Jaki sprzęt jest potrzebny do w pełni zautomatyzowanej linii produkcyjnej SMT? Przewodnik-krok po-kroku (I)

Wstęp

Ponieważ produkty elektroniczne ewoluują w kierunku miniaturyzacji, dużej gęstości i wysokiej niezawodności, coraz większa liczba producentów elektroniki tworzy własnew pełni zautomatyzowane linie produkcyjne SMT.

W tym artykule przedstawiono szczegółowy przegląd podstawowego wyposażenia wymaganego dla kompletnej zautomatyzowanej linii produkcyjnej SMT. IntegrującRozwiązania SMT firmy NeoDen, ma na celu pomóc producentom elektroniki zrozumieć, jak zbudować linię produkcyjną do montażu płytek PCB dostosowaną do ich konkretnych potrzeb.

Standardowy zautomatyzowany proces produkcyjny SMT zazwyczaj obejmuje:

Druk pasty lutowniczej → SPI → Umieszczanie komponentów za pomocą maszyny-wybierz i-połóż → Lutowanie rozpływowe → AOI → Rentgen- kontrola → Transport i buforowanie PCB

Każdy etap procesu realizuje odrębne zadanie produkcyjne i razem określają ostateczną jakość zespołu PCB.

Na przykład:

• Druk pasty lutowniczej stanowi podstawę lutowania
• Kontrola SPI pomaga wcześnie wykryć anomalie w druku pasty lutowniczej
• Maszyna SMT wpływa na wydajność produkcji i dokładność układania
• Piec rozpływowy określa niezawodność połączeń lutowanych
• AOI i-ray X zapewniają jakość produktu

Krok 1:Drukarka pasty lutowniczej SMT

1. Dlaczego musiLinia produkcyjna SMTbyć wyposażony w automatyczną drukarkę pasty lutowniczej?

W procesie produkcyjnym SMT druk pasty lutowniczej jest pierwszym krokiem w całym procesie montażu PCB i etapem krytycznym wpływającym na jakość złącza lutowniczego. Pasta lutownicza jest precyzyjnie dozowana poprzez szablon na miejsca płytek PCB, tworząc niezawodną podstawę do kolejnychrozmieszczenie komponentówIlutowanie rozpływowe.

Jeśli podczas drukowania pasty lutowniczej wystąpią problemy, nawet jeśli późniejsza maszyna do nakładania SMT ma bardzo dużą precyzję, może to prowadzić do:

• Zimne luty
• Kulki lutownicze
• Mostki lutownicze powodujące zwarcia
• Niewystarczająca wytrzymałość stawów
• Zwiększona częstotliwość przeróbek PCB

W porównaniu z tradycyjnymręczne drukowanie lutowane, zautomatyzowany druk lutowniczy SMToferuje następujące korzyści:

• Wyższa spójność druku:Zautomatyzowany sprzęt może precyzyjnie kontrolować docisk rakla, prędkość drukowania, proces wyjmowania z formy i pozycjonowanie szablonu, redukując błędy spowodowane działaniem człowieka.
• Wyższa wydajność produkcji:Zautomatyzowane drukarki pasty lutowniczej mogą szybko zakończyć załadunek i rozładunek PCB, wyrównywanie obrazu i operacje drukowania, dzięki czemu lepiej nadają się do ciągłych środowisk produkcyjnych.
• Bardziej spójna jakość produktu:Dzięki systemom wizyjnym i precyzyjnym konstrukcjom mechanicznym zapewnione są spójne wyniki drukowania pasty lutowniczej w różnych partiach płytek PCB.

2. Rozwiązanie do automatycznej drukarki pasty lutowniczej NeoDen ND450

Zaprojektowany dla małych i średnich-producentów elektroniki oraz scenariuszy produkcji SMT wymagających dużej elastyczności, NeoDen ND450 oferuje stabilne,-precyzyjne rozwiązanie do automatycznego drukowania pasty lutowniczej.

Jego podstawowe cechy konstrukcyjne obejmują:

• Bardzo-precyzyjny mechanizm mocowania szablonu
• Automatyczny system pozycjonowania PCB
• Zaznacz funkcję kalibracji wzroku
• Precyzyjna platforma regulacji trzech-osi

Te cechy konstrukcyjne pomagają producentom zmniejszyć:

• Problemy z niewspółosiowością pasty lutowniczej
• Niedopełnienie-wypełnienie/przepełnienie-defektów wypełnienia
• Błędy powtarzalności w druku

Nadaje się do:

• Badania i rozwój oraz produkcja PCB
• Produkcja elektroniki w małych-partiach
• fabryki EMS
• Linie produkcyjne SMT na małą- i średnią-skalę

Dla firm pragnących ustanowić stabilny proces produkcyjny SMT,drukarka pasty lutowniczej służy jako kluczowy punkt wyjścia dla całej zautomatyzowanej linii produkcyjnej.

Krok 2:Kontrola pasty lutowniczej 3D

1. Dlaczego nowoczesne linie produkcyjne SMT wymagają kontroli SPI?

Jeśli po wydrukowaniu płytka drukowana bezpośrednio przechodzi do etapu umieszczania komponentów, wszelkie nieprawidłowości w objętości pasty lutowniczej zazwyczaj przenoszą się na kolejny etap lutowania rozpływowego. To nie tylko zwiększa koszty naprawy, ale może również wpłynąć na dostawę produkcyjną. Dlatego coraz większa liczbazautomatyzowane linie produkcyjne SMTwyposażone są w sprzęt SPI podążający za drukarką sitową.

SPI wykorzystuje technologię wizji 3D do cyfrowej kontroli wyników drukowania pasty lutowniczej.

Kluczowe parametry kontroli obejmują:

• Wysokość pasty lutowniczej
• Objętość pasty lutowniczej
• Obszar pasty lutowniczej
• Kształt pasty lutowniczej
• Druk offsetowy

W porównaniu do ręcznej kontroli wizualnej, SPI zapewnia bardziej precyzyjną i spójną analizę danych.

2. System kontroli pasty lutowniczej NeoDen S1 SPI

NeoDen S1 SPI to system kontroli pasty lutowniczej 3D przeznaczony dla linii produkcyjnych SMT.

System wykorzystuje-precyzyjny system wizyjny, który wykorzystuje kamery przemysłowe i oświetlenie RGB do analizy stanu nadruku pasty lutowniczej na płytce drukowanej.

Jego możliwości inspekcyjne obejmują:

• Pomiar powierzchni pasty lutowniczej
• Pomiar objętości pasty lutowniczej
• Pomiar wysokości pasty lutowniczej
• Wykrywanie przesunięcia pasty lutowniczej

Obsługuje również:

• Import plików Gerbera
• Wprowadzanie danych CAD
• Analiza statystyczna SPC
• Generowanie raportu z inspekcji

Funkcje te pomagają producentom elektroniki w opracowaniu bardziej inteligentnego systemu zarządzania danymi.

W przypadku produkcji-płytek drukowanych o dużej gęstości, precyzyjnych produktów elektronicznych i zamówień-małych partii obejmujących wiele modeli, inspekcja SPI może skutecznie zmniejszyć ryzyko produkcyjne i poprawić wydajność pierwszego-przejścia (FPY).

Krok 3:Maszyna typu pick and place SMT

1. Dlaczego maszyna pick and place stanowi rdzeń zautomatyzowanej linii produkcyjnej SMT?

Po zakończeniu drukowania pasty lutowniczej i kontroli SPI, płytka PCB przechodzi do etapu umieszczania komponentów.

Maszyna-pick{1}}jest jednym z najważniejszych elementów całej linii produkcyjnej SMT. Odpowiada za precyzyjne umieszczanie różnych elementów elektronicznych w wyznaczonych miejscach na płytce PCB, w tym:

• Rezystory
• Kondensatory
• Układy scalone
• Komponenty BGA
• Złącza
• Inne urządzenia mikroelektroniczne

W przypadku producentów elektroniki wydajność maszyny-podnieś i-połóż bezpośrednio wpływa na:

• Wydajność produkcji SMT (CPH)
• Wykorzystanie sprzętu
• Konsystencja produktu
• Możliwość realizacji zamówienia

2. Wybierając maszynę SMT, należy kompleksowo wziąć pod uwagę następujące czynniki:

A. Szybkość rozmieszczania

Szybkość umieszczania jest zazwyczaj mierzona w CPH (składnikach na godzinę). Linie produkcyjne-o dużej prędkości wymagają sprzętu o wysokim CPH, aby sprostać wymaganiom-masowej produkcji płytek PCB.

Jednak w przypadku małych i średnich- fabryk SMT samo dążenie do dużej prędkości może nie być najlepszym podejściem, ponieważ na rzeczywistą produkcję wpływają również takie czynniki, jak złożoność produktu, typy komponentów, częstotliwość wymiany i rozmiar PCB.

B. System rozpoznawania wzroku

W miarę jak płytki PCB stają się coraz bardziej zminiaturyzowane i mają-dużą gęstość, komponenty takie jak 0201, 01005 i układy scalone-o drobnej podziałce stają się coraz bardziej powszechne.

Dlatego zaawansowane maszyny do umieszczania SMT muszą być wyposażone w-precyzyjne systemy wizyjne w celu:

• Rozpoznawanie znaku PCB
• Wyrównanie środka komponentu
• Rozpoznawanie pinów układu scalonego
• Kompensacja pozycji docelowej

Im bardziej stabilny system wizyjny, tym wyższa dokładność umieszczania.

C. Wydajność podajnika i wydajność zmiany linii

Większa pojemność podajnika oznacza:

• Mniej przestojów związanych z istotnymi zmianami
• Zwiększona ciągła zdolność produkcyjna
• Obsługa szerszej gamy typów komponentów

3. Rozwiązanie-szybkiej maszyny SMT NeoDen N10P

Dla producentów SMT, którzy chcą poprawić wydajność produkcji przy jednoczesnym zachowaniu elastyczności, NeoDen N10P to zautomatyzowana maszyna do umieszczania SMT przeznaczona do środowisk produkcyjnych o średniej- i{2}}dużej szybkości.

Do jego najważniejszych zalet należą:

A. Konfiguracja z dużą-prędkością umieszczania 8 głowic w celu zwiększenia wydajności produkcji

Koordynując wiele głowic umieszczających, N10P może jednocześnie wykonywać wiele operacji pobierania i umieszczania wielu komponentów. W porównaniu z maszynami z jedną-głowicą ta konfiguracja z wieloma-głowicami znacznie poprawia się:

• Ciągła zdolność produkcyjna
• Wydajność obsługi komponentów
• Wykorzystanie sprzętu

Szczególnie nadaje się do:

• fabryki PCBA
• Producenci EMS
• Producenci wielo-modelowych produktów elektronicznych

B. System zasilania-o dużej wydajności, odpowiedni do złożonej produkcji PCB

N10P obsługuje 80 podajników taśm i szpul, co pozwala na konfigurację większej liczby komponentów elektronicznych.

Jest to szczególnie ważne przy produkcji:

• Elektronika użytkowa
• Przemysłowe tablice sterujące
• PCB sprzętu komunikacyjnego
• i inne produkty o dużej liczbie składników.

Większa liczba stanowisk podajników zmniejsza potrzebę częstych zmian materiału, poprawiając ciągłość produkcji.

C. Wiele systemów wizyjnych zapewnia-wysoką precyzję umieszczania

N10P jest wyposażony w wiele systemów wizyjnych, w tym:

• Podwójny aparat Mark
• Latająca kamera
• Kamera elektroniczna

Dzięki technologii wizyjnej sprzęt może automatycznie korygować:

• Błędy pozycjonowania PCB
• Odchylenia kąta składowej
• Przesunięcia pozycji umieszczenia

zapewniając wysoką-precyzyjną instalację złożonych komponentów.

Krok 4:Piec rozpływowy SMT

1. Dlaczego piec rozpływowy jest niezbędnym elementem linii produkcyjnej SMT?

Funkcja pieca rozpływowego: Precyzyjnie kontrolując profil temperatury, roztapia lutowie w paście lutowniczej, tworząc po schłodzeniu stabilne i niezawodne połączenia lutownicze.

Cały proces ponownego przepływu zazwyczaj obejmuje:

A. Etap podgrzewania

Temperatura PCB stopniowo wzrasta, powodując:

• Strumień zaczyna ulatniać się
• Temperatura płytki PCB i komponentów rośnie równomiernie

Zapobiega to następującym problemom spowodowanym szybkimi zmianami temperatury:

• Wypaczenie PCB
• Szok termiczny komponentów

B. Faza namaczania

Ta faza służy przede wszystkim do:

• Wyrównaj temperatury we wszystkich obszarach płytki PCB
• Aktywuj strumień
• Zmniejsz wahania temperatury

Jest to szczególnie ważne w przypadku płytek PCB-o dużej gęstości.

C. Faza ponownego przepływu

Po osiągnięciu temperatury szczytowej: Cząsteczki metalu w paście lutowniczej topią się, tworząc płynny lut. Lut tworzy niezawodne połączenie z polami PCB i przewodami komponentów.

D. Faza chłodzenia

Szybki, ale stabilny proces chłodzenia wpływa na:

• Struktura złącza lutowanego
• Wytrzymałość złącza lutowniczego
• Niezawodność produktu

2. Jak wybrać odpowiedni piec rozpływowy SMT?

Wybierając sprzęt do pieca rozpływowego, firmy powinny wziąć pod uwagę następujące kwestie:

A. Liczba stref temperaturowych: Im więcej stref temperaturowych, tym dokładniejsza kontrola krzywej temperatury.

Dla:

• BGA
• QFN
• Płytki drukowane-o dużej gęstości

Sprzęt wielo-strefowy zapewnia lepsze możliwości zarządzania temperaturą.

B. Możliwość cyrkulacji gorącego powietrza

Doskonały system cyrkulacji gorącego powietrza zapewnia:

• Równomierny rozkład temperatury po obu stronach płytki PCB
• Stałe ogrzewanie różnych komponentów
• Redukcja zimnych i gorących punktów

C. Dokładność kontroli temperatury

Stabilny system kontroli temperatury PID może:

• Szybko reaguj na zmiany temperatury
• Zmniejsz wahania temperatury
• Zapewnij spójność pomiędzy partiami produkcyjnymi

3. Rozwiązanie do lutowania rozpływowego NeoDen IN12C

NeoDen IN12C to inteligentna maszyna do lutowania rozpływowego zaprojektowana, aby sprostać wymaganiom nowoczesnej produkcji SMT, zapewniając stabilny proces lutowania płytek PCB dzięki precyzyjnemu systemowi kontroli temperatury.

Nadaje się do:

• Płytki drukowane-o dużej gęstości
• Precyzyjne produkty elektroniczne
• Produkcja SMT na małą- i średnią-serię

A. 12-Projekt strefy zapewniający precyzyjną kontrolę temperatury

IN12C posiada 12 niezależnych stref kontroli temperatury, co pozwala na bardziej precyzyjną regulację:

• Krzywe podgrzewania
• Przytrzymaj czas
• Szczytowa temperatura rozpływu
• Szybkość chłodzenia

B. Inteligentny system kontroli temperatury PID zapewniający lepszą stabilność lutowania

IN12C wykorzystuje inteligentną technologię kontroli temperatury, wykorzystując-precyzyjne czujniki do monitorowania zmian temperatury wewnątrz piekarnika w czasie rzeczywistym.

Zalety obejmują:

• Szybka reakcja na wzrost temperatury
• Stabilne utrzymanie temperatury
• Zmniejszone odchylenie temperatury

Pomaganie producentom w utrzymaniu stałej jakości lutowania.

C. Wydajna cyrkulacja gorącego powietrza zapewniająca lepszą jednorodność lutowania

Lutowanie rozpływowe wymaga nie tylko osiągnięcia zadanej temperatury, ale co ważniejsze, zapewnienia równomiernego rozprowadzania ciepła w różnych obszarach płytki PCB.

IN12C poprawia dystrybucję ciepła w piekarniku poprzez system cyrkulacji gorącego powietrza, zapewniając, że:

• Duże komponenty
• Małe chipsy
• Obszary gęsto zaludnione

wszystkie osiągają stabilne wyniki lutowania.