eng
Выпуск #4/2001
В.Кулаев.
Медеизмеритель компании “ХЕЛЬМУТ ФИШЕР”. Неразрушающий контроль качества печатных плат
Медеизмеритель компании “ХЕЛЬМУТ ФИШЕР”. Неразрушающий контроль качества печатных плат
Просмотры: 2538
Международная компания “Хельмут Фишер” – один из признанных лидеров в области техники измерения толщины покрытий различных типов и тестирования многих материалов. Из широкой гаммы выпускаемых компанией приборов наибольшее признание получил измеритель толщины медного слоя сквозных металлизированных отверстий в печатных платах модели СМП1А.
Около полувека назад талантливый немецкий инженер и начинающий предприниматель Хельмут Фишер основал в городе Штутгарте небольшую фирму под своим именем, которая занялась разработкой и производством контрольно-измерительных приборов и со временем выросла в международную компанию средних размеров. Сегодня основные научно-исследовательские и производственные мощности компании находятся в Германии, в городе Зиндельфингене, а дополнительные – в Швейцарии, Великобритании и США. Торговая сеть включает 12 дочерних компаний и 32 торговых представительства и агентства почти в 40 странах мира. Суммарная численность штатного персонала, включая дочерние компании и представительства, – около 320 человек.
Большие научно-производственные мощности, учрежденные во многих странах мира дочерние компании, разветвленная сеть торговли и сервисного обслуживания, нарастающие объемы реализации продукции – все свидетельствует об успехах компании. И основная заслуга в этом принадлежит Хельмуту Фишеру. Изучая запросы промышленных предприятий, занимающихся обработкой поверхностей, он одним из первых понял важность использования физических методов тестирования при проведении контроля качества. А когда микропроцессорные технологии только начинали свое победоносное шествие, он быстро оценил их достоинства и постарался оперативно воспользоваться огромными преимуществами, которые сулили инструменты с встроенными микропроцессорами.
Благодаря своей склонности к научным исследованиям Хельмут Фишер снова и снова обращался к различным областям знаний в поисках нетрадиционных, новаторских подходов к казавшимся неразрешимыми проблемам. Эти усилия привели к разработке новых методов тестирования и формированию прогрессивных тенденций в контрольно-измерительном приборостроении, которые оказали существенное влияние на современные способы технологического контроля поверхностей.
Для изобретателя Хельмута Фишера, остро чувствующего потребительские запросы, разработка новой теории не самоцель, а средство для решения практических задач. Под его руководством многие из его идей были реализованы в конкретных приборах, удовлетворивших целый ряд специфических требований различных отраслей промышленности. В наши дни контрольно-измерительные приборы компании "Хельмут Фишер" применяются везде, где на поверхность наносятся покрытия или где поверхность подвергается какому-либо виду обработки.
И наконец, способности Хельмута Фишера как руководителя компании проявляются в умении продвинуть свои технологии на рынок. Признанное технико-технологическое лидерство компании, ее устойчивые позиции в соответствующем секторе мирового рынка свидетельствуют о его умении отвечать коммерческим вызовам времени.
Как важное направление дальнейшего развития дела он рассматривает формирование квалифицированного персонала компании и передачу сотрудникам своего энтузиазма в практическом применении новых идей и теорий для разработки последующих поколений измерительной техники.
Конечный результат деятельности Хельмута Фишера – это выпускаемые его компанией приборы, способные решать следующие задачи:
· измерение толщины практически всех типов гальванических, лакокрасочных и пластиковых покрытий на основаниях из ферромагнитных и цветных металлов. Используемые методы измерений – электромагнитные, в том числе вихретоковый, кулонометрический, бета- рассеяния и рентгенофлуоресцентный;
· количественный анализ состава материалов с использованием рентгенофлуоресцентного метода в диапазоне элементов от алюминия до урана;
· измерение электрической проводимости изделий из цветных металлов, например из алюминия, на основе метода вихревых токов;
· определение содержания феррита в аустенитных и дуплексных сталях на основе магнитно-индукционного метода;
· оценка пористости эмалевых, лакокрасочных и резинобитумных покрытий с использованием высоких напряжений;
· определение микротвердости по Виккерсу в соответствии с международными стандартами тонких металлических, лакокрасочных и пластиковых покрытий (измерение глубины вдавливания) в диапазоне нагрузок от 0,4 до 1000 мН.
Приборы компании "Хельмут Фишер" находят широкое применение при диагностировании, технологическом контроле и научных исследованиях в электронике и электротехнике, гальваническом и инструментальном производствах, автомобиле- и судостроении, авиационной и космической отраслях, химической и лакокрасочной промышленности, металлургии и машиностроении, а также в энергетике, нефтяной и газовой отраслях, на трубопроводном транспорте.
Отличительные особенности измерительных приборов компании сводятся к следующему.
· Поскольку датчики – наиболее важный компонент приборов, предназначенных для измерения толщины покрытий, электрической проводимости и определения содержания феррита, вполне закономерно, что значительные силы и средства компании направлены на разработку и совершенствование датчиков. Сегодня заказчик имеет возможность выбрать наиболее подходящую для себя модель более чем из 50 видов датчиков. Сильная сторона компании – ее способность в короткие сроки разработать и изготовить датчик по заказу для решения специальных задач, которые не могут быть решены с помощью стандартных датчиков.
· Все инструменты компании обеспечивают высокую точность измерений. Встроенные микропроцессоры освобождают пользователей от необходимости выполнения объемных и сложных вычислений по статистической обработке результатов измерений. Для анализа данных существует набор графических программ, гистограмм и диалоговый режим. Кроме того, большинство инструментов позволяют отображать результаты измерений на мониторе компьютера и осуществлять оперативный контроль за технологическим процессом.
ПОРТАТИВНЫЙ МЕДЕИЗМЕРИТЕЛЬ СМП1А
Область применения. Прибор модели КУПРУМ-СКОУП СМП1А (CU-SCOPE CMP1A) измеряет толщину медного слоя на внутренней поверхности сквозных отверстий (толщину стенок так называемого медного патрона) в печатных платах (рис.1). Благодаря специально разработанной и запатентованной конструкции датчика результат измерения практически не зависит ни от диаметра отверстия, ни от состояния поверхности печатной платы (травленая, нетравленная, луженая, нелуженная), ни от типа самой платы (слоистый пластик, многослойная плата).
Качество печатной платы главным образом зависит от ее композиционной структуры, в том числе от качества меднения в сквозных отверстиях, предназначенных для монтажа электронных компонентов или обеспечения электрического контакта между различными слоями многослойной платы. Поэтому толщина слоя меди – весьма важный показатель качества всей платы. Если медное покрытие слишком тонкое, оно будет разрушено в результате перегрева, возможного при протекании тока достаточно высокого значения. Если же слой меди слишком толстый, то вывод электронного компонента не сможет войти в отверстие, а медный патрон отслоится от платы.
Принцип измерения. Медеизмеритель СМП1А в считанные секунды измеряет толщину слоя меди по методу вихревых токов*, который весьма прост и достаточно точен. В медный патрон сквозного отверстия печатной платы, проводимость которого подлежит измерению, вставляется иглообразный измерительный датчик – сердцевина медеизмерителя (рис.2). По первичной медной катушке датчика пропускается высокочастотный ток, и возникающее при этом первичное переменное магнитное поле индуцирует вихревые токи в медном патроне (рис.3). В свою очередь вихревые токи вызывают появление вторичного магнитного поля, которое ослабляет первичное. Чем толще медный патрон, тем значительнее ослабляющий эффект. Степень ослабления выявляет так называемая улавливающая катушка – вторичная медная катушка датчика. Электронная измерительная система благодаря заложенной в ее памяти информации о параметрических соответствиях преобразует показатель сигнала вторичной катушки в соответствующий ему числовой показатель толщины слоя меди. Особенности конструкции датчика таковы, что индуцированные вихревые токи протекают преимущественно в направлении, параллельном оси патрона. Вследствие этого слои меди, расположенные внутри платы, не оказывают влияния на результат измерения.
Преимущества вихретокового метода измерений. Единственная реальная альтернатива неразрушающему измерению по методу вихревых токов – это определение толщины слоя меди посредством микрошлифа (микросреза). По сравнению с вихретоковым такой способ измерения весьма трудоемок и потому довольно дорог. Кроме того, поскольку этот метод измерений – разрушающий, для оперативного контроля в процессе производства он непригоден.
Результат измерения толщины медного слоя посредством микросреза, даже если оно производится в соответствии с промышленными стандартами, очень сильно зависит от субьективного восприятия оператора. Так, на приведенной фотографии микрошлифа сквозного отверстия в печатной плате (рис.4) четко видна неоднородность медного покрытия, однако реальную его толщину оценить визуально довольно сложно.
Существенное преимущество прибора CMП1A состоит еще и в том, что вихревой ток, с помощью которого он измеряет проводимость медного патрона, протекает вдоль патрона, то есть точно так же, как и ток в смонтированной плате в режиме эксплуатации.
Особенности медеизмерителя CMП1A:
· легкий, компактный ручной инструмент со съемным датчиком;
· датчик имеет сменный измерительный картридж;
· снабжен центрирующим адаптером, предотвращающим люфт датчика в отверстиях платы диаметром 0,8–1,8 мм;
· удобный дизайн клавиатуры, обеспечивающий простоту управления;
· возможность блокировки клавиатуры во избежание ошибки оператора;
· семь блоков памяти специфических результатов калибровки различных плат обеспечивают хранение до 500 результатов в каждом блоке;
· возможность калибровки до пяти стандартных отверстий;
· возможность статистической обработки массивов результатов измерений;
· распечатка результатов на одном из пяти языков, по выбору, с указанием даты и времени;
· возможность вывода результатов измерений на компьютер с помощью интерфейса RS232.
Технические характеристики CMП1A
Диапазон измеряемых толщин медного слоя 2–100 мкм
Точность измерения
для толщин 2–20 мкм ±1 мкм
для толщин 20–100 мкм ±5%
Частота измерения 300 кГц
Приемлемый диапазон толщин платы
(более толстые платы измеряются при специальной калибровке) 0,5–2,5 мм
Габаритные размеры 176х97х43 мм
Масса 0,5 кг
Электропитание никель-кадмиевые аккумуляторы или от сети через адаптер
Стандартный комплект поставки включает медеизмеритель CMП1A, датчик, центрирующий адаптер, стандартную медную пластину, калибровочную пластину, подставку для датчика, зарядное устройство, руководство по эксплуатации и футляр.
E-mail: zapros@helmut-fischer.ru
Большие научно-производственные мощности, учрежденные во многих странах мира дочерние компании, разветвленная сеть торговли и сервисного обслуживания, нарастающие объемы реализации продукции – все свидетельствует об успехах компании. И основная заслуга в этом принадлежит Хельмуту Фишеру. Изучая запросы промышленных предприятий, занимающихся обработкой поверхностей, он одним из первых понял важность использования физических методов тестирования при проведении контроля качества. А когда микропроцессорные технологии только начинали свое победоносное шествие, он быстро оценил их достоинства и постарался оперативно воспользоваться огромными преимуществами, которые сулили инструменты с встроенными микропроцессорами.
Благодаря своей склонности к научным исследованиям Хельмут Фишер снова и снова обращался к различным областям знаний в поисках нетрадиционных, новаторских подходов к казавшимся неразрешимыми проблемам. Эти усилия привели к разработке новых методов тестирования и формированию прогрессивных тенденций в контрольно-измерительном приборостроении, которые оказали существенное влияние на современные способы технологического контроля поверхностей.
Для изобретателя Хельмута Фишера, остро чувствующего потребительские запросы, разработка новой теории не самоцель, а средство для решения практических задач. Под его руководством многие из его идей были реализованы в конкретных приборах, удовлетворивших целый ряд специфических требований различных отраслей промышленности. В наши дни контрольно-измерительные приборы компании "Хельмут Фишер" применяются везде, где на поверхность наносятся покрытия или где поверхность подвергается какому-либо виду обработки.
И наконец, способности Хельмута Фишера как руководителя компании проявляются в умении продвинуть свои технологии на рынок. Признанное технико-технологическое лидерство компании, ее устойчивые позиции в соответствующем секторе мирового рынка свидетельствуют о его умении отвечать коммерческим вызовам времени.
Как важное направление дальнейшего развития дела он рассматривает формирование квалифицированного персонала компании и передачу сотрудникам своего энтузиазма в практическом применении новых идей и теорий для разработки последующих поколений измерительной техники.
Конечный результат деятельности Хельмута Фишера – это выпускаемые его компанией приборы, способные решать следующие задачи:
· измерение толщины практически всех типов гальванических, лакокрасочных и пластиковых покрытий на основаниях из ферромагнитных и цветных металлов. Используемые методы измерений – электромагнитные, в том числе вихретоковый, кулонометрический, бета- рассеяния и рентгенофлуоресцентный;
· количественный анализ состава материалов с использованием рентгенофлуоресцентного метода в диапазоне элементов от алюминия до урана;
· измерение электрической проводимости изделий из цветных металлов, например из алюминия, на основе метода вихревых токов;
· определение содержания феррита в аустенитных и дуплексных сталях на основе магнитно-индукционного метода;
· оценка пористости эмалевых, лакокрасочных и резинобитумных покрытий с использованием высоких напряжений;
· определение микротвердости по Виккерсу в соответствии с международными стандартами тонких металлических, лакокрасочных и пластиковых покрытий (измерение глубины вдавливания) в диапазоне нагрузок от 0,4 до 1000 мН.
Приборы компании "Хельмут Фишер" находят широкое применение при диагностировании, технологическом контроле и научных исследованиях в электронике и электротехнике, гальваническом и инструментальном производствах, автомобиле- и судостроении, авиационной и космической отраслях, химической и лакокрасочной промышленности, металлургии и машиностроении, а также в энергетике, нефтяной и газовой отраслях, на трубопроводном транспорте.
Отличительные особенности измерительных приборов компании сводятся к следующему.
· Поскольку датчики – наиболее важный компонент приборов, предназначенных для измерения толщины покрытий, электрической проводимости и определения содержания феррита, вполне закономерно, что значительные силы и средства компании направлены на разработку и совершенствование датчиков. Сегодня заказчик имеет возможность выбрать наиболее подходящую для себя модель более чем из 50 видов датчиков. Сильная сторона компании – ее способность в короткие сроки разработать и изготовить датчик по заказу для решения специальных задач, которые не могут быть решены с помощью стандартных датчиков.
· Все инструменты компании обеспечивают высокую точность измерений. Встроенные микропроцессоры освобождают пользователей от необходимости выполнения объемных и сложных вычислений по статистической обработке результатов измерений. Для анализа данных существует набор графических программ, гистограмм и диалоговый режим. Кроме того, большинство инструментов позволяют отображать результаты измерений на мониторе компьютера и осуществлять оперативный контроль за технологическим процессом.
ПОРТАТИВНЫЙ МЕДЕИЗМЕРИТЕЛЬ СМП1А
Область применения. Прибор модели КУПРУМ-СКОУП СМП1А (CU-SCOPE CMP1A) измеряет толщину медного слоя на внутренней поверхности сквозных отверстий (толщину стенок так называемого медного патрона) в печатных платах (рис.1). Благодаря специально разработанной и запатентованной конструкции датчика результат измерения практически не зависит ни от диаметра отверстия, ни от состояния поверхности печатной платы (травленая, нетравленная, луженая, нелуженная), ни от типа самой платы (слоистый пластик, многослойная плата).
Качество печатной платы главным образом зависит от ее композиционной структуры, в том числе от качества меднения в сквозных отверстиях, предназначенных для монтажа электронных компонентов или обеспечения электрического контакта между различными слоями многослойной платы. Поэтому толщина слоя меди – весьма важный показатель качества всей платы. Если медное покрытие слишком тонкое, оно будет разрушено в результате перегрева, возможного при протекании тока достаточно высокого значения. Если же слой меди слишком толстый, то вывод электронного компонента не сможет войти в отверстие, а медный патрон отслоится от платы.
Принцип измерения. Медеизмеритель СМП1А в считанные секунды измеряет толщину слоя меди по методу вихревых токов*, который весьма прост и достаточно точен. В медный патрон сквозного отверстия печатной платы, проводимость которого подлежит измерению, вставляется иглообразный измерительный датчик – сердцевина медеизмерителя (рис.2). По первичной медной катушке датчика пропускается высокочастотный ток, и возникающее при этом первичное переменное магнитное поле индуцирует вихревые токи в медном патроне (рис.3). В свою очередь вихревые токи вызывают появление вторичного магнитного поля, которое ослабляет первичное. Чем толще медный патрон, тем значительнее ослабляющий эффект. Степень ослабления выявляет так называемая улавливающая катушка – вторичная медная катушка датчика. Электронная измерительная система благодаря заложенной в ее памяти информации о параметрических соответствиях преобразует показатель сигнала вторичной катушки в соответствующий ему числовой показатель толщины слоя меди. Особенности конструкции датчика таковы, что индуцированные вихревые токи протекают преимущественно в направлении, параллельном оси патрона. Вследствие этого слои меди, расположенные внутри платы, не оказывают влияния на результат измерения.
Преимущества вихретокового метода измерений. Единственная реальная альтернатива неразрушающему измерению по методу вихревых токов – это определение толщины слоя меди посредством микрошлифа (микросреза). По сравнению с вихретоковым такой способ измерения весьма трудоемок и потому довольно дорог. Кроме того, поскольку этот метод измерений – разрушающий, для оперативного контроля в процессе производства он непригоден.
Результат измерения толщины медного слоя посредством микросреза, даже если оно производится в соответствии с промышленными стандартами, очень сильно зависит от субьективного восприятия оператора. Так, на приведенной фотографии микрошлифа сквозного отверстия в печатной плате (рис.4) четко видна неоднородность медного покрытия, однако реальную его толщину оценить визуально довольно сложно.
Существенное преимущество прибора CMП1A состоит еще и в том, что вихревой ток, с помощью которого он измеряет проводимость медного патрона, протекает вдоль патрона, то есть точно так же, как и ток в смонтированной плате в режиме эксплуатации.
Особенности медеизмерителя CMП1A:
· легкий, компактный ручной инструмент со съемным датчиком;
· датчик имеет сменный измерительный картридж;
· снабжен центрирующим адаптером, предотвращающим люфт датчика в отверстиях платы диаметром 0,8–1,8 мм;
· удобный дизайн клавиатуры, обеспечивающий простоту управления;
· возможность блокировки клавиатуры во избежание ошибки оператора;
· семь блоков памяти специфических результатов калибровки различных плат обеспечивают хранение до 500 результатов в каждом блоке;
· возможность калибровки до пяти стандартных отверстий;
· возможность статистической обработки массивов результатов измерений;
· распечатка результатов на одном из пяти языков, по выбору, с указанием даты и времени;
· возможность вывода результатов измерений на компьютер с помощью интерфейса RS232.
Технические характеристики CMП1A
Диапазон измеряемых толщин медного слоя 2–100 мкм
Точность измерения
для толщин 2–20 мкм ±1 мкм
для толщин 20–100 мкм ±5%
Частота измерения 300 кГц
Приемлемый диапазон толщин платы
(более толстые платы измеряются при специальной калибровке) 0,5–2,5 мм
Габаритные размеры 176х97х43 мм
Масса 0,5 кг
Электропитание никель-кадмиевые аккумуляторы или от сети через адаптер
Стандартный комплект поставки включает медеизмеритель CMП1A, датчик, центрирующий адаптер, стандартную медную пластину, калибровочную пластину, подставку для датчика, зарядное устройство, руководство по эксплуатации и футляр.
E-mail: zapros@helmut-fischer.ru
Отзывы читателей
