3Dコプラナリティ検査によりプログラミングにおける信頼性と品質の向上

DataI/O社について

DataI/O社は、ミッションクリティカル用途で40年以上にわたりサポートを行う高品質プログラミング装置の提供をしてまいりました。プログラミング装置において高品質な製造を支援するためには以下のように各種の管理や先端技術の統合提案が必須となります。本資料では、下記リストの最後にある3次元(3D)コプラナリティ試験の概要、重要性、製造品質への貢献について説明いたします。
  • 統合ソフトウェア:トレーサビリティ、統計処理、シリアル番号管理およびバージョン管理
  • FlashCORE プログラミングエンジン:汎用デバイスサポート
  • 高寿命ソケット:高いプログラミング信頼性と成功率
  • テスト済プログラミングアルゴリズム:密接で長期にわたる半導体メーカとの関係で確立
  • 3Dコプラナリティチェック:製品実装後の長期動作を保証

コプラナリティ(面均一性)とは?

「コプラナリティ」は、表面実装デバイス(SMD)の各ピン/ボール接触点とボード側の設置面間の最大距離を定義する表現です。完全に平坦なPCボード表面にSMDを置く場合、ピン/ボールの中で3点の最下点で設置面と接します。許容可能コプラナリティ仕様は、前記設置面とSMDピン/ボールの複数接触点間の最大ギャップで定義されます。

何故、コプラナリティが問題となるのでしょうか?


デバイスをPCボードに実装する際にデイバイスリード曲りはパッケージに深刻なダメージを与え、製品の信頼性に大きな悪影響を与えます。PCB/デバイスにストレスが掛かると顕微鏡でしか発見できないクラックやパッケージ内に小片を生じることになります。また、特にピン/リードの先端部などでハンダの溶着が弱くなります。さらには、パッケージへのストレスによりパッケージの湿気の侵入耐性を落とし、内部腐食により不良の原因となります。コプラナリティ検査では、全てのデバイスピンとボールが製造上の許容値内に収まっていることを保証します。このことはボードの製造時にクリティカルな要因となります。ハンダリフローの際にデバイス各ピンは、ボード側パッドの中心に置きます。適切なハンダリフローでピンとパッドとの確実な溶着を行います。コプラナリティ偏移が大きい場合、ハンダ割れ、低温ハンダおよびピン持ち上がりの原因となります。正しいデバイスピンの設置と溶着により、ボード実装後の熱および振動への耐性を十分に発揮します。コプラナリティは、フィールド出荷後の異常発生リスクを低減させます。特に自動車のブレーキやミサイル誘導システムなどミッションクリティカルな用途で重要です。

Data I/O社が提供する3Dビジョン


3Dビジョン付PSV7000では、 QFP, TSOP, SOIC およびJリードデバイスを含む各種リード付デバイスパッケージの検査を行います。また、ボールタイプのデバイスパッケージに対応するタイプも用意しています。容易な設定とトレーニングのために標準デバイスファイルライブラリを提供しています。カスタムのテレセントリック光学系にて、1回のショットでデバイスの5面のビューを提供し、各リード(ボール)、全リード(ボール)の3D位置をソフトウェアで計算します。PSV7000システム内で3Dコプラナリティ検査は高速に行われ、デバイスの製造能率にほとんど影響を与えません。

3Dビジョン付PSV7000 では、最も高品質なピン機械精度を保証します。例として、16ピンの良い均一性のデバイスで、1番目のピンが曲がり0.15mm持ち上がった場合、コプラナリティは0.15mmとなり不良としてはじかれます。3Dビジョン付PSV7000では、全ピン/ボールのコプラナリティを7μmまで観測、試験することができます。

コプラナリティを提供する自動プログラミング装置を評価する際のFAQ

Q:ビジョンシステムの測定内容は?
 - 2Dビジョン測定装置(長さ、幅)
 - 3Dビジョン測定装置(長さ、幅および高さ)
Data I/O社3Dビジョン測定機能付きPSV7000では、3Dビジョンは各デバイスリードのX,Y,Z位置を測定し、
デバイスメーカの寸法図で定義される位置との偏移を計算します。

Q:そのビジョンシステムは、各リードのコプラナリティを試験しますか?
PSV7000/3Dビジョンでは、テレセントリック光学系を持ち、1回のショットでデバイスの5面のビューを提供し、
各リード、全リードの3D位置をソフトウェアで計算します。

Q:コプラナリティシステムは容易に使用できますか?
PSV7000/3Dビジョンでは、標準デバイスファイルライブラリを用意しており、容易に設定とトレーニングを行えます。

Q:ビジョンシステムは、容易にデバイスの高さ変更を管理できますか? PSV7000/3Dビジョンは、 カスタムの工学装置を持ち、正しい計測データを得るために高さ変動を自動的に補正します。