尼康 iNEXIV视频测量仪成功接管了英国 Stevenage Circuits Limited (SCL) 公司十年前发生故障的印刷电路板 (PCB) 质量控制任务。全新iNEXIV VMA4540几乎连续用于对机加工特征和铜轨进行二维光学坐标测量。它不仅支持电路板的首件检验和为客户生成印刷报告,还支持钻孔、蚀刻和铣削部门的工艺控制。
他们评估了替代视频测量机的各种方案,例如台式测量相机和坐标测量机。甚至考虑了将首件检验外包给外部机构的可能性。然而,最终决定保留现有的内部流程,因此,SCL 的所有者兼董事总经理 Robert Brown 和质量工程师 James Pickett 着手寻找最符合其需求的设备,其中,生产力和价格是关键。
“从第一天开始,我们就提供技术支持,从咨询一直到 2017 年 1 月视频测量机的安装和调试。此外,该机器的价格大约是其他主要竞争对手的一半,因此非常实惠,投资回报很快。”
尼康作为顶级相机和光学元件制造商的声誉也对我们产生了影响。iNEXIV是同类产品中的佼佼者,其光学元件的清晰度更是首屈一指。在我们在两家公司进行的试验中,您可以分辨出他们的设备与竞争对手的设备之间的差异。VMA4540的另一个优势是其灵活的软件。此外,尼康计量英国团队的支持也被认为是最合适的,因为该公司拥有一个演示中心和一个对系统非常了解的庞大团队。
SCL成立于1971年,是欧洲唯一一家拥有自主设计和生产所有四种主要类型PCB能力的制造商。其单层和多层电路板的制造符合IPC 2级最低标准,并以大批量、小批量或原型批量供应给PCBA(组装)厂,在那里安装电子元件。在离开斯蒂夫尼奇工厂之前,只需添加散热器即可,这些电路板将销往40多个国家的客户。射频电路板占产量的大部分,约三分之一的总产量用于医疗行业,同时,航天和军事领域也定期供应。
该制造商以其快速交付PCB而自豪,从订单到交付通常只需三到五天。工厂通常每天处理约六个新订单,最多有15块电路板需要进行在线检测。
这意味着尼康视频测量机需要几乎不间断地工作,不仅由对机器进行编程的 Pickett 先生使用,而且各个生产部门的机器操作员也使用它。
VMA4540在每个新作业的生命周期中都会被反复调用。由于 95% 的 SCL 产品仅需要对轮廓(例如电路板边缘、切口和钻孔以及铜轨和焊盘)进行位置和尺寸测量,因此该机器仅以 2D 模式运行。它无需配备激光或接触式探头,也无需通过反复聚焦倾斜特征来实现 3D 测量功能。
在电路板制造的每个阶段,首件检测的可靠性至关重要,因为检测结果将用于控制每个工序。不准确或不确定的读数会对生产产生负面影响。
将所需数量的层粘合在一起形成电路板后,第一道工序是使用 SCL CADCAM 部门发送的数据进行数控钻孔,该部门会将后续生产阶段的拉伸或收缩情况考虑在内。在此阶段,会使用视频测量机根据相应的 Gerber 文件(一种 PCB 行业软件中使用的标准二维图像矢量格式)对每批(通常为 25 块)的首件进行检查。或者,如果有时间,Pickett 先生也会将数据转换为 DXF 格式,因为它更易于管理。Nikon Metrology iNEXIV控制系统可以导入这两种文件格式,并原生支持它们。
VMA4540在单个 CNC 循环中对一块由八块 PCB 组成的面板进行检查。如果发现任何差异,例如由于钻头断裂导致孔不存在,测量机就会停止并标记错误。孔直径或位置超出公差范围(通常分别需要在 ± 50 μm 和 ± 100 μm以内)也会导致类似的错误消息。通常情况下, PCB 会通过检查并生成系统报告,但通常不会打印出来,因为客户很少需要。但是,如果电路板随后出现问题,可以查询历史数据以进行故障排除。生产的下一个阶段是使用激光直接成像蚀刻轨道。轨道宽度很重要,尤其是在射频板上,通常必须在 50 μm 至 100 μm(± 10 μm)以内。使用VMA4540对首件区域进行样本扫描,并与 CADCAM 数据进行比较,以确保轨道测量结果(包括其位置)在公差范围内。
PCB 经过阻焊和电镀部门后,被送往布线车间,在那里,数控机床将电路板修剪成最终尺寸,并根据 CAD 图纸制作内部切口。再次,使用VMA4540 对照 Gerber/DXF 文件进行首件检查。现在,成品将经过全面检验,而这份标注尺寸的首件检验报告正是 SCL 客户通常需要的。尼康计量软件会自动将结果输入到测试报告模板中,该模板会填充到 Excel 电子表格中。该报告会链接到相关的 CAD 图纸并提供给客户,同时还会存档以备将来参考。
10% 到 20% 的最终电路板会通过这种方式在视频测量机上进行评估。对于较小的 PCB,最多可同时在工作台上放置十几块或更多电路板,软件会逐一重复,在一个周期内快速检查整个面板。
皮克特先生总结道: “我们对尼康机器的性能非常满意,它的测量能力非常出色,特别是在检查其他设备无法在类似时间内完成的较小特征时。”