Một Máy đo độ dày keo hàn laser 2D không tiếp xúc có độ chính xác cao (còn gọi là Máy kiểm tra keo hàn 2D hoặc SPI 2D) là một thiết bị kiểm soát chất lượng chuyên dụng được sử dụng trong các dây chuyền lắp ráp Công nghệ gắn bề mặt (SMT). Chức năng chính của nó là đo độ dày và các đặc điểm hình học của keo hàn được in trên miếng đệm PCB. Đây là một hệ thống đo ngoại tuyến, có độ chính xác cao, sử dụng phương pháp tam giác laser không tiếp xúc để thực hiện kiểm tra nhanh chóng và chính xác.

Không giống như đối tác 3D của nó, vốn lập bản đồ toàn bộ hình thái ba chiều của lớp keo hàn để đo thể tích và hình dạng, hệ thống 2D tập trung vào việc thu thập chính xác dữ liệu chiều cao, chiều dài, chiều rộng, diện tích và độ đồng phẳng. Khía cạnh "không tiếp xúc" là rất quan trọng vì nó cho phép kiểm tra keo hàn ướt ngay sau khi in mà không làm hỏng hoặc làm nhòe lớp keo. Máy đo này đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên trong quy trình SMT, vì ước tính rằng lên đến 70% lỗi hàn có thể bắt nguồn từ việc kiểm soát in keo hàn kém.

Hoạt động của máy đo độ dày keo hàn laser 2D tuân theo một quy trình làm việc có hệ thống:

1. Nạp mẫu – Người vận hành đặt một bảng mạch PCB lên bàn làm việc chính xác của máy. Bàn thường là nền tảng đá granite cố định, có độ ổn định cao để đảm bảo độ chính xác của phép đo.

2. Chiếu laser – Thành phần cốt lõi của hệ thống, một máy phát laser chuyên dụng, phát ra một chùm tia laser đường thẳng màu đỏ có độ chính xác cao ở một góc cố định lên khu vực mục tiêu trên PCB.

3. Tính toán chiều cao (Tam giác hóa) – Khi chùm tia laser chiếu vào bề mặt, nó tạo ra một sự gián đoạn hoặc "bước nhảy" tại ranh giới giữa keo hàn được nâng lên và đế PCB thấp hơn. Một camera kỹ thuật số có độ phân giải cao chụp lại cấu hình laser này. Hệ thống sau đó sử dụng mối quan hệ lượng giác từ thiết lập tam giác hóa để tính toán sự chênh lệch chiều cao chính xác từ sự gián đoạn đường laser quan sát được.

4. Thu thập và phân tích dữ liệu – Hệ thống xử lý nhanh chóng dữ liệu đã chụp. Nó có thể đo nhiều điểm và tính toán không chỉ độ dày của keo mà còn các tham số 2D khác như diện tích, thể tích, chiều dài, chiều rộng và khoảng cách.

5. Kiểm soát quy trình thống kê (SPC) – Dữ liệu đo lường được biên soạn và phân tích bởi phần mềm SPC tích hợp. Phần mềm tạo ra các thống kê toàn diện, bao gồm trung bình, tối đa, tối thiểu, độ lệch chuẩn và các chỉ số năng lực quy trình như Ca, Cp và Cpk. Nó cũng có thể tạo ra các biểu đồ kiểm soát như biểu đồ X-Bar và R để giám sát quy trình theo thời gian thực.

6. Báo cáo và xuất – Bước cuối cùng liên quan đến việc tạo các báo cáo kiểm tra chi tiết, có thể được xem, in hoặc xuất ở các định dạng như văn bản hoặc Excel cho hồ sơ chất lượng và khả năng truy xuất nguồn gốc.

• Độ chính xác & Độ chính xác cao – Việc sử dụng laser không tiếp xúc cho phép đo cực kỳ chính xác, với độ chính xác điển hình đạt ±0,001mm (1μm) và khả năng lặp lại là ±0,002mm. Các hệ thống tiên tiến hơn có thể đạt độ phân giải tốt như 0,125μm.

• Không tiếp xúc & Không làm hỏng – Vì nó không tiếp xúc vật lý với keo hàn, hệ thống cho phép kiểm tra ngay keo ướt ngay sau khi in, ngăn ngừa nhòe hoặc hư hỏng.

• Kiểm soát quy trình & Giảm thiểu lỗi – Bằng cách xác định sớm các vấn đề tiềm ẩn trong quá trình in, máy đo cung cấp dữ liệu quan trọng cho SPC, giúp ngăn chặn sự lan truyền của lỗi sang các giai đoạn lắp ráp tiếp theo, tốn kém hơn. Điều này dẫn đến giảm đáng kể tỷ lệ lỗi sản phẩm cuối cùng.

• Tính linh hoạt – Ngoài keo hàn, máy có thể đo nhiều loại hình học 2D trên các vật liệu khác nhau. Điều này bao gồm độ dày của mực, mạch và miếng đệm hàn, cũng như độ đồng phẳng của chân linh kiện.

• Dữ liệu & Phân tích toàn diện – Phần mềm SPC tích hợp cung cấp khả năng phân tích dữ liệu mạnh mẽ, bao gồm tính toán các chỉ số năng lực quy trình chính (Cp, Cpk), rất cần thiết để đáp ứng các yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt trong sản xuất điện tử hiện đại.

Máy đo độ dày keo hàn laser 2D không tiếp xúc có độ chính xác cao là một công cụ linh hoạt với các ứng dụng trong nhiều giai đoạn sản xuất PCB và điện tử: