Zasada Pick and Place Machine

Wprowadzenie SMT

1. Dlaczego warto korzystać z technologii montażu powierzchniowego (SMT)?
Produkty elektroniczne dążą do miniaturyzacji.

2. Produkty elektroniczne mają bardziej kompletne funkcje, zwłaszcza wielkoskalowe i wysoce zintegrowane układy scalone, a komponenty do montażu powierzchniowego muszą być stosowane dozowanie produktów, automatyzacja produkcji, fabryka musi wytwarzać produkty wysokiej jakości przy niskich kosztach i wysokiej wydajności, aby zaspokoić potrzeby klientów i wzmacniać konkurencyjność rynkową

3. Rozwój komponentów elektronicznych, rozwój układów scalonych (IC) i wiele zastosowań materiałów półprzewodnikowych, rewolucja technologii elektronicznej jest konieczna

Charakterystyka SMT

1. Wysoka gęstość montażu, mały rozmiar i niewielka waga produktów elektronicznych.Objętość i waga elementów SMD to tylko około 1/10 tradycyjnych elementów wtykowych.Ogólnie rzecz biorąc, po zastosowaniu SMT objętość produktów elektronicznych zmniejsza się o 40% ~ 60%, a waga o 60% ~ 80%.
2. Wysoka niezawodność i silne właściwości antywibracyjne.Wskaźnik defektów złącza lutowniczego jest niski.
3. Dobra charakterystyka wysokiej częstotliwości.Zmniejszone zakłócenia elektromagnetyczne i radiowe.
4. Łatwo jest zrealizować automatyzację i poprawić wydajność produkcji.
5. Zmniejsz koszty o 30% ~ 50%.Oszczędzaj materiały, energię, sprzęt, siłę roboczą, czas itp.

Komponenty techniczne związane z SMT

1. Projektowanie i technologia wytwarzania elementów elektronicznych i układów scalonych
2. Technologia projektowania obwodów elektronicznych wyrobów elektronicznych
3. Technologia produkcji płytki drukowanej
4, Technologia projektowania i produkcji automatycznego sprzętu montażowego
5. Technologia wytwarzania zespołów obwodów
6.Opracowywanie i technologia wytwarzania materiałów pomocniczych stosowanych w produkcji montażowej

Kluczowe czynniki Pick and Place Machine

1.system lokalizacji

Ⅰ Typ łuku (suwnica):

A.

Podajnik komponentów i podłoże (PCB) są nieruchome, a głowica montażowa (zainstalowana z wieloma dyszami ssącymi) porusza się tam iz powrotem między podajnikiem a podłożem, a komponenty są wyjmowane z podajnika.Po dostosowaniu położenia i kierunku elementów, a następnie umieszczeniu ich na podłożu.Ponieważ głowica krosująca jest zainstalowana na ruchomej belce współrzędnych X/Y typu łukowego, nosi ona nazwę.

B.

Metoda regulacji położenia i kierunku elementów: (1) Pozycja jest regulowana przez mechaniczne centrowanie, a kierunek jest regulowany przez obrót dyszy ssącej.Dokładność, jaką można osiągnąć tą metodą, jest ograniczona.(2) Rozpoznawanie laserowe, pozycja regulacji układu współrzędnych X/Y, regulacja kierunku obrotu dyszy ssącej, ta metoda może realizować identyfikację podczas lotu, ale nie może być używana do elementu wyświetlacza siatki kulowej BGA.(3) Identyfikacja kamery, pozycja regulacji układu współrzędnych X/Y, kierunek regulacji obrotu dyszy ssącej, ogólnie kamera jest zamocowana, a głowica montażowa przelatuje przez kamerę w celu identyfikacji obrazowania, która trwa nieco dłużej niż identyfikacja laserowa, ale może zidentyfikować dowolny komponent, jest też system rozpoznawania kamery, który realizuje rozpoznawanie podczas lotu, a są też inne wyrzeczenia w zakresie konstrukcji mechanicznej.

C.

W tej postaci, ze względu na dużą odległość głowicy łaty poruszającej się tam iz powrotem, prędkość jest ograniczona.Obecnie stosuje się na ogół wiele ssawek podciśnieniowych do pobierania materiałów w tym samym czasie (do dziesięciu) oraz stosuje się system dwuwiązkowy w celu zwiększenia prędkości, to znaczy głowica mocująca na jednej belce zbiera materiały, podczas gdy głowica montażowa na drugiej belce umieszcza element prawie dwukrotnie szybciej niż w systemie jednobelkowym.Jednak w praktycznych zastosowaniach trudno jest osiągnąć stan pobierania materiałów w tym samym czasie, a różne typy komponentów muszą być wymieniane na różne dysze ssące, a zmiana dysz ssących jest opóźniona czasowo.

D.

Zaletami tego typu maszyn są: prosta konstrukcja systemu i wysoka precyzja (położenie i ruch belki wału może kontrolować dokładność montażu elementów poniżej 50 µm (0,05 mm)), odpowiednie dla elementów o różnych rozmiary i kształty, nawet elementy o nietypowych kształtach, podajnik jest dostępny w formatach pasków, tub i tacek.Nadaje się do produkcji mało i średnioseryjnej, a także może być łączony z wieloma maszynami do produkcji masowej.

Ⅱ Typ wieży (wieżyczka)

A.

Podajnik komponentów umieszczany jest na podajniku ruchomym o jednej współrzędnej, podłoże (PCB) umieszczane jest na stole roboczym poruszającym się w układzie współrzędnych X/Y, a głowica montażowa montowana jest na wieżyczce.Podczas pracy podajnik podaje komponenty Podajnik przesuwa się do pozycji pobierania, dysza ssąca podciśnieniowa na głowicy łatki podnosi komponenty w pozycji podnoszenia i obraca się przez głowicę rewolwerową do pozycji podnoszenia (180 stopni od pozycji podbieracza).Dostosuj kierunek i umieść elementy na podłożu.
B.

Metoda regulacji położenia i kierunku elementów: (1) Wyreguluj pozycję przez mechaniczne centrowanie i wyreguluj kierunek, obracając dyszę ssącą.Ta metoda może osiągnąć ograniczoną dokładność, a późniejsze modele nie są już używane.(2) Identyfikacja kamery, pozycja regulacji układu współrzędnych X/Y, kierunek regulacji samoobrotu dyszy ssącej, stała kamera, głowica montażowa lecąca w poprzek kamery w celu identyfikacji obrazu.
C.

Ogólnie rzecz biorąc, na wieżyczce zainstalowanych jest od kilkunastu do dwudziestu głowic krosowniczych, a każda głowica krosownicza jest wyposażona w 2 ~ 4 dysze próżniowe (wcześniejsze modele) do 5 ~ 6 dysz próżniowych (aktualne modele).Ze względu na charakterystykę wieżyczki czynności są zminiaturyzowane, takie jak wybieranie i zmiana dyszy ssącej, przesuwanie podajnika w miejscu, podnoszenie komponentów, rozpoznawanie komponentów, regulacja kąta, ruch stołu roboczego (w tym regulacja położenia) oraz umieszczanie komponentów może wszystkie wykonane w tym samym czasie.Jest zakończona wewnątrz, więc osiąga dużą prędkość w prawdziwym tego słowa znaczeniu.Obecnie najszybszy okres osiąga 0,08 ~ 0,10 sekundy dla jednego komponentu.
D.

Ten model ma lepszą prędkość i nadaje się do masowej produkcji, ale może wykorzystywać tylko komponenty pakowane w paski.Jeśli jest to gęsty, wielkoskalowy układ scalony (IC), nie można go uzupełnić tylko opakowaniem na tackach.Dlatego zależy to również od współpracy innych modeli.Ten rodzaj sprzętu ma złożoną strukturę i wysoki koszt.Najnowszy model kosztuje około 500 000 USD, czyli ponad trzy razy więcej niż model z łukiem.

Ⅲ System masywnie równoległy

A.

Użyj serii małych pojedynczych jednostek montażowych.Każda jednostka posiada własny system pozycjonowania śrub, wyposażony w kamery i głowice montażowe.Każda głowica montażowa podnosi ograniczony podajnik taśmy i umieszcza część płyty, która przechodzi przez maszynę w ustalonych odstępach czasu.Indywidualnie każda maszyna jednostkowa działa wolno.Jednak ich ciągła lub równoległa praca skutkuje dużą przepustowością.

układ obrazu

B.

Dokładność automatycznego montażu komponentów jest realizowana przez system wizyjny, który ogólnie dzieli się na pozycjonowanie skierowane w dół, w górę, head-up lub laserowe, w zależności od pozycji lub kamery.

C.

Spójrz w dół na kamerę, aby znaleźć znacznik zwany punktem odniesienia na płytce drukowanej, który służy głównie do wyrównania płytki drukowanej we właściwej pozycji przed zamontowaniem komponentu.Kamery z widokiem z góry są używane do kontroli komponentów ze stałej pozycji, więc komponenty muszą zostać przesunięte nad kamerą, aby uzyskać widoczność przed montażem.Strzelcy filmowi (tj. typy wieżyczkowe) właśnie to robią, z komponentami poruszającymi się wokół wieżyczki.

D.

Czas rozpoznawania zwykle wydłuża się, gdy komponenty stają się większe lub bardziej złożone.Aby zrekompensować ten dodatkowy czas, sprzęt montażowy może wykorzystywać dwie skierowane do góry kamery — po jednej z każdej strony maszyny — w celu zmniejszenia pokonywanej odległości.

2. System karmienia

A.

Maszyna łukowa może obsługiwać różne typy podajników, w tym masowe, taśmowe, rurowe, nieparzyste i inne projekty klientów.W przeciwieństwie do tego, szybkie wieżyczki i masowo równoległe systemy są zasilane w całości z magazynów masowych lub pakietów taśm.
B.

Maszyny z łukami podwieszanymi mogą być jedyną opcją, gdy elementy nie są pakowane luzem ani w paski: maszyny o dużej prędkości są wykluczone z rozważań, ponieważ nie mogą one automatycznie podawać tych materiałów.
C.

Dlatego producenci powinni szukać sprzętu do montażu komponentów, który może rozszerzyć ich istniejące opcje montażu elastyczny wybór (czynnik ludzki)

D.

Oprócz mikroskopijnej elastyczności w systemach pozycjonowania, systemach obrazowania i systemach podawania komponentów, makroskopowa elastyczność w dostosowywaniu przepustowości produkcji i dostosowywaniu do zmian produktów ma kluczowe znaczenie dla podejmowania decyzji dotyczących nowego sprzętu montażowego.

Klasyfikacja metod montażu powierzchniowego

pierwsza kategoria:
TYP IA posiada tylko jednostronny montaż do montażu powierzchniowego
Proces: pasta lutownicza sitodrukowa => elementy montażowe => lutowanie rozpływowe

TYP IB posiada tylko dwustronny montaż do montażu powierzchniowego
Proces: pasta lutownicza do sitodruku => zamontowane komponenty => lutowanie rozpływowe => strona odwrotna => pasta lutownicza do sitodruku => zamontowane komponenty => lutowanie rozpływowe

the Druga kategoria:

TYP II Jednostronny lub dwustronny montaż z mieszanką elementów do montażu powierzchniowego i przelotowego
Proces: Pasta lutownicza do sitodruku (góra) => elementy montażowe => lutowanie rozpływowe => strona odwrotna => kapanie (drukowanie) kleju (powierzchnia dolna) => elementy montażowe => schnący klej => strona odwrotna => wkładanie elementów = > lutowanie na fali

the Trzecia kategoria:
TYP III wykorzystuje elementy z otworami przelotowymi na górnej powierzchni i elementy do montażu powierzchniowego na dolnej powierzchni
Proces: kapanie (drukowanie) kleju=>montaż elementów=>suszenie kleju=>odwrotna strona=>wkładanie elementów=>lutowanie na fali

Zdolność procesu (Cpk, zdolność procesu): odnosi się do poziomu dokładności montażu w odniesieniu do X, Y i Θ.Błędy X, Y i Θ maszyny są rozpatrywane indywidualnie, a nie łącznie.

Przepustowość: obejmuje pomiar czasu dostawy, produkcji i taktu.

Wady montażu: prawdopodobieństwo, że zwykle występują wady montażu

Wady podbieracza: Wady podbieracza można sklasyfikować jako awarie podajnika, awarie podciśnienia lub awarie wizualne.Zbieranie defektów zmniejsza wydajność netto i marnuje dobre części

Niezawodność, dostępność i łatwość konserwacji: Dane dotyczące niezawodności, dostępności i łatwości konserwacji są publikowane przez dostawcę na podstawie rzeczywistych doświadczeń w terenie.

Konserwacja zapobiegawcza (konserwacja zapobiegawcza): Konserwacja zapobiegawcza i naprawcza utrzymuje system montażu SMT z określoną prędkością i dokładnością.

Wspólny język: Kiedy dostawcy i użytkownicy używają tego samego języka, aby osiągnąć porozumienie w sprawie standardów i komunikacji dotyczącej wydajności sprzętu, rezultatem będzie zwiększona wydajność w branży, a ostatecznie większa satysfakcja klientów i wzrost.

0201 wyzwania montażowe

Montaż komponentów 0201 jest trudniejszy niż wcześniejsza interwencja komponentów.Głównym powodem jest to, że pakiet 0201 jest w przybliżeniu o jedną trzecią mniejszy od odpowiadającego mu 0402.
Wcześniej akceptowalna dokładność montażu maszynowego natychmiast stała się czynnikiem ograniczającym wprowadzenie 0201. Ponadto specyfikacje tradycyjnych taśm przemysłowych (tamping) dopuszczają zbyt duży ruch dla niezawodnego montażu 0201, a poziom kontroli procesu musi być również poprawiony, aby 0201 montaż rzeczywistości produkcyjnej.

Klucz do niezawodnego montażu 0201

1. Stół warsztatowy podajnika komponentów: Możliwość precyzyjnego ustawienia stołu warsztatowego karetki.

2. Podajnik komponentów: Podajnik musi być wyprodukowany z bardzo wąskimi tolerancjami, aby zapewnić utrzymanie powtarzalności pozycji pobrania.Ponadto materiały użyte do wykonania podajników muszą być mocne i lekkie.

3. Koło napędowe podajnika: Koło napędowe odgrywa kluczową rolę w zdolności maszyny do pozycjonowania paska komponentów.Kształt, zbieżność i długość zębów koła napędowego znacząco wpływają na zdolność podajnika do pozycjonowania taśmy

4. Końcówki podbieracza: Aby skonstruować niezawodną końcówkę podbieracza, należy zrozumieć dobór materiału, twardość materiału, tolerancje obróbki i właściwości termiczne.
5. Dysza musi swobodnie poruszać się w uchwycie.

6. Zespół trzonu dyszy: Aby zbierać elementy o wymiarach 0,6x0,3 mm, dysza musi mieć średnicę zewnętrzną nie większą niż 0,40 mm.Powoduje to długi, cienki trzonek dyszy, który jest podatny na zginanie, ale nadal musi zachowywać precyzję, aby zachować wysoką niezawodność ssania.

7. Konstrukcja podłoża: Wszystkie maszyny wibrują podczas pracy.Konstrukcja ramy bazowej jest kluczowym pierwszym krokiem w ograniczaniu skutków prędkości i ruchu, które powodują wibracje i rezonans harmoniczny.