Co to jest drukarka pasty lutowniczej? Zasady działania, typy, precyzja i przewodnik po wyborze

To, czy pasta lutownicza jest nakładana dokładnie i równomiernie na podkładki PCB, ma bezpośredni wpływ na późniejsze rozmieszczenie komponentów i lutowanie rozpływowe. Dlatego chociażsstarszypastdrukarkasnie są tak oczywiste wizualnie jakSMTmaszyny do układania, są niezbędnym wyposażeniemLinie produkcyjne SMTtego nie można przeoczyć.

Czym więc jest drukarka pasty lutowniczej? Jak to właściwie działa? Jaka jest różnica pomiędzyautomatyczne drukarki pasty lutowniczejIpodręcznikpasta lutowniczawydrukowaćeee? I na jakie parametry warto zwrócić uwagę przy jego wyborze?

W tym artykule omówiono te pytania za pomocą narzędziaNeoDen ND450 w pełni automatyczna drukarka pasty lutowniczejjako przykład.

Drukarka pasty lutowniczej to urządzenie SMT, które wykorzystuje szablon do przenoszenia pasty lutowniczej na pola PCB według wcześniej ustalonego wzoru.

Podstawowy proces działania jest prosty: po wejściu płytki PCB do maszyny system wykorzystuje znaczniki referencyjne w celu potwierdzenia pozycji płytki PCB, a następnie wyrównuje płytkę PCB z szablonem. Następnie ściągaczka przesuwa się po szablonie, wciskając pastę lutowniczą przez otwory szablonu, aby przenieść ją na odpowiednie podkładki PCB.

Z funkcjonalnego punktu widzenia drukarkę pasty lutowniczej można rozumieć jako składającą się z trzech podstawowych elementów:

Pozycjonowanie PCB → Wyrównanie szablonu → Transfer pasty lutowniczej.

NeoDen ND450 to automatyczna drukarka pasty lutowniczej, której specyfikacje obejmują zakres rozmiarów PCB od 50 × 50 mm do 450 × 350 mm, zakres grubości PCB 0,4–4 mm i dokładność drukowania ± 0,025 mm.

Typowy proces produkcji SMT zwykle obejmuje:

Ładowanie PCB → Drukowanie pasty lutowniczej →Rozmieszczenie komponentów → Lutowanie rozpływowe → Kontrola

Gdy płytka PCB wejdzie do drukarki, sprzęt musi upewnić się, że otwory w szablonie dokładnie pokrywają się z podkładkami PCB. Po zakończeniu drukowania pasta lutownicza pozostaje w wyznaczonych miejscach na płytce PCB, po czym płytka przechodzi do etapu umieszczania podzespołów.

Dlatego też podstawowym zadaniem drukarki pasty lutowniczej nie jest po prostu „zeskrobanie pasty lutowniczej na płytkę drukowaną”, ale także jej regularne osadzanie w odpowiednich miejscach.

Jeśli pasta lutownicza wykazuje znaczną niewspółosiowość, brakujące obszary lub niespójny nadruk, może to mieć wpływ zarówno na późniejsze rozmieszczenie komponentów, jak i procesy lutowania rozpływowego.

Chociaż konstrukcje różnych maszyn są różne, zautomatyzowane drukowanie pasty lutowniczej można ogólnie podzielić na kilka podstawowych etapów.

Najpierw PCB wchodzi do obszaru drukowania poprzez tor maszyny i jest pozycjonowana zgodnie z ustawioną szerokością toru i sposobem mocowania.

Biorąc za przykład NeoDen ND450, obsługuje on:

Minimalny rozmiar PCB:50 × 50 mm
Maksymalne wymiary PCB:450 × 350 mm
Grubość PCB:0,4–4 mm
Maksymalna waga PCB:4 kg

Dodatkowo maszyna obsługuje różne metody mocowania płytek PCB, w tym kołki magnetyczne, platformy podnoszące i podkładki.

Stabilność pozycji wejściowej płytki drukowanej ma fundamentalne znaczenie dla późniejszego rozpoznania znaku i wyrównania druku.

Gdy płytka PCB osiągnie wyznaczone położenie, sprzęt musi zweryfikować zależność położenia pomiędzy płytką PCB a szablonem. Wymaga to użycia punktów znakowych.

NeoDen ND450 jest wyposażony w górną i dolną kamerę do rozpoznawania punktów znacznikowych. „Dokładność pozycji powtórzenia kalibracji obrazu” określona w dokumentacji produktu wynosi ±0,02 mm.

Rolą kamery znakującej nie jest po prostu „zrobienie zdjęcia”, ale zapewnienie odniesienia pozycyjnego do wyrównania płytki drukowanej z szablonem poprzez rozpoznanie-ustawionych wcześniej punktów odniesienia.

W rzeczywistym użyciu, jeśli aparat nie może zlokalizować punktów znacznika,ND450użytkownikpodręcznikzaleca sprawdzenie, czy płytka PCB całkowicie weszła do maszyny, sprawdzenie ustawień pozycji blokowania i upewnienie się, że parametry znaku są prawidłowe.

Po zakończeniu rozpoznawania wizualnego urządzenie musi dostosować położenie płytki drukowanej na podstawie wyników kontroli.

Zakres regulacji platformy NeoDen ND450 wynosi:

X: ±5 mm
Y:±5 mm
θ:±2,8 stopnia

Innymi słowy, X i Y służą do regulacji położenia, podczas gdy θ służy do regulacji kąta.

NeoDena ND450użytkownikpodręcznik wspomina o funkcji „Platform Movement”, która umożliwia przesuwanie kamery w celu obserwacji wyrównania płytki drukowanej z szablonem oraz obsługę platformy.

Na tym etapie sprawdza się, czy otwory szablonu są dokładnie dopasowane do płytek PCB.

Po zakończeniu wyrównywania ściągaczka zaczyna przesuwać się po powierzchni szablonu.

Pod naciskiem rakla pasta lutownicza przedostaje się przez otwory szablonu i ostatecznie zostaje przeniesiona na pola PCB.

NeoDen ND450 jest wyposażony w pływającą inteligentną głowicę drukującą wyposażoną w dwa niezależne silniki z napędem bezpośrednim-; obsługuje drukowanie z jedną- lub podwójną- raklaą, przy zakresie nacisku drukowania 0,5–10 kg, prędkości drukowania 1–100 mm/s i skoku drukowania 420 mm.

Parametry wymagane dla różnych procesów PCB, szablonów i pasty lutowniczej nie są całkowicie takie same; dlatego też należy dokonać regulacji zgodnie z konkretnym procesem podczas rzeczywistej produkcji.

Po zakończeniu drukowania szablon oddziela się od płytki drukowanej, pozostawiając pastę lutowniczą na polach PCB.

NeoDen ND450 charakteryzuje się szybkością wyjmowania z formy wynoszącą 0,1–30 mm/s i długością wyjmowania wynoszącą 0–10 mm.

Rozbiórka nie jest krokiem, którego można całkowicie przeoczyć. Stan szablonu po oddzieleniu od płytki PCB wpływa na ostateczny efekt transferu pasty lutowniczej; dlatego sprzęt wymaga odpowiednich ustawień parametrów.

W zależności od stopnia automatyzacji urządzenia do drukowania pasty lutowniczej dzieli się zazwyczaj na maszyny ręczne, pół{0}}automatyczne i automatyczne.

Sprzęt ręczny ma stosunkowo prostą konstrukcję, z rozmieszczeniem PCB, wyrównaniem i niektórymi operacjami drukowania wykonywanymi przez operatorów.

Ten typ sprzętu nadaje się do laboratoriów, badań i rozwoju elektroniki oraz do produkcji płytek PCB w bardzo małych-partiach. Jednakże wraz ze wzrostem wielkości produkcji spójność operacji ręcznych i wydajność produkcji mogą stać się czynnikami ograniczającymi.

Sprzęt pół{0}}automatyczny automatyzuje niektóre operacje, zachowując pewne czynności wykonywane ręcznie.

Jest to częsty wybór w przypadku firm, które rozpoczęły produkcję-małoseryjną, ale nie wymagają jeszcze pełnej automatyzacji.

Automatyczne drukarki pasty lutowniczej dodatkowo integrują takie etapy, jak transport PCB, rozpoznawanie znaków, wyrównywanie i drukowanie.

Zautomatyzowany sprzęt oferuje większe korzyści firmom, które muszą poprawić spójność produkcji, ograniczyć ręczne ustawianie i produkować szeroką gamę płytek PCB.

Wiele osób uważa, że dokładność wydruku pasty lutowniczej zależy przede wszystkim od aparatu, jednak pogląd ten jest niepełny. W rzeczywistej produkcji należy zwrócić uwagę przynajmniej na następujące aspekty.

Rozpoznawanie znaków, regulacja platformy i powiązane struktury mechaniczne wspólnie określają, czy płytka drukowana i szablon mogą być dokładnie dopasowane.

Jeśli szablon nie zostanie dobrze zamocowany, może wystąpić niewspółosiowość druku, nawet jeśli płytka drukowana jest prawidłowo ustawiona.

NeoDenND450użytkownikpodręcznikwyraźnie stwierdza w sekcji rozwiązywania problemów związanych z dokładnością, że w przypadku wystąpienia „problemu z dokładnością” należy sprawdzić, czy szablon jest bezpiecznie zamknięty i sprawdzić odpowiednie ciśnienie powietrza.

W instrukcji obsługi NeoDen ND450 wskazano również, że gdy pasty lutowniczej nie można zeskrobać do czysta, oprócz sprawdzenia ustawień docisku rakla należy sprawdzić, czy płytka PCB nie jest zbyt elastyczna i czy położenie kołków wypychacza jest odpowiednie.

Ciśnienie drukowania, prędkość drukowania, wysokość szablonu i parametry związane z raklą-muszą być ustawione zgodnie z rzeczywistym procesem.

Dlatego-tak zwany „druk-o wysokiej precyzji” jest w rzeczywistości wynikiem połączonego działania systemów wizyjnych, komponentów mechanicznych, obsługi płytek drukowanych i parametrów drukowania.

Najpierw sprawdź, czy płytka PCB jest prawidłowo załadowana i zablokowana na miejscu. Następnie sprawdź parametry punktu zaznaczenia i stan zamocowania szablonu.

NeoDena ND450użytkownikpodręcznikłączy problemy z dokładnością z takimi czynnikami, jak ustawienie maksymalnej precyzji, mocowanie szablonu i ciśnienie powietrza, podczas gdy błąd rozpoznania znaku wymaga sprawdzenia stanu obciążenia płytki drukowanej i parametrów znaku.

W instrukcji obsługi NeoDen ND450 wymienione są przyczyny takie jak: niewystarczający docisk rakla, brak regulacji docisku po ustawieniu docisku, a także zbyt elastyczna płytka drukowana lub źle ustawione stopery.

Dlatego w przypadku problemów z drukowaniem nie należy dostosowywać tylko jednego parametru. Zamiast tego należy systematycznie rozwiązywać problemy, sprawdzając po kolei stan sprzętu, obsługę płytek drukowanych i parametry drukowania.

W przypadku fabryk SMT i firm produkujących elektronikę zaleca się skupienie się na czterech kluczowych parametrach przy wyborze sprzętu.

Najpierw sprawdź, czy sprzęt może pomieścić Twój asortyment produktów.

NeoDen ND450 obsługuje płytki PCB o wymiarach od 50 × 50 mm do 450 × 350 mm i grubości od 0,4 do 4 mm.

Należy także zwrócić uwagę zarówno na dokładność drukowania, jak i dokładność powtarzalności.

W przypadku ND450 obie metryki wynoszą ±0,025 mm, a dokładność pozycji powtórzenia kalibracji obrazu wynosi ±0,02 mm.

Jeśli wielkość produkcji jest duża, należy zwrócić uwagę na czas cyklu i prędkość transferu urządzenia.

NeoDen ND450 charakteryzuje się czasem cyklu 12–18 s/s i szybkością transferu 0–400 mm/s.

Dokładność sprzętu zależy nie tylko od projektu, ale także od-długoterminowej konserwacji.

TheNeoDena ND450użytkownikpodręcznikwymaga ustalenia schematu regularnych inspekcji, takich jak codzienna kontrola obiektywu kamery, torów, platformy szablonowej, przewodów pneumatycznych i ciśnienia powietrza; comiesięczne przeglądy m.in. osi X/Y, silników, śrub pociągowych, prowadnic liniowych, cylindrów, bloków zaciskowych PCB.

Specyfikacje NeoDen ND450 obejmują płytki PCB o wymiarach od 50 × 50 mm do 450 × 350 mm i obsługują wiele popularnych typów komponentów, w tym 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, koraliki LED, diody, tranzystory, SOT, QFP i BGA. Zgodnie ze specyfikacją nadaje się do elementów o skoku przewodu większym niż 0,3 mm i obszarze o wymiarach 45 × 45 mm.

Dlatego w przypadku scenariuszy produkcji SMT wymagających zautomatyzowanego drukowania pasty lutowniczej, obejmującego szeroki zakres rozmiarów PCB i kładącego nacisk na spójność druku, priorytetem oceny powinno być dostosowanie obrazu ND450, regulacja trzech-osi, zakres parametrów drukowania i rozwiązania w zakresie obsługi PCB.

Drukarka pasty lutowniczej to urządzenie SMT, które wykorzystuje szablon do dokładnego przenoszenia pasty lutowniczej na podkładki PCB.

Dla firmkonfigurowanie linii produkcyjnych SMTmodernizując sprzęt lub chcąc ograniczyć ręczne drukowanie pastą lutowniczą, przy wyborze drukarki pasty lutowniczej ważniejsze jest zrozumienie, w jaki sposób wykonuje ona pozycjonowanie, sterowanie drukowaniem i utrzymuje dokładność podczas długotrwałej-pracy-, a nie skupianie się wyłącznie na tym, „jak zautomatyzowany jest sprzęt”.

Jeśli szukasz zautomatyzowanego sprzętu do drukowania pasty lutowniczej odpowiedniego do małych- i średnio-produkcji lub modernizacji linii produkcyjnych SMT,możesz zapoznać się z pełną specyfikacją techniczną NeoDen ND450Iskontaktuj się z NeoDen, aby uzyskać dokumentację produktu, rozwiązania aplikacyjne lub wycenę.