie: diagnostika transportného systému, overenie rovnomernosti procesu, analýza prehnutia dosiek, kontrola vplyvu prúdenia vzduchu na ľahké súčiastky.
Využitie: diagnostika technologického procesu a technického stavu reflow pece, identifikácia problémov súvisiacich s transportom DPS alebo prúdením vzduchu.

Inštalované kamerové moduly

1. Detailné snímanie (Close-up modul)

• zameraný na konkrétne súčiastky (napr. QFN, BGA, čipy),
• umožňuje sledovať:
  • pretavenie spájkovacej pasty,
  • zmáčanie vývodov,
  • pohyb súčiastok počas reflow procesu.

Využitie: analýza chýb na konkrétnom mieste DPS.

2. Procesný pohľad (Wide-angle modul)

• záber celej reflow pece alebo väčšej časti DPS,
• sledovanie:
  • správania DPS na dopravníku,
  • vplyvu prúdenia vzduchu,
  • stability pohybu DPS.

Využitie: diagnostika a kontrola procesu spájkovania.

Merané a zaznamenávané veličiny

Videozáznam

• rozlíšenie: HD 1280 × 760, 25 fps,
• dĺžka záznamu: približne 10 min / súbor,
• synchronizácia s nameranými údajmi.

Meranie a záznam teploty

• až 3 kanály (termočlánky typu K),
• rozsah: približne 0–400 °C,
• presnosť: približne ±1 °C,
• vzorkovanie: približne 0,3 s.

Meranie vibrácií (mechanických vplyvov)

• integrovaný akcelerometer (g-sensor),
• detekcia vibrácií dopravníka a otrasov,
• identifikácia vplyvu vibrácií na proces spájkovania.

Prevádzka

• pracovná teplota: až približne 285 °C,
• napájanie: akumulátor (približne 1 hodina prevádzky).

Mechanické vyhotovenie

• max. hrúbka DPS: približne 5 mm,
• výška nad dopravníkom: približne 27 mm (close-up),
• modulárna konštrukcia (hot-case + camera module).

Využitie na odhalenie napr.: posunu súčiastok (component movement), tombstoningu alebo chýb spôsobených mikrovibráciami (micro-vibration defects).

Softvér na analýzu

UI-HiCAM-3 využíva PC softvér (RTTPS/HiCAM), ktorý integruje všetky merané veličiny. Softvér RTTPS/HiCAM ponúka komplexnú synchronizáciu videozáznamu, teplotných údajov a vibrácií počas priechodu spájkovacou pecou na podrobnú analýzu procesu. Tento nástroj umožňuje presne identifikovať príčiny výrobných chýb a skracuje čas potrebný na riešenie problémov.

• Umožňuje sledovať teplotné profily, vibrácie a polohu výrobku v reálnom čase s priamym prepojením na videozáznam.
• Údaje je možné analyzovať aj offline, čo pomáha pri validácii výrobkov, optimalizácii procesov a riešení reklamácií.
• Typické využitie zahŕňa identifikáciu chýb, ako sú tombstoning, posun čipu, otvorené spoje alebo nadmerné vibrácie počas spájkovania.

Kľúčové funkcie

• synchronizácia:
  • video + teplota + vibrácie
• grafická vizualizácia:
  • teplotné krivky,
  • vibrácie v závislosti od času,
  • prepojenie na konkrétny videozáznam.
• offline analýza procesu.

Umožňuje presne:

• identifikovať okamih vzniku chyby,
• priradiť ju ku konkrétnej teplote, zóne alebo mechanickému javu.

Pokročilé možnosti analýzy

• lokalizácia procesu v peci (čas → zóna),
• analýza vplyvu vibrácií na spájkovaný spoj,
• korelácia:
  • peak teplota vs. správanie súčiastky.
• porovnanie viacerých priechodov (profilov).

Technologické prínosy

Kombinácia detailného a širokouhlého snímania umožňuje prepojiť vizuálny priebeh spájkovania s nameranými procesnými údajmi, ako sú teplota, rýchlosť dopravníka alebo koncentrácia kyslíka. Technológ tak získava možnosť nielen zistiť, že v procese vzniká chyba, ale aj presne určiť, kedy, kde a prečo k nej dochádza.

• Unikátna vizualizácia procesu vo vnútri reflow pece,
• kombinácia teplota + vibrácie + video,
• presná lokalizácia chýb v čase a priestore,
• rýchla diagnostika problémov v SMT výrobe,
• odstránenie postupu „pokus – omyl“ pri ladení teplotného profilu.

Vďaka vizualizácii reálneho priebehu spájkovania získava SMT technológ informácie, ktoré nie je možné odhaliť iba z teplotného profilu alebo AOI kontroly po dokončení procesu.

Reálne použitie v SMT výrobe

UI-HiCAM-3 rieši problémy, ktoré nie je možné spoľahlivo odhaliť klasickým teplotným profilomerom:

Typické aplikácie

• tombstoning (sledovanie reálneho pohybu súčiastky),
• voiding (analýza priebehu tavenia),
• posun komponentov počas reflow procesu,
• vplyv vibrácií dopravníka,
• optimalizácia pretavovacej pece,
• validácia nového teplotného profilu.

Príklad technického využitia

Technológ môže počas analýzy jednoducho kliknúť na ľubovoľný bod teplotnej krivky a okamžite zobraziť zodpovedajúci videozáznam z daného okamihu procesu.

Napríklad:

• pri teplote 218 °C je možné zobraziť okamih tavenia spájkovacej pasty,
• pri prechode medzi zónami pece je možné sledovať prípadný pohyb súčiastok,
• pri zaznamenanom náraze je možné okamžite overiť jeho skutočnú príčinu.

Táto funkcia výrazne skracuje čas potrebný na hľadanie príčin výrobných problémov.