Úvod
Ako sa elektronické produkty naďalej vyvíjajú smerom k miniaturizácii, vysokej hustote a vysokej spoľahlivosti, čoraz väčší počet výrobcov elektroniky si vytvára svoje vlastnéplne automatizované výrobné linky SMT.
Tento článok poskytne podrobný prehľad základných zariadení potrebných pre kompletnú automatizovanú výrobnú linku SMT. IntegráciouSMT riešenia NeoDen, jeho cieľom je pomôcť výrobcom elektroniky pochopiť, ako postaviť výrobnú linku na montáž PCB prispôsobenú ich špecifickým potrebám.
Štandardný automatizovaný výrobný proces SMT zvyčajne zahŕňa:
Tlač spájkovacej pasty → SPI → Umiestňovanie komponentov podľa výberu-a{1}}stroja → Spájkovanie pretavením → AOI → röntgen{0}} inšpekcia → Prenášanie a vyrovnávanie PCB
Každý krok procesu vykonáva odlišnú výrobnú úlohu a spoločne určujú konečnú kvalitu zostavy PCB.
Napríklad:
- Tlač spájkovacej pasty vytvára základ pre spájkovanie
- Kontrola SPI pomáha včas odhaliť anomálie tlače spájkovacej pasty
- Stroj SMT ovplyvňuje efektivitu výroby a presnosť umiestnenia
- Reflow pec určuje spoľahlivosť spájkovaných spojov
- AOI a röntgen{0}}zabezpečujú kvalitu produktu
Krok 1:Tlačiareň na spájkovaciu pastu SMT
1. Prečo musí anVýrobná linka SMTbyť vybavený automatickou tlačiarňou spájkovacej pasty?
Vo výrobnom procese SMT je tlač spájkovacej pasty prvým krokom v celom procese montáže PCB a kritickou fázou, ktorá ovplyvňuje kvalitu spájkovaného spoja. Spájkovacia pasta sa presne dávkuje cez šablónu na miesta dosky plošných spojov, čím vytvára spoľahlivý základ pre následnéumiestnenie komponentovaspájkovanie pretavením.
Ak sa počas tlače spájkovacej pasty vyskytnú problémy, aj keď má následný umiestňovací stroj SMT veľmi vysokú presnosť, môže to viesť k:
- Studené spájkovacie spoje
- Spájkovacie guľôčky
- Spájkovacie mostíky spôsobujúce skraty
- Nedostatočná pevnosť spoja
- Zvýšená rýchlosť prepracovania PCB
V porovnaní s tradičnýmimanuálna spájkovacia tlač, automatizovaná spájkovacia tlač SMTponúka nasledujúce výhody:
- Vyššia konzistencia tlače:Automatizované zariadenia môžu presne riadiť tlak stierky, rýchlosť tlače, proces vyberania z formy a umiestnenie šablóny, čím sa znižujú chyby spôsobené ľudskou činnosťou.
- Vyššia efektivita výroby:Automatizované tlačiarne spájkovacej pasty dokážu rýchlo dokončiť nakladanie a vykladanie PCB, zarovnávanie videnia a tlačové operácie, vďaka čomu sú vhodnejšie pre prostredia nepretržitej výroby.
- Konzistentnejšia kvalita produktu:Prostredníctvom vizuálnych systémov a presných mechanických štruktúr sú zabezpečené konzistentné výsledky tlače spájkovacej pasty naprieč rôznymi šaržami dosiek plošných spojov.
2. Riešenie tlačiarne na automatickú spájkovaciu pastu NeoDen ND450
NeoDen ND450, navrhnutý pre malých a stredne{0}}veľkých výrobcov elektroniky a scenáre výroby SMT vyžadujúcich vysokú flexibilitu, ponúka stabilné, vysoko presné -riešenie automatickej tlače spájkovacej pasty.
Jeho hlavné konštrukčné vlastnosti zahŕňajú:
- Vysoko presný{0}} mechanizmus upínania šablón
- Automatický polohovací systém PCB
- Funkcia kalibrácie zraku
- Platforma na presnú troj{0}}osovú úpravu
Tieto konštrukčné prvky pomáhajú výrobcom znížiť:
- Problémy so zarovnaním spájkovacej pasty
- Nedostatočné{0}}vyplnenie/preplnenie{1}}výplne
- Chyby opakovateľnosti pri tlači
Vhodné pre:
- Výskum a vývoj PCB a výroba
- Malosériová{0}}výroba elektroniky
- továrne EMS
- Malé{0}} až stredné-výrobné linky SMT
Pre spoločnosti, ktoré chcú vytvoriť stabilný výrobný proces SMT,tlačiareň spájkovacej pasty slúži ako rozhodujúci východiskový bod pre celú automatizovanú výrobnú linku.
Krok 2:3D kontrola spájkovacej pasty
1. Prečo moderné výrobné linky SMT potrebujú kontrolu SPI?
Ak PCB po tlači pokračuje priamo do fázy umiestnenia súčiastky, akékoľvek abnormality v objeme spájkovacej pasty sa zvyčajne prenesú do nasledujúcej fázy spájkovania pretavením. To nielen zvyšuje náklady na opravy, ale môže tiež ovplyvniť dodávku do výroby. Preto narastajúci početautomatizované výrobné linky SMTsú vybavené zariadením SPI nadväzujúcim na sieťotlač.
SPI využíva technológiu 3D videnia na vykonávanie digitálnej kontroly výsledkov tlače spájkovacej pasty.
Kľúčové parametre kontroly zahŕňajú:
- Výška spájkovacej pasty
- Objem spájkovacej pasty
- Oblasť spájkovacej pasty
- Tvar spájkovacej pasty
- Ofsetová tlač
V porovnaní s manuálnou vizuálnou kontrolou poskytuje SPI presnejšiu a konzistentnejšiu analýzu údajov.
2. Systém kontroly spájkovacej pasty NeoDen S1 SPI
NeoDen S1 SPI je 3D systém kontroly spájkovacej pasty určený pre výrobné linky SMT.
Systém využíva vysoko{0}}presný systém videnia, ktorý využíva priemyselné kamery a RGB osvetlenie na analýzu stavu tlače spájkovacej pasty na doske plošných spojov.
Jeho kontrolné schopnosti zahŕňajú:
- Meranie plochy spájkovacej pasty
- Meranie objemu spájkovacej pasty
- Meranie výšky spájkovacej pasty
- Detekcia posunu spájkovacej pasty
Podporuje tiež:
- Import súboru Gerber
- Zadávanie údajov CAD
- Štatistická analýza SPC
- Generovanie správy o kontrole
Tieto funkcie pomáhajú výrobcom elektroniky vytvoriť inteligentnejší systém správy údajov.
Pri výrobe dosiek plošných spojov s vysokou{0}}hustotou, presných elektronických produktov a malých-sériových objednávok s viacerými modelmi môže kontrola SPI účinne znížiť výrobné riziká a zlepšiť výťažnosť prvého-prechodu (FPY).
Krok 3:SMT Pick and Place Machine
1. Prečo je stroj na vyberanie a umiestňovanie jadrom automatizovanej výrobnej linky SMT?
Po dokončení tlače spájkovacej pasty a kontroly SPI prejde doska plošných spojov do fázy umiestnenia komponentov.
Stroj na vyberanie{0}}a{1}}umiestňovanie je jedným z najdôležitejších zariadení v celej výrobnej linke SMT, je zodpovedný za presné umiestňovanie rôznych elektronických komponentov na určené pozície na doske plošných spojov vrátane:
- Rezistory
- Kondenzátory
- IC čipy
- BGA komponenty
- Konektory
- Iné mikroelektronické zariadenia
Pre výrobcov elektroniky má výkon zariadenia na výber-a{1}}umiestnenie priamo vplyv:
- Efektivita výroby SMT (CPH)
- Využitie zariadenia
- Konzistencia produktu
- Schopnosť vybaviť objednávku
2. Pri výbere stroja SMT je potrebné komplexne zvážiť nasledujúce faktory:
a. Rýchlosť umiestnenia
Rýchlosť umiestňovania sa zvyčajne meria v CPH (komponenty za hodinu). Vysokorýchlostné{1}}výrobné linky vyžadujú vybavenie s vysokým CPH, aby splnili požiadavky na veľkoobjemovú{2}}výrobu PCB.
Pre malé a stredne veľké továrne na výrobu SMT{0}} však nemusí byť len vysoká rýchlosť tým najlepším prístupom, pretože skutočnú výrobu ovplyvňujú aj faktory, ako je zložitosť produktu, typy komponentov, frekvencia výmeny a veľkosť dosky plošných spojov.
b. Systém rozpoznávania zraku
Keďže dosky plošných spojov sa čoraz viac miniaturizujú a majú vysokú{0}}hustotu, súčiastky ako 0201, 01005 a jemné{3}}rozstupové integrované obvody sú čoraz bežnejšie.
Pokročilé umiestňovacie stroje SMT preto musia byť vybavené-veľmi presnými systémami videnia na:
- Rozpoznanie značiek DPS
- Zarovnanie na stred komponentu
- Rozpoznanie kolíkov IC
- Kompenzácia polohy umiestnenia
Čím stabilnejší je systém videnia, tým vyššia je presnosť umiestnenia.
c. Kapacita podávača a účinnosť výmeny riadku
Väčšia kapacita podávača znamená:
- Menej prestojov pre zmeny materiálu
- Zvýšená nepretržitá výrobná kapacita
- Podpora pre širšiu škálu typov komponentov
3. Riešenie vysokorýchlostného{1}}stroja NeoDen N10P{1}
Pre výrobcov SMT, ktorí sa snažia zlepšiť efektivitu výroby pri zachovaní flexibility, je NeoDen N10P automatizovaný stroj na umiestňovanie SMT navrhnutý pre stredne- až vysoko{2}}rýchlostné výrobné prostredia.
Medzi jeho kľúčové výhody patrí:
A. Vysoko-rýchlostná konfigurácia umiestnenia 8 hláv pre vyššiu efektivitu výroby
Koordináciou viacerých umiestňovacích hláv môže N10P súčasne vykonávať operácie snímania a umiestňovania viacerých komponentov. V porovnaní so strojmi s jednou-hlavou táto konfigurácia s viacerými hlavami výrazne zlepšuje:
- Nepretržitá výrobná kapacita
- Účinnosť manipulácie s komponentmi
- Využitie zariadenia
Vhodné najmä pre:
- PCBA továrne
- Výrobcovia EMS
- Výrobcovia-viacmodelových elektronických produktov
B. Vysokokapacitný podávací systém, vhodný na komplexnú výrobu DPS
N10P podporuje 80 podávačov pások a kotúčov, čo umožňuje konfiguráciu väčšieho množstva elektronických komponentov.
To je dôležité najmä pri výrobe:
- Spotrebná elektronika
- Priemyselné riadiace dosky
- PCB komunikačných zariadení
- a iné produkty s vysokým počtom komponentov.
Viac pozícií podávačov znižuje potrebu častých zmien materiálu a zlepšuje kontinuitu výroby.
C. Viaceré systémy videnia zaisťujú-vysoko presné umiestnenie
N10P je vybavený viacerými systémami videnia, vrátane:
- Fotoaparát s dvoma značkami
- Lietajúca kamera
- IC kamera
Prostredníctvom technológie videnia môže zariadenie automaticky opraviť:
- Chyby umiestnenia PCB
- Odchýlky uhla komponentov
- Odchýlky polohy umiestnenia
zabezpečenie vysokej{0}}presnej inštalácie zložitých komponentov.
Krok 4:SMT Reflow pec
1. Prečo je reflow pec nepostrádateľným zariadením na výrobnej linke SMT?
Funkcia pretavovacej pece: Presným riadením teplotného profilu roztaví spájku v spájkovacej paste a po ochladení vytvorí stabilné a spoľahlivé spájkované spoje.
Celý proces preformátovania zvyčajne zahŕňa:
A. Fáza predhrievania
Teplota PCB sa postupne zvyšuje, čo spôsobuje:
- Tok začína volatilizovať
- Teplota dosky plošných spojov a komponentov stúpa rovnomerne
Tým sa zabráni nasledujúcim problémom spôsobeným rýchlymi zmenami teploty:
- Deformácia DPS
- Tepelný šok na komponenty
B. Fáza namáčania
Táto fáza sa používa predovšetkým na:
- Vyrovnajte teploty vo všetkých oblastiach dosky plošných spojov
- Aktivujte tok
- Znížte teplotné výkyvy
Toto je obzvlášť dôležité pre-PCB s vysokou hustotou.
C. Fáza pretavenia
Po dosiahnutí maximálnej teploty: Kovové častice v spájkovacej paste sa roztopia a vytvárajú tekutú spájku. Spájka tvorí spoľahlivé spojenie s doskami plošných spojov a vývodmi súčiastok.
D. Fáza chladenia
Rýchly, ale stabilný proces chladenia ovplyvňuje:
- Štruktúra spájkovaného spoja
- Pevnosť spájkovaného spoja
- Spoľahlivosť produktu
2. Ako si vybrať správnu SMT Reflow pec?
Pri výbere zariadenia na pretavenie pece by spoločnosti mali zvážiť nasledovné:
A. Počet teplotných zón: Čím viac teplotných zón je, tým presnejšie je ovládanie teplotnej krivky.
Pre:
- BGA
- QFN
- PCB s vysokou-hustotou
Viac{0}}zónové vybavenie poskytuje lepšie možnosti riadenia teploty.
B. Schopnosť cirkulácie horúceho vzduchu
Vynikajúci systém cirkulácie horúceho vzduchu zaisťuje:
- Rovnomerné rozloženie teploty na oboch stranách DPS
- Konzistentné zahrievanie rôznych komponentov
- Redukcia studených a horúcich miest
C. Presnosť riadenia teploty
Stabilný systém regulácie teploty PID môže:
- Rýchlo reagujte na zmeny teploty
- Znížte teplotné výkyvy
- Zabezpečte konzistentnosť medzi výrobnými šaržami
3. Spájkovacie riešenie NeoDen IN12C Reflow
NeoDen IN12C je inteligentný pretavovací spájkovací stroj navrhnutý tak, aby spĺňal požiadavky modernej výroby SMT, pričom poskytuje stabilný proces spájkovania PCB prostredníctvom presného systému riadenia teploty.
Vhodné pre:
- PCB s vysokou-hustotou
- Presné elektronické výrobky
- Výroba malých{0}} až stredne{1}}objemov SMT
A. 12-Dizajn zóny pre presné ovládanie teploty
IN12C má 12 nezávislých zón regulácie teploty, čo umožňuje presnejšie nastavenie:
- Predhrievacie krivky
- Držte čas
- Špičková teplota pretavenia
- Rýchlosť chladenia
B. Inteligentný systém riadenia teploty PID pre lepšiu stabilitu spájkovania
IN12C využíva inteligentnú technológiu regulácie teploty pomocou-veľmi presných senzorov na monitorovanie zmien teploty vo vnútri rúry v reálnom čase.
Medzi výhody patrí:
- Rýchla odozva na zvýšenie teploty
- Stabilné udržiavanie teploty
- Znížená teplotná odchýlka
Pomáha výrobcom udržiavať konzistentnú kvalitu spájkovania.
C. Efektívna cirkulácia horúceho vzduchu pre lepšiu rovnomernosť spájkovania
Spájkovanie pretavením vyžaduje nielen dosiahnutie nastavenej teploty, ale čo je dôležitejšie, zabezpečenie konzistentnej distribúcie tepla v rôznych oblastiach dosky plošných spojov.
IN12C zlepšuje distribúciu tepla v rúre prostredníctvom systému cirkulácie horúceho vzduchu, čím zabezpečuje, že:
- Veľké komponenty
- Malé čipy
- Husto osídlené oblasti
všetky dosahujú stabilné výsledky spájkovania.