Основните фактори, които влияят върху точността на поставяне при машини за пик и плейс на SMD компоненти

SMD машини за вземане и поставяне Производителност на визуалната система: CCD заснемане, калибриране и стабилност в околната среда

Двустепенно заснемане за грубо подравняване и прецизно разпознаване на ориентири

Оборудването за позициониране от висок клас разчита на двустепенни визуални системи, за да постигне изключително точни разположения на микронно ниво. Първо има широкоъгълна камера, която извършва бързо грубо позициониране, като поставя компонентите в радиус от около половин милиметър от целевото им място. След това идва високомагнитният CCD сензор, който може да засича до 25 микрона на пиксел, внимателно анализирайки фидуциалните марки и изводите на компонентите за фини настройки. Този двустепенен подход позволява на машините да извършват окончателните си корекции с точност от приблизително плюс или минус 15 микрона. В сравнение с по-старите едностепенни системи, производителите съобщават намаляване на производствените цикли с около четиридесет процента, без да компрометират качеството. Степента на дефекти остава под двадесет бройки на милион компоненти, дори за много малките компоненти 01005, което е доста впечатляващо, като се има предвид колко малки са тези елементи.

Отклонение при калибрирането и променливостта на осветлението като основни причини за субпикселно несъвпадение

Когато става въпрос за визуални системи, околната среда е отговорна за около три четвърти от всички грешки при позиционирането. Нека разгледаме някои конкретни примери: при промяна на температурата обективите могат да променят фокуса си с около 0,3 микрометра на градус Целзий. При влажност над 60% относителна влажност всъщност се изисква корекция от 8% по Z-оста. Дори и малки промени в яркостта на LED осветлението имат значение. Едно едва 10% изменение в интензитета на светлината създава сенки, които извеждат детекцията на ориентирите извън точността с 4 до 12 микрометра. За да се справят ефективно с тези проблеми, повечето производствени площи прилагат ежедневна калибровка със стандарти, проследими до NIST. Те също така инвестират в термални стабилизационни системи, които поддържат температурата в диапазон от половин градус Целзий. Полезни са и мултиспектърни осветителни системи с автоматична регулация на яркостта. Производствата, които спазват този комплексен подход, обикновено отчитат намаляване на грешките при позициониране с около 90%. Повечето постигат точност под 25 микрометра през целия осемчасов производствен цикъл, въпреки че в практиката все още възникват отделни колебания.

Точност на управление на движението: Динамика на XY платформа, избор на мотор и топлинна повтаряемост

Зазор, резолюция при микрокрачване и топлинно разширение в машини за прецизно поставяне с висока точност

Позиционната точност в системите за движение се сблъсква с три основни предизвикателства, които взаимодействат помежду си: механически люфт, ограничения в резолюцията на микрокрачето и проблеми, причинени от топлинно разширение. Когато има люфт в предавките или топлинните винтове (това, което наричаме люфт), се появяват хистерезис ефекти при бърза смяна на посоката. Ако микрокрачето не е достатъчно прецизно (по-малко от 1/256 от стъпка), възникват вибрации заедно с грешки в позиционирането под 10 микрометра. Въпреки това най-голям проблем вероятно е топлинното разширение. Без подходящ контрол на околната среда, XY платформите могат да натрупат грешки над 25 микрометра. Най-добрите машини решават всички тези проблеми чрез специални антилюфтови механизми, изключително фини възможности за микрокрачене и умни системи за термокомпенсация, които следят температурата в реално време. Тези напреднали решения обикновено постигат повторяемост от около плюс или минус 3 микрометра дори и след много работни цикли.

Цев и вакуумна плътност: От съществено значение за обработването на миниатюрни компоненти

Загуба на вакуум, износване на соплата и влияние на динамичното центриране върху добива при монтиране 0201/01005

Запазването на добра вакуумна плътност не е просто важно, а напълно необходимо при работа с тези миниатюрни компоненти 0201 и 01005. Дори най-малката теч може да доведе до отпадане на компонентите, преди да бъдат правилно поставени, което означава или грешно позиционирани части, или изгубени напълно. Самите накрайници имат тенденция да се износват с времето, което влошава качеството на уплътнението. В заведения с висок обем производство сме наблюдавали увеличение на коефициента на откази до 15%. Системите за динамично центриране помагат при микродвиженията, които възникват по време на фазите на ускорение, но те се затрудняват при наличие на вибрации или ако калибрирането започне да се отклонява. Когато представянето на накрайниците намалее, това веднага силно засяга производството. Първоначалните добри резултати намаляват, след което настъпва скъпоструваща поправка. Затова проверката на накрайниците на регулярен принцип и подмяната им според графика става толкова критична за всеки, който се занимава ежедневно с проблеми на надеждността при монтажа на микроелементи.

Спойност при доставката на подаватели и компоненти: Механика на лентата и протоколи за инспекция

Сила за отлепяне на лентата, вариации в напрежението и непостоянство в подаването на крачета в SMT линии за производство

Това колко добре работят фийдърите наистина влияе върху точността, с която компонентите се поставят, особено при работа с тези миниатюрни пакети, които изискват допуски по-малки от ±25 микрона. Когато лентата не се отделя последователно от ролката, компонентите могат или да излязат твърде рано, или да се изместят странично при вземане. Ако натягането на носителя не е достатъчно стабилно, компонентите имат тенденция да се местят. А малките несъответствия в подаването на лентата (всичко над 0,1 мм) започват да се натрупват по време на производствените серии, докато не започнем да виждаме забележими грешки при поставянето. Добрата новина е, че визионните системи засичат повечето от тези проблеми още щом се появят, което води до автоматични корекции на настройките за натягане. Още по-добре, фийдърите с серво задвижване предлагат допълнителна надеждност, защото те регулират както ъгъла, при който се отделя лентата, така и скоростта, с която тя напредва през машината, като по този начин компенсират всякакви неравномерности в самата лента. При наличие на редовни графици за поддръжка заедно с тези функции, производителите съобщават намаляване на дефектите, свързани с фийдърите, с около 40 процента в своите големи операции по повърхностно монтиране.

Синхронизация на системно ниво: Координиране на движението на главата, носителя на фийдъра и масата за PCB

Постигането на точност при съвременните машини за поставяне изисква изключително прецизна синхронизация между главите за поставяне, носещите ленти и масите за позициониране на PCB до ниво от наносекунди. Когато компонентите работят независимо един от друг, както често се случва при многолентови конфигурации или при обработка на смесени типове продукти, малки забавяния започват да се натрупват на микроскопично ниво. Например, само 5-милисекундна грешка в синхронизацията по време на движение на масата и напредване на лентите едновременно може да доведе до отклонение от 35 микрометра при поставянето на кондензатори 0201 в моментите на най-високо ускорение. Съвременните контролери за движение решават този проблем с помощта на интелигентни алгоритми, които предвиждат траекториите на движение и коригират кривите на ускорение предварително, за да се избегнат конфликти. Тези системи поддържат точност на поставянето под 15 микрометра CPK дори при впечатляващи скорости от 45 000 компонента в час. Постига се това чрез бързи обратни връзки (време за реакция под 1 милисекунда), актуализации на сервоуправлението поне 2000 пъти в секунда и корекции за разширения, свързани с температурата, по различните оси. Тестовете според стандарта JEDEC показват, че машините, които нямат правилна синхронизация, имат около 18% повече грешки при поставяне при бързо променящи се посоки, което има голямо значение в производствени среди, където и двете – скорост и точност – са от съществено значение.

ЧЗВ

Какви фактори могат да повлияят на точността на визуалната система?

Окръжни фактори като промени в температурата, нивата на влажност и вариации в яркостта на LED осветлението могат значително да повлияят на точността, причинявайки субпикселни несъответствия.

Как системите за движение запазват прецизността въпреки топлинното разширение?

Системите за движение преодоляват грешките от топлинно разширение чрез умни системи за термична компенсация, механизми против люфт и възможности за прецизно микростъпване.

Защо вакуумната плътност е от съществено значение за обработката на компоненти?

Вакуумната плътност е от решаващо значение за гарантиране на точно поставяне на малки компоненти, без те да падат или се губят поради течове.

Как фузните системи допринасят за точността при поставянето на компоненти?

Фузните системи осигуряват последователно отлепяне на лентата и стабилни настройки на опъването, предотвратявайки ранно освобождаване на компоненти или отклонения в позицията по време на вземане.

Как съвременните машини постигат синхронизация между отделните компоненти?

Съвременните машини използват умни алгоритми за прогнозиране на движението, бързи обратни връзки и актуализации на сервомоторите, за да осигурят синхронизирани операции и минимизират грешките при позиционирането.