Kokia įranga reikalinga visiškai automatizuotai SMT gamybos linijai? Žingsnis{0}}po-žingsnis (I)

Įvadas

Elektroniniams gaminiams toliau tobulėjant link miniatiūrizavimo, didelio tankio ir didelio patikimumo, vis daugiau elektronikos gamintojų kuria savovisiškai automatizuotos SMT gamybos linijos.

Šiame straipsnyje bus pateikta išsami pagrindinės įrangos, reikalingos visai SMT automatizuotai gamybos linijai, apžvalga. IntegruojantNeoDen SMT sprendimai, juo siekiama padėti elektronikos gamintojams suprasti, kaip sukurti PCB surinkimo gamybos liniją, pritaikytą jų specifiniams poreikiams.

Standartinis SMT automatizuotas gamybos procesas paprastai apima:

Litavimo pastos spausdinimas → SPI → Komponentų išdėstymas pasirinkimo{0}}ir{1}}dėjimo mašina → Reflow litavimas → AOI → rentgeno spinduliai patikrinimas → PCB perdavimas ir buferis

Kiekvienas proceso etapas atlieka atskirą gamybos užduotį ir kartu nustato galutinę PCB surinkimo kokybę.

Pavyzdžiui:

• Litavimo pastos spausdinimas sukuria pagrindą litavimui
• SPI patikrinimas padeda anksti aptikti litavimo pastos spausdinimo anomalijas
• SMT mašina turi įtakos gamybos efektyvumui ir išdėstymo tikslumui
• Reflow orkaitė lemia litavimo jungčių patikimumą
• AOI ir rentgeno spinduliai{0}} užtikrina produkto kokybę

1 veiksmas:SMT litavimo pastos spausdintuvas

1. Kodėl turi anSMT gamybos linijaturėti automatinį litavimo pastos spausdintuvą?

SMT gamybos procese litavimo pastos spausdinimas yra pirmasis žingsnis visame PCB surinkimo procese ir kritinis etapas, turintis įtakos litavimo jungčių kokybei. Lydmetalio pasta tiksliai paskirstoma per trafaretą ant PCB trinkelių vietų, sudarant patikimą pagrindą tolesniam darbui.komponentų išdėstymasirpakartotinis litavimas.

Jei spausdinant litavimo pastą iškyla problemų, net jei paskesnis SMT įdėjimo įrenginys yra labai tikslus, tai gali sukelti:

• Šaltos litavimo jungtys
• Litavimo rutuliai
• Lituojami tiltai, sukeliantys trumpąjį jungimą
• Nepakankamas sąnario stiprumas
• Padidėjęs PCB perdirbimo greitis

Palyginti su tradiciniurankinis litavimo spausdinimas, automatizuotas SMT litavimo spausdinimassiūlo šiuos privalumus:

• Didesnis spausdinimo nuoseklumas:Automatizuota įranga gali tiksliai valdyti valytuvo slėgį, spausdinimo greitį, išardymo procesą ir trafareto padėties nustatymą, taip sumažinant žmogaus veiklos sukeliamas klaidas.
• Didesnis gamybos efektyvumas:Automatiniai litavimo pastos spausdintuvai gali greitai užbaigti PCB pakrovimą ir iškrovimą, vizijos išlygiavimą ir spausdinimo operacijas, todėl jie geriau tinka nuolatinei gamybos aplinkai.
• Tolygesnė gaminio kokybė:Naudojant vizualines sistemas ir tikslias mechanines struktūras, užtikrinami nuoseklūs litavimo pastos spausdinimo rezultatai įvairiose PCB partijose.

2. NeoDen ND450 automatinio litavimo pastos spausdintuvo sprendimas

NeoDen ND450, sukurtas mažiems ir vidutiniams{0}}elektronikos gamintojams bei SMT gamybos scenarijams, kuriems reikalingas didelis lankstumas, siūlo stabilų, didelio{2}}tikslumo automatinio litavimo pastos spausdinimo sprendimą.

Jo pagrindinės dizaino savybės yra šios:

• Labai{0}}tikslus trafareto suspaudimo mechanizmas
• Automatinė PCB padėties nustatymo sistema
• Pažymėkite regėjimo kalibravimo funkciją
• Tiksli trijų{0}}ašių reguliavimo platforma

Šios dizaino savybės padeda gamintojams sumažinti:

• Litavimo pastos nesutapimo problemos
• Po-užpildymas/perpildymas-užpildymo defektai
• Pakartojamumo klaidos spausdinant

Tinka:

• PCB moksliniai tyrimai ir plėtra bei gamyba
• Mažų{0}}partijinių elektronikos gaminių gamyba
• EMS gamyklos
• Mažos{0}} ir vidutinės-SMT gamybos linijos

Įmonėms, siekiančioms sukurti stabilų SMT gamybos procesą,litavimo pastos spausdintuvas yra esminis visos automatizuotos gamybos linijos atskaitos taškas.

2 veiksmas:3D litavimo pastos patikrinimas

1. Kodėl šiuolaikinėms SMT gamybos linijoms reikia SPI patikrinimo?

Jei PCB po spausdinimo pereina tiesiai į komponentų įdėjimo etapą, bet kokie litavimo pastos tūrio sutrikimai paprastai perkeliami į tolesnį litavimo pakartotinio litavimo etapą. Tai ne tik padidina remonto išlaidas, bet ir gali turėti įtakos produkcijos pristatymui. Todėl vis daugiauautomatizuotos SMT gamybos linijosyra aprūpinti SPI įranga po ekrano spausdintuvo.

SPI naudoja 3D matymo technologiją, kad atliktų skaitmeninį litavimo pastos spausdinimo rezultatų patikrinimą.

Pagrindiniai patikrinimo parametrai yra šie:

• Litavimo pastos aukštis
• Litavimo pastos tūris
• Litavimo pastos sritis
• Litavimo pastos forma
• Ofsetinė spauda

Palyginti su rankiniu vizualiniu patikrinimu, SPI suteikia tikslesnę ir nuoseklesnę duomenų analizę.

2. NeoDen S1 SPI litavimo pastos tikrinimo sistema

NeoDen S1 SPI yra 3D litavimo pastos tikrinimo sistema, skirta SMT gamybos linijoms.

Sistema naudoja didelio{0}}tikslumo matymo sistemą, kuri naudoja pramonines kameras ir RGB apšvietimą, kad analizuotų litavimo pastos spausdinimo ant PCB būklę.

Jo tikrinimo galimybės apima:

• Litavimo pastos ploto matavimas
• Litavimo pastos tūrio matavimas
• Litavimo pastos aukščio matavimas
• Litavimo pastos poslinkio aptikimas

Taip pat palaiko:

• Gerber failo importas
• CAD duomenų įvedimas
• SPC statistinė analizė
• Patikrinimo ataskaitos generavimas

Šios funkcijos padeda elektronikos gamintojams sukurti išmanesnę duomenų valdymo sistemą.

Gaminant didelio-tankio PCB, tikslius elektroninius gaminius ir nedidelius-partinius užsakymus naudojant kelis modelius, SPI tikrinimas gali veiksmingai sumažinti gamybos riziką ir pagerinti pirmojo-praėjimo išeigą (FPY).

3 veiksmas:SMT rinkimo ir vietos mašina

1. Kodėl rinkimo ir įdėjimo mašina yra SMT automatizuotos gamybos linijos pagrindas?

Užbaigus litavimo pastos spausdinimą ir SPI patikrinimą, PCB pereina į komponentų įdėjimo etapą.

Paėmimo{0}}ir{1}}įdėjimo mašina yra viena svarbiausių įrangos visoje SMT gamybos linijoje. Ji atsakinga už tikslų įvairių elektroninių komponentų įdėjimą į nurodytas PCB vietas, įskaitant:

• Rezistoriai
• Kondensatoriai
• IC lustai
• BGA komponentai
• Jungtys
• Kiti mikroelektroniniai prietaisai

Elektronikos gamintojams rinkimo{0}}ir-vietos mašinos našumas turi tiesioginės įtakos:

• SMT gamybos efektyvumas (CPH)
• Įrangos panaudojimas
• Produkto konsistencija
• Užsakymų įvykdymo galimybė

2. Renkantis SMT mašiną, reikia visapusiškai atsižvelgti į šiuos veiksnius:

a. Įdėjimo greitis

Įdėjimo greitis paprastai matuojamas CPH (komponentais per valandą). Didelės spartos{1}}gamybos linijoms reikalinga įranga su dideliu CPH, kad būtų patenkinti didelio -tūrio PCB gamybos reikalavimai.

Tačiau mažoms ir vidutinėms{0}}SMT gamykloms tiesiog siekti didelio greičio gali būti ne geriausias būdas, nes faktinei gamybai įtakos turi ir tokie veiksniai kaip gaminio sudėtingumas, komponentų tipai, keitimo dažnis ir PCB dydis.

b. Regėjimo atpažinimo sistema

Kadangi PCB tampa vis labiau miniatiūriniai ir didelio{0}}tankio, tokie komponentai kaip 0201, 01005 ir smulkaus žingsnio IC tampa vis dažnesni.

Todėl pažangiuose SMT išdėstymo įrenginiuose turi būti{0}}labai tikslios regėjimo sistemos, skirtos:

• PCB ženklo atpažinimas
• Komponentų išlygiavimas centre
• IC kaiščio atpažinimas
• Įdėjimo pozicijos kompensavimas

Kuo stabilesnė regėjimo sistema, tuo didesnis išdėstymo tikslumas.

c. Tiektuvo talpa ir linijos keitimo efektyvumas

Didesnė tiektuvo talpa reiškia:

• Mažiau prastovos įvykių dėl esminių pakeitimų
• Padidinti nuolatiniai gamybos pajėgumai
• Daugiau įvairių komponentų tipų palaikymas

3. NeoDen N10P didelės spartos SMT įrenginio sprendimas

SMT gamintojams, siekiantiems pagerinti gamybos efektyvumą išlaikant lankstumą, „NeoDen N10P“ yra automatizuotas SMT išdėstymo įrenginys, sukurtas vidutinės{1}} ir didelės{2}} spartos gamybos aplinkoje.

Pagrindiniai jo pranašumai yra šie:

A. Didelės spartos-8 galvų išdėstymo konfigūracija, siekiant pagerinti gamybos efektyvumą

Koordinuodamas kelias įdėjimo galvutes, N10P vienu metu gali atlikti kelias komponentų paėmimo ir įdėjimo operacijas. Palyginti su vienos-galvos mašinomis, ši kelių-galvų konfigūracija žymiai pagerina:

• Nuolatinis gamybos pajėgumas
• Komponentų tvarkymo efektyvumas
• Įrangos panaudojimas

Ypač tinka:

• PCBA gamyklos
• EMS gamintojai
• Kelių{0}}modelių elektroninių gaminių gamintojai

B. Didelės{1}}našumo padavimo sistema, tinkama sudėtingai PCB gamybai

N10P palaiko 80 juostų ir ritinių tiektuvų, leidžiančių konfigūruoti įvairesnius elektroninius komponentus.

Tai ypač svarbu gaminant:

• Buitinė elektronika
• Pramoninės valdymo plokštės
• Ryšio įrangos PCB
• ir kiti produktai su dideliu komponentų skaičiumi.

Daugiau tiektuvo pozicijų sumažina poreikį dažnai keisti medžiagas, todėl pagerėja gamybos tęstinumas.

C. Kelios matymo sistemos užtikrina aukštą{1}}tikslumą

N10P turi daug regėjimo sistemų, įskaitant:

• Dviejų ženklų kamera
• Skraidanti kamera
• IC kamera

Naudodama regėjimo technologiją, įranga gali automatiškai ištaisyti:

• PCB padėties nustatymo klaidos
• Komponentų kampų nuokrypiai
• Įdėjimo padėties poslinkiai

užtikrina aukštą{0}}sudėtingų komponentų montavimo tikslumą.

4 veiksmas:SMT Reflow orkaitė

1. Kodėl reflow orkaitė yra nepakeičiama SMT gamybos linijos įranga?

Perpildymo krosnelės funkcija: Tiksliai valdydamas temperatūros profilį, lydmetalis ištirpsta litavimo pastoje, todėl aušinant susidaro stabilios ir patikimos litavimo jungtys.

Visas pertvarkymo procesas paprastai apima:

A. Įkaitinimo stadija

PCB temperatūra palaipsniui kyla, todėl:

• Srautas pradeda lakuoti
• PCB ir komponentų temperatūra pakyla tolygiai

Taip išvengiama šių problemų, kylančių dėl greitų temperatūros pokyčių:

• PCB deformacija
• Terminis šokas komponentams

B. Mirkymo fazė

Šis etapas visų pirma naudojamas:

• Išlyginkite temperatūrą visose PCB srityse
• Suaktyvinkite srautą
• Sumažinkite temperatūros svyravimus

Tai ypač svarbu naudojant didelio{0}}tankio PCB.

C. Reflow fazė

Pasiekus aukščiausią temperatūrą: lydmetalio pastoje esančios metalo dalelės išsilydo ir susidaro skystas lydmetalis. Lydmetalis sudaro patikimą ryšį su PCB trinkelėmis ir komponentų laidais.

D. Aušinimo fazė

Greitas, bet stabilus aušinimo procesas turi įtakos:

• Litavimo jungties struktūra
• Litavimo jungties stiprumas
• Produkto patikimumas

2. Kaip išsirinkti tinkamą SMT Reflow orkaitę?

Rinkdamosi reflow orkaitės įrangą įmonės turėtų atsižvelgti į šiuos dalykus:

A. Temperatūros zonų skaičius: kuo daugiau temperatūros zonų, tuo tikslesnis temperatūros kreivės valdymas.

Skirta:

• BGA
• QFN
• Didelio{0}}tankio PCB

Kelių{0}}zonų įranga suteikia geresnes šilumos valdymo galimybes.

B. Karšto oro cirkuliacijos galimybė

Puiki karšto oro cirkuliacijos sistema užtikrina:

• Vienodas temperatūros pasiskirstymas abiejose PCB pusėse
• Nuoseklus skirtingų komponentų šildymas
• Šaltų ir karštų dėmių mažinimas

C. Temperatūros kontrolės tikslumas

Stabili PID temperatūros valdymo sistema gali:

• Greitai reaguokite į temperatūros pokyčius
• Sumažinti temperatūros svyravimus
• Užtikrinkite nuoseklumą visose gamybos partijose

3. NeoDen IN12C Reflow litavimo tirpalas

NeoDen IN12C yra išmanioji litavimo mašina, sukurta siekiant patenkinti šiuolaikinės SMT gamybos reikalavimus, užtikrinanti stabilų PCB litavimo procesą per tikslią temperatūros valdymo sistemą.

Tinka:

• Didelio{0}}tankio PCB
• Tikslūs elektronikos gaminiai
• SMT gamyba nuo mažos- iki vidutinės apimties-

A. 12-Zonos dizainas tiksliam temperatūros valdymui

IN12C turi 12 nepriklausomų temperatūros valdymo zonų, leidžiančių tiksliau reguliuoti:

• Įkaitinimo kreivės
• Laikykis laiko
• Maksimali pakartotinio srauto temperatūra
• Aušinimo greitis

B. Pažangi PID temperatūros valdymo sistema, skirta geresniam litavimo stabilumui

IN12C naudoja pažangią temperatūros valdymo technologiją, naudojant didelio tikslumo jutiklius, skirtus stebėti temperatūros pokyčius orkaitės viduje realiuoju laiku.

Privalumai apima:

• Greitas temperatūros kilimo atsakas
• Stabilios temperatūros palaikymas
• Sumažintas temperatūros nuokrypis

Padėti gamintojams išlaikyti pastovią litavimo kokybę.

C. Efektyvi karšto oro cirkuliacija pagerina litavimo vienodumą

Lituojant iš naujo reikia ne tik pasiekti nustatytą temperatūrą, bet, dar svarbiau, užtikrinti pastovų šilumos paskirstymą įvairiose PCB srityse.

IN12C pagerina šilumos paskirstymą orkaitėje per karšto oro cirkuliacijos sistemą ir užtikrina, kad:

• Dideli komponentai
• Maži traškučiai
• Tankiai apgyvendintos vietovės

visi pasiekia stabilius litavimo rezultatus.