Lĩnh vực này phải đo những gì
Ngành sản xuất điện tử có một yêu cầu thiết bị đo khác thường ở một điểm: các đại lượng cần đo nhỏ, biến đổi nhanh và thường không nhìn thấy được. Điện áp và dòng điện đều thấp, tín hiệu đóng cắt nhanh, dung sai rất mịn và khuyết tật cần tìm có thể chỉ bằng một phần của milimét. Điều đó dồn trọng tâm vào độ phân giải, băng thông và độ ổn định chứ không vào dải đo, và đồng nghĩa với việc một thiết bị công nghiệp đa dụng thường không phù hợp, ngay cả khi dải đo của nó có vẻ bao được nhiệm vụ.
Đặc trưng thứ hai là bản thân môi trường là một biến được kiểm soát. Khu vực sạch, bảo vệ chống tĩnh điện, kiểm soát độ ẩm và ổn định nhiệt độ là một phần của sản xuất chứ không phải vì sự thoải mái của người vận hành, và thiết bị đo được dùng để chứng minh rằng các điều kiện đó vẫn được duy trì. Một phân loại khu vực sạch là một trạng thái đo được chứ không phải một ý định thiết kế, được xác minh bằng đếm hạt và bằng đo áp suất chênh lệch.
Đặc trưng thứ ba là nhiệt. Hàn, hàn reflow, đóng rắn, chu kỳ nhiệt và thử nghiệm độ tin cậy đều phụ thuộc vào việc tạo ra chính xác và lặp lại một đường cong nhiệt độ, nên phép đo nhiệt xuất hiện xuyên suốt quy trình chứ không chỉ ở công đoạn cuối. Cũng như với các phép đo điện, kết quả có ý nghĩa thường là cả đường cong, chứ không phải một giá trị đọc tại một thời điểm.
Các thiết bị nằm ở đâu
Sản xuất linh kiện và bo mạch
In lưới, phủ lắng đọng, đặt linh kiện và hàn reflow. Lập đường cong nhiệt độ, kiểm soát độ ẩm và kiểm tra kích thước của bo mạch và khuôn in, trong đó các đặc trưng được kiểm tra nhỏ tới mức thường phải dùng phép đo quang học.
Lắp ráp và hàn
Hàn reflow, hàn sóng và hàn chọn lọc. Đường cong nhiệt độ, tốc độ băng tải và môi trường khí được đo cùng nhau, và đường cong phải lặp lại được chứ không chỉ đúng một lần.
Thử nghiệm và kiểm tra
Kiểm tra trên mạch, kiểm tra chức năng, an toàn điện và kiểm tra tự động bằng quang học hoặc bằng chụp ảnh phóng xạ. Phép đo điện chiếm ưu thế, và đồ gá thường quan trọng không kém thiết bị đo.
Khu vực sạch và môi trường được kiểm soát
Phòng sạch, phòng khô và khu vực được bảo vệ chống tĩnh điện. Đếm hạt, áp suất chênh lệch, độ ẩm và nhiệt độ được đo để chứng minh rằng phân loại được duy trì, chứ không để điều khiển một quá trình.
Thiết bị đo dùng trong lĩnh vực này
| Đo lường | Điều gì được đo trong ngành này | Thiết bị thường được chỉ định |
| Điện | Điện áp, dòng điện, điện trở, điện dung, công suất và cách điện trên bo mạch, mô-đun và nguồn điện | Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số và máy đo LCR cho thao tác trên bàn thử, máy phân tích công suất khi dạng sóng không phải sin, máy kiểm tra cách điện để xác minh an toàn, và các kênh thu thập dữ liệu có băng thông khớp với chế độ đóng cắt |
| Nhiệt độ và đường cong nhiệt độ | Đường cong của hàn reflow, hàn sóng và đóng rắn, nhiệt độ linh kiện và bo mạch, và điều kiện buồng thử | Cặp nhiệt điện và hệ thống khảo sát đường cong cho việc phát triển quy trình, cảm biến RTD khi cần một giá trị đọc ổn định trong buồng, và phép đo không tiếp xúc cho các chi tiết nóng hoặc chuyển động |
| Giám sát khu vực sạch | Số đếm hạt, áp suất chênh lệch giữa các khu vực, độ ẩm và nhiệt độ | Máy đếm hạt trong không khí, thiết bị đo áp suất chênh lệch và bộ ghi dữ liệu môi trường, được đặt sao cho điểm lấy mẫu đại diện cho khu vực đang được phân loại |
| Kích thước và quang học | Kích thước bo mạch và khuôn in, hình dạng chân hàn, độ chính xác khi đặt linh kiện và tình trạng mối hàn | Đo quang học và kiểm tra bằng xử lý ảnh, cùng thiết bị đo kích thước cho các chi tiết cơ khí phải lắp vừa bo mạch |
| Độ ẩm và khí | Độ ẩm trong khu kho và khu khô, và môi trường khí trong thiết bị hàn và thiết bị đóng rắn | Bộ truyền độ ẩm và thiết bị đo điểm sương, cùng phép đo khí khi môi trường khí được kiểm soát là một phần của quy trình |
| Môi trường và an toàn | Hơi dung môi, khí dễ cháy và chất lượng không khí nói chung quanh khu vực phủ, khu vệ sinh và khu kho | Máy phát hiện hợp chất hữu cơ bay hơi và thiết bị phát hiện khí cố định, với cảm biến phù hợp với dung môi thực sự đang dùng chứ không phải với một nhóm chung |
Dải đo của một thiết bị công nghiệp đa dụng thường bao được nhiệm vụ ở đây, nhưng độ phân giải, băng thông hoặc độ ổn định của nó thì có thể không. Ba đặc tính đó là điều mà một yêu cầu hỏi hàng cần nêu rõ.
Cách lập thông số cho nhà máy điện tử
- Băng thông và độ phân giải thay vì dải đo, vì đại lượng cần đo thường nhỏ và nhanh, còn một thiết bị phủ được dải đo nhưng không phân giải được biến thiên thì không có ích.
- Vấn đề True-RMS, vì nguồn kiểu đóng cắt và đầu ra biến tần khiến dạng sóng hiếm khi là sin và một thiết bị đo trị trung bình sẽ báo thấp giá trị.
- Đường cong nhiệt độ thay vì một nhiệt độ đơn lẻ, cùng với độ lặp lại yêu cầu giữa bo mạch này và bo mạch tiếp theo.
- Phân loại khu vực sạch cần chứng minh và điểm lấy mẫu đại diện cho nó, vì một số đếm hạt đo ở sai vị trí không chứng minh được điều gì về khu vực đó.
- Yêu cầu kiểm soát tĩnh điện đối với mọi thứ đưa vào khu vực sản xuất, điều có thể giới hạn vỏ thiết bị và vật liệu được phép sử dụng.
- Việc kiểm tra là tự động hay thủ công. Kiểm tra tự động cần một đặc tả khuyết tật được định nghĩa, ánh sáng và đồ gá, còn kiểm tra thủ công cần một thiết bị mà người vận hành dùng được nhiều lần trong phạm vi thời gian chu kỳ.
- Khả năng truy xuất yêu cầu đối với các phép thử an toàn điện, vì những phép đo đó thường là một phần của việc phê duyệt sản phẩm và kèm theo nghĩa vụ hồ sơ.
- Dung môi và hóa chất đang sử dụng, vì việc phủ, vệ sinh và xử lý chất trợ hàn quyết định cần giám sát những gì và vật liệu nào chịu được các thao tác đó.
Tiêu chuẩn và phê duyệt có thể áp dụng
- Các yêu cầu thử an toàn điện áp dụng cho sản phẩm hoàn chỉnh, vốn ấn định phép thử, cấp thiết bị và hồ sơ.
- Yêu cầu phân loại và giám sát khu vực sạch, quy định số đếm hạt và các điều kiện phải chứng minh được.
- Yêu cầu kiểm soát tĩnh điện, chi phối cách đưa thiết bị vào một khu vực được bảo vệ.
- Đặc tả của khách hàng và của ngành đối với sản phẩm, bao gồm mọi yêu cầu về nhà cung cấp đã được phê duyệt hoặc về hồ sơ.
- Chúng tôi mô tả những gì một công trình có thể phải đáp ứng. Chúng tôi không tuyên bố rằng một sản phẩm có được phê duyệt trừ khi chứng chỉ được gửi cho chúng tôi, và ở nơi chưa có thì trang sản phẩm ghi rõ điều đó.
Ứng dụng trong lĩnh vực này