87_90.PDF

S P R Z Ę T

Øeby wyraziÊ podziw dla perfekcji wykonania

miniaturowego, precyzyjnego urz¹dzenia, mÛwimy nadal

ìzegarmistrzowska robotaî, chociaø juø od dawna

w†wielu dziedzinach techniki stosuje siÍ technologie

wymagaj¹ce nieporÛwnywalnie wiÍkszej precyzji. Co nieco

informacji na ich temat podajemy w†artykule.

Narzędzia dla nowoczesnej elektroniki

We wspÛ³czesnej elektronice owej

zegarmistrzowskiej precyzji wymaga

m.in. montaø, zw³aszcza elementÛw

SMD ( Surface Mounted Device ),

w†obudowach BGA ( Ball Grid Ar-

ray ). Zegarmistrz kojarzy siÍ z†cz³o-

wiekiem z†charakterystyczn¹ lup¹

przy oku. Zobaczmy zatem, jakie

przyrz¹dy do obserwacji elementÛw

podczas montaøu/demontaøu oraz

sprawdzania (inspekcji) oferuj¹ spe-

cjalistyczne firmy elektronikom.

Szeroki zakres zastosowaÒ - za-

rÛwno jeúli chodzi o†wype³niane za-

dania, jak i†cechy obs³ugiwanych

uk³adÛw - wymusza duø¹ rÛønorod-

noúÊ dostÍpnych urz¹dzeÒ: od sto-

sunkowo prostych przyrz¹dÛw op-

tycznych, jakimi s¹ lupy, do stoso-

wanych w†produkcji wielkoseryjnej

systemÛw AOI ( Automated Optical

Inspection ) czy systemÛw wykorzys-

tuj¹cych promieniowanie rentgenow-

skie.

WybÛr urz¹dzenia, z†myúl¹ o†kon-

kretnym zastosowaniu, musi

uwzglÍdniaÊ wiele parametrÛw

i†czynnikÛw, g³Ûwnie technicznych,

ale takøe ergonomicznych i†ekono-

micznych.

Decyduj¹ce znaczenie maj¹ cechy

procesu oraz samych uk³adÛw -

z†nich wyp³ywaj¹ oczekiwania m.in.

dotycz¹ce ø¹danej wartoúci powiÍk-

szenia i†dok³adnoúci, a†takøe dodat-

kowych moøliwoúci jak np.:

- widzenie stereoskopowe,

- obserwacja z†rÛønych kierunkÛw,

- duøy zakres manipulacji uk³adem,

bez pogarszania warunkÛw obser-

wacji,

- dokonywanie pomiarÛw,

- obserwacja przeprowadzanych

czynnoúci montaøu/demontaøu

w†czasie rzeczywistym,

- wspÛ³praca z†urz¹dzeniami rejest-

ruj¹cymi (kamery, aparaty fotogra-

ficzne),

- przetwarzanie danych i†archiwi-

zacja,

- automatyzacja procesu, w†tym

przekazywanie opracowanej infor-

macji zwrotnej, np. do urz¹dzeÒ

pozycjonuj¹cych.

Waøne jest, aby dany przyrz¹d

charakteryzowa³ siÍ niezbÍdn¹ elas-

tycznoúci¹ w†ramach swego przezna-

czenia, zwiÍkszaj¹c¹ moøliwoúci

przystosowania do konkretnych wy-

magaÒ technologicznych. Zatem po

kolei.

Lupy

Moøliwoúci, jakie wynikaj¹ z†za-

stosowania lupy, ilustruje oferta fir-

my Luxo. Trzy podstawowe modele

wyposaøono w†soczewki 3...6 diopt-

rii oraz - opcjonalnie - w†soczewki

dodatkowe pozwalaj¹ce na uzyskanie

³¹cznej wartoúci powiÍkszenia od

Fot. 1

Fot. 2

Elektronika Praktyczna 10/2002

S P R Z Ę T

Fot. 3

przedmiotu zapewnia swobodny

dostÍp do niego i†u³atwia przepro-

wadzenie czynnoúci np. lutowania.

W†wersji FX dostÍpna jest podsta-

wa z†ruchom¹ platform¹ i†dodatko-

wym podúwietleniem. Mantis za-

pewnia wysok¹ rozdzielczoúÊ obra-

zu, a†osi¹galne powiÍkszenia wy-

nosz¹ standardowo 2x i†4x, a†op-

cjonalnie - 6x, 8x, i†10x.

Rzeczywisty obraz stereo, znacznie

wyøsze wartoúci powiÍkszeÒ (nawet

do 160x) oraz szerszy zakres moøli-

woúci obserwacji zapewnia stereody-

naskopowy system LYNX. Moøna tu

korzystaÊ z†rÛønych obiektywÛw

i†przystawek zwielokrotniaj¹cych po-

wiÍkszenie. Obiekt moøe byÊ widzia-

ny pod k¹tem 34 o z†dowolnie wy-

branego kierunku. System posiada

silne ürÛd³o úwiat³a, charakteryzuje

siÍ bardzo dobr¹ rozdzielczoúci¹

i†doskona³ym odwzorowaniem barw.

Zintegrowana kamera cyfrowa umoø-

liwia rejestracjÍ obrazÛw w†celu ich

pÛüniejszej analizy, przetwarzania

lub archiwizowania.

Powsta³y na bazie LYNX system

VS8 ( fot. 3 ) wyposaøono w†duø¹

platformÍ (stÛ³ indeksowy z†uchwy-

tem do szybkiego mocowania) do

precyzyjnej inspekcji montaøu po-

wierzchniowego (SMT). Opcjonalnie

jest oferowany stÛ³ z†odci¹gaczem

dymÛw i†oparÛw powstaj¹cych pod-

czas montaøu/demontaøu.

Zalety techniczne i†uøytkowe sys-

temÛw LYNX/VS8 s¹ doceniane

przez renomowanych producentÛw

sprzÍtu elektronicznego. MiÍdzy in-

nymi uøywa ich Motorola przy pro-

dukcji telefonÛw GSM.

Z†urz¹dzeÒ Vision, oferuj¹cych du-

øe powiÍkszenia przy zachowaniu

wysokiej rozdzielczoúci, zapewniaj¹-

cych duøy komfort pracy, umoøli-

wiaj¹cych takøe wspÛ³pracÍ z†apara-

tami fotograficznymi i†kamerami, na-

leøy jeszcze wymieniÊ: stereoskop

ALPHA oraz przystawkÍ do mikro-

skopÛw okularowych - ISIS. Ta

ostatnia zwiÍksza komfort uøytkowa-

nia, dziÍki poszerzeniu pola obser-

wacji i†umoøliwia pracÍ w†okularach

korekcyjnych. Ponadto pozwala na

zwielokrotnienie powiÍkszenia pod-

stawowego w†zakresie od 8x do 20x.

dok³adnoúci czy rodzaju sprawdza-

nych cech lub parametrÛw. Tam,

gdzie najdok³adniejsze nawet oglÍ-

dziny okazuj¹ siÍ niewystarczaj¹ce,

trzeba dokonywaÊ pomiarÛw. Do

przeprowadzania bezkontaktowych

pomiarÛw o†duøej dok³adnoúci Vi-

sion opracowa³ 4†dynaskopy, a†w³aú-

ciwie kompletne stanowiska pomia-

rowe zbudowane w†oparciu o†te

przyrz¹dy.

Workshop Dynascope (pomiary

dwuwymiarowe XY) oferuje maksy-

malne powiÍkszenie do 100x i†do-

k³adnoúÊ do 15

175 do 450%. S¹ to przyrz¹dy wy-

posaøone we w³asne ürÛd³a úwiat³a.

Model Wave ( fot. 1 ) z†prostok¹tn¹

szklan¹ soczewk¹ o†wymiarach

175x108 mm ma dwie symetrycznie

rozmieszczone úwietlÛwki. Gdy w³¹-

czona jest jedna z†nich, uzyskuje siÍ

wraøenie obrazu trÛjwymiarowego,

natomiast w³¹czenie obu daje

oúwietlenie bezcieniowe. £atwe ope-

rowanie lup¹ zapewnia jeden

z†dwÛch dostÍpnych wysiÍgnikÛw

o†d³ugoúci 700 lub 940 mm.

Podobne moøliwoúci funkcjonalne

oferuj¹ lupy modeli LFM-101

z†okr¹g³¹ soczewk¹ szklan¹ o†úredni-

cy 127 mm oraz Magnifique , z†pros-

tok¹tn¹ soczewk¹ akrylow¹. Maj¹

one pojedyncze, energooszczÍdne

ürÛd³a úwiat³a. Lupa Magnifique

umoøliwia regulacjÍ kierunku stru-

mienia úwiat³a. Wszystkie lupy fir-

my Luxo s¹ wyposaøone w†os³ony

chroni¹ce przed kurzem i†zabezpie-

czenie przed przypadkowymi skutka-

mi dzia³ania soczewki skupiaj¹cej.

m. Bezcieniowe

oúwietlenie, ruchoma platforma

150x150 mm i†moøliwoúÊ wspÛ³pra-

cy z†aparatem cyfrowym lub kame-

r¹, to kolejne waøne cechy tego

urz¹dzenia.

Ultra , 5D ( fot. 4 ) i† 5E , to systemy

pozwalaj¹ce na dokonywanie pomia-

rÛw przestrzennych (XYZ) z†maksy-

malnymi powiÍkszeniami odpowied-

nio: x100, x200 i†x1000. Osi¹gane

dok³adnoúci wynosz¹ 5†

m dla Ultra

m dla pozosta³ych. Platformy s¹

sterowane rÍcznie lub za pomoc¹

silnika. DostÍpne s¹ platformy

w†rÛønych wymiarach: od 150x150

mm do 400x400 mm.

Przeprowadzanie pomiarÛw i†prze-

twarzanie danych odbywa siÍ z†wy-

korzystaniem mikroprocesora. Uzys-

kane dane mog¹ byÊ archiwizowane,

a†obrazy rejestrowane aparatem cyf-

rowym lub za pomoc¹ kamery.

X-ray

Osi¹gniÍcie duøych powiÍkszeÒ

o†wysokiej rozdzielczoúci nie za-

wsze wystarcza do pozyskania ko-

niecznych danych - bywa, øe bada-

ny obiekt jest zas³oniÍty i†po pros-

tu niewidoczny. Tak jest z†punkta-

mi lutowniczymi uk³adÛw BGA,

ktÛrych wyprowadzenia, w†liczbie

Systemy wizyjne

Przyk³adami zaawansowanych roz-

wi¹zaÒ urz¹dzeÒ optoelektronicz-

nych, ³¹cz¹cych cechy i†zalety mik-

roskopÛw i†monitorÛw, s¹ systemy

wizyjne firmy Vision. Montaø/de-

montaø PCB, naprawy i†inspekcja, to

przyk³ady zastosowania w†elektroni-

ce systemu Mantis ( fot. 2 ). Umoøli-

wia on obserwacjÍ przedmiotu na

stosunkowo duøym ekranie. Ma to

niebagatelne znaczenie dla komfortu

pracy operatora:

- po pierwsze - pozwala na wybra-

nie optymalnej pozycji, umoøli-

wiaj¹cej rÛwnoczesne prowadzenie

obserwacji i†manipulowanie obiek-

tem lub narzÍdziami,

- po drugie - nie wymaga mÍcz¹cej

adaptacji wzroku przy wielokrot-

nie powtarzaj¹cych siÍ przejúciach

od obserwacji obiektu i†pola robo-

czego np. do wyboru i†przygoto-

wania narzÍdzia. Duøa odleg³oúÊ

obiektywu od obserwowanego

Pomiary bezkontaktowe

Zakres kontroli przebiegu procesu,

a†zw³aszcza zakres inspekcji, moøe

byÊ rÛøny, w†zaleønoúci od etapu

(badania prototypu, produkcja, ser-

wis lub inne), na ktÛrym operacja

jest przeprowadzana, wymaganych

Fot. 4

Elektronika Praktyczna 10/2002

i†2†

S P R Z Ę T

Fot. 5

do kilku tysiÍcy, znajduj¹ siÍ pod

obudow¹ uk³adu. W¹ska szczelina,

jaka pozostaje po montaøu miÍdzy

doln¹ powierzchni¹ elementu BGA

a†powierzchni¹ p³yty, pozwala na

ogl¹danie po³¹czeÒ lutowniczych je-

dynie przy uøyciu endoskopÛw.

Aby mÛc zebraÊ w†polu widzenia

wszystkie punkty, trzeba zastosowaÊ

powszechnie stosowan¹ i†efektywn¹

metodÍ wizualizacji opart¹ na wy-

korzystaniu promieniowania rentge-

nowskiego ( X-ray ).

Po³¹czenia obserwuje siÍ na ekra-

nie monitora jako rÛwnomiernie roz-

³oøone czarne kropki. Moøna obser-

wowaÊ ca³oúÊ, a†moøna teø skoncen-

trowaÊ uwagÍ na poszczegÛlnych ob-

szarach czy punktach. StopieÒ za-

czernienia zaleøy od gruboúci mate-

ria³u (tutaj - spoiwa), ktÛr¹ pokonu-

j¹ promienie - dlatego z†gradacji sza-

roúci moøna czerpaÊ informacjÍ za-

rÛwno o†jakoúci poszczegÛlnych

punktÛw lutowniczych, jak i†o†obec-

noúci mostkÛw (zwarÊ) czy odkszta³-

ceÒ obudowy BGA lub powierzchni

p³ytki. Na przyk³ad brak po³¹czenia

jest widoczny jako wyraünie jaúniej-

szy punkt otoczony jednakowymi,

niemal czarnymi punktami. Nato-

m jest aparat rentgenowski

PACE XR-2000 ( fot. 5 ). Jego cenn¹

zalet¹ s¹ stosunkowo niewielkie

gabaryty, pozwalaj¹ce na zastoso-

wanie w†systemach takich jak TF-

2000 (patrz EP9/02). Dane zwi¹za-

ne ze zobrazowaniem badanego

obszaru moøna oczywiúcie rejestro-

waÊ, przetwarzaÊ i†archiwizowaÊ

do celÛw dokumentacyjnych, po-

rÛwnawczych itd.

To juø jednak pole dzia³ania in-

nych urz¹dzeÒ i†specjalistycznego

oprogramowania.

Marek Kalasiñski

Dodatkowe informacje

Wiêcej informacji mo¿na uzyskaæ w firmie

Renex, tel. (54) 231-10-05, www.renex.com.pl.

Elektronika Praktyczna 10/2002

miast stopniowe rozjaúnianie punk-

tÛw od krawÍdzi uk³adu w†kierunku

úrodka jego obudowy, przy zwiÍk-

szaj¹cej siÍ ich úrednicy, úwiadczy

o†nierÛwnoleg³oúci powierzchni BGA

i†p³ytki, wskazuj¹cej na odkszta³ce-

nia (w tym wypadku - obniøenie

úrodka obudowy).

Przyk³adowym urz¹dzeniem po-

zwalaj¹cym na pomiary w†czasie

rzeczywistym z†dok³adnoúci¹ do

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: