EN
Optisen tunnistusjärjestelmän suorituskyky liittyen Smt pick and place -kone
Kuinka tarkka SMT-kokoamiskoneet työ riippuu todella paljon niistä optisista tunnistusjärjestelmistä, joita käytetään. Kun valot himmenevät tai linssien pinnalle kertyy pölyä, se vaikuttaa koneen fiducial-merkkien lukemiseen, mikä johtaa osien väärään sijoittumiseen. Viime vuoden SMT Assembly -raportin mukaan vain vähäinenkin lika linssien pinnalla voi aiheuttaa sijoitusvirheitä yli 12 %. Siksi useimmat valmistajat noudattavat säännöllisiä puhdistustapoja ja vaihtavat valonlähteet ennen kuin ne loppuvat kokonaan toimimasta. Näiden järjestelmien puhdistaminen ja huolto ovat välttämättömiä, jos halutaan saada konsistentteja tuloksia kokoonpanolinjoilta.
Valonlähteen heikkenemisen ja linssien/pölyn saastumisen vaikutus fiducial-merkkien tunnistuksen luotettavuuteen
Kun saastumisaineet pääsevät seokseen, ne vaikuttavat valon käyttäytymiseen ja heikentävät kuvakontrastia, mikä vaikeuttaa järjestelmän kykyä tunnistaa niitä tärkeitä viitekohtia. Jo noin 10 mikrometrin kokoiset pienet tomunhiukkaset voivat peittää ne ratkaisevat reunamerkintäpisteet. Älkäämme myöskään unohtako vanhoja LED-valoja. Kun ne ikääntyvät, niiden aallonpituus alkaa poiketa, mikä häiritsee koko harmaasävyjen lukemista. Kaikki tämä yhteensä heikentää järjestelmän kykyä erottaa ne hienot sijaintitiedot. Mitä tämä kaikki tarkoittaa? Suora vastaus: suuremmat XY-siirtymäongelmat levyjen asennuksessa. Todelliset AOI-testitulokset kertovat tarinan hyvin selkeästi. Levyt, jotka ovat kulleet saastuneen näköjärjestelmän läpi, osoittavat noin kolme kertaa suurempaa asennuspoikkeamaa verrattuna niihin levyihin, joiden optiikka on pidetty puhtaana ja hyvässä kunnossa.
Harmaaarvon kalibroinnin poikkeama ja suuttimen koon vaikutus komponentin keskipisteen laskennassa
Komponentin keskipisteen laskuvirhe johtuu usein kalibroimattomista harmaasävyrajoista tai fyysisestä suutinkeskustan häiriöstä. Kun kalibrointi poikkeaa viidellä harmaasävy-yksiköllä, näköjärjestelmät arvioivat komponentin reunaa 15–22 µm:n verran väärin. Samanaikaisesti liian suuret suutimet peittävät kameran näkökentän kuvauksen aikana – erityisesti mikrokomponenteissa, joiden koko on alle 0201 – mikä aiheuttaa parallaksia ja epäselvyyttä komponentin rajalla. Harkitse seuraavia vertailuvirhelähteitä:
| Virheen lähde | Tyypillinen poikkeama | Kalibroinnin taajuus |
|---|---|---|
| Harmaasävyrajan kalibrointipoikkeama | 12–18 µm | Joka toinen viikko |
| Suutimen peittäminen | 8–15 µm | Noolan vaihto |
Tiukien harmaasävyjen uudelleenkalibrointiaikataulujen ja suutinkoon säätöprotokollien noudattaminen vähentää keskipistevirheitä 68 %:lla sisäisten prosessitarkastusten mukaan kolmessa Tier-1-tason EMS-laitoksessa.
Suuttimen ja imusysteemin eheys sekä tyhjiön vakaus
Tyhjiön heikkeneminen, tukos suodattimissa ja epäsäännöllinen nostotoiminto
Tyhjiöjärjestelmien vakaus vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka tarkasti komponentit asetetaan valmistuksen aikana. Suodattimien tukkeutuminen likaa ja epäpuhtauksia kertymällä aiheuttaa tyhjiöpaineen laskemisen alle sen, mikä on tarpeen oikeaan toimintaan, mikä puolestaan johtaa kaikenlaisiin ongelmiin pienien osien, kuten niiden 0201-resistoreiden, noutamisessa, joita käsittelemme jatkuvasti. Teollisuuden vianalyysiraporttien mukaan, jotka noudattavat IPC-A-610-standardia, noin kaksi kolmasosaa asennusvirheistä tapahtuu, kun tyhjiöpaine laskee yli 12 % normaalitasosta. Kun imupaine ei ole riittävän vakaa, osat joko putoavat kokonaan pois tai asettuvat väärään asemaan juuri ennen oikeaa asennusta. Jotta toiminta pysyy sujuvana, valmistajien on tarkistettava tyhjiöpainetta säännöllisesti 0,5–2,0 kPa -alueella osien painon mukaan sekä vaihdettava suodattimet noin kuukausittain. Likaiset ilmavirtapolut järjestelmässä kuluttavat myös tiukkuksia nopeammin, mikä tekee paineenvaihteluista ajan myötä entistä pahemman tilanteen.
Suuttimen kulumaa, saastumista ja Z-akselin toistettavuuden heikkenemistä
Kun suuttimen kärjet alkavat muotoutua pitkäaikaisen käytön jälkeen, ne muodostavat pieniä rakoja, jotka häiritsevät tyhjiötiukkuutta, kun osia nostetaan. Älkäämme myöskään unohtako juotemassan kertymistä – tämä voi vähentää imuvoimaa lähes puoleen vilkkailla tuotantolinjoilla, jotka toimivat jatkuvasti. Yhdessä nämä ongelmat heikentävät merkittävästi Z-akselin toistettavuutta. Ajatelkaa vain: jos komponenttien asennuksen aikana esiintyy jopa 0,05 mm:n epätasaisuus, pienten piirisiltojen yhteydessä syntyy niin sanottuja tombstoning-ongelmia. Useimmat keraamiset suuttimet on vaihdettava noin kuuden kuukauden välein, jotta niiden muoto säilyy ajan myötä. Mitä tapahtuu, kun O-renkaat kuluvat? Ne aiheuttavat insinöörien kutsumaa Z-akselin hystereesiä, mikä tarkoittaa käytännössä sitä, että asennustarkkuus heikkenee, kun koneet toimivat huippunopeudella. Tässä säännöllinen huolto on ratkaisevan tärkeää. Hyvät kalibrointikäytännöt sisältävät ehdottomasti suuttimien keskitäydellisyyden tarkistamisen (eli sen, kuinka suorassa ne ovat) sekä tyhjiöpaineen laskunopeuden testaamisen. Nämä yksinkertaiset toimet edistävät merkittävästi ongelmien ehkäisemistä myöhempänä.
PCB:n mekaaniset ja geometriset vaikutukset
Kortin taipuminen ja tuentapinnan korkeuserojen epäjohdonmukaisuus aiheuttavat dynaamista XY-vääntymää
Kun SMT:n kokoamiskoneet toimivat vääntyneillä piirikortteilla tai epätasaisilla tuentarakenteilla, dynaaminen XY-vääntymä muodostuu todelliseksi ongelmaksi. Jos kortti vääntyy yli 0,75 % sen kokonaispituudesta, se aiheuttaa pieniä, mutta merkittäviä siirtymiä komponenttien sijoituspaikoissa nopeiden asennustoimintojen aikana. Ongelma pahenee, kun tuentapit eivät ole kaikki samalla korkeudella. Tämä mahdollistaa tiettyjen alueiden taipumisen imupaineen vaikutuksesta juuri ennen kuvantamista, mikä häiritsee referenssimerkintöjä, joita käytetään tarkkaan sijoitukseen. Nämä pienet virheet kertyvät ajan myötä tuotantosarjoissa, ja ne ovat erityisen ongelmallisia komponenteille, joiden pihtiväli on erinomaisen pieni (alle 0,4 mm). Näiden ongelmien torjumiseksi valmistajien on oltava erityisen huolellisia PCB-materiaalien valinnassa, jotta niiden lämpölaajenemiskertoimen (CTE) ominaisuudet pysyvät vakaina lämpötilan muutosten aikana. Myös tuentapien asettelu on tärkeää, ja sen on oltava yhtenäinen koko piirikortin alueella. Useimmat vääntymisongelmat johtuvat itse asiassa siitä, kuinka eri tavoin kuparikerrokset laajenevat verrattuna niiden kannattaville materiaaleille. Tämä tarkoittaa, että suunnittelijoiden on kiinnitettävä erityistä huomiota laminaattivalintoihin jo varhaisessa kehitysvaiheessa, jos he haluavat minimoida myöhempänä esiintyvät vääntymisongelmat.
Integroitu ohjausjärjestelmän ajoitus- ja kalibrointiala
Näköliikkeen synkronointivii delay (±0,8 ms heilahtelu – 15–22 µm:n XY-virhe 80 000 CPH:n nopeudella)
Oikean ajoituksen saavuttaminen näkötarkastusjärjestelmien ja mekaanisten liikkeiden välillä on se, mikä tekee kaiken eron tarkan komponenttien sijoituksen kannalta. Kun tuotantonopeus on 80 000 komponenttia tunnissa, jopa pienimmätkin synkronointiongelmat ovat merkittäviä. Vain ±0,8 millisekunnin viive voi aiheuttaa sijoitusvirheen 15–22 mikrometrin suuruisena, mikä vastaa noin puolta ihmisen hiuksen paksuutta. Nämä pienet ajoitusongelmat kumuloituvat, kun kamerat ottavat kuvia, ohjelmisto käsittelee kuvia ja robotit reagoivat – kaikki hieman epälinjassa toisiinsa nähden. Tilanne huononee, kun lämpötila vaihtelee päivän aikana tai ympärillä esiintyy sähköistä kohinaa. Jos koneita ei kalibroida säännöllisesti, nämä pienet virheet johtavat suuriin ongelmiin, kuten liitoskuplien tai puuttuvien liitosten muodostumiseen erinomaisen pienipitchisten komponenttien yhteydessä. Viimeisimmän vuoden 2023 teollisuuden vertailutietojen mukaan tehtaissa, jotka käyttävät todellista aikaa seuraavia valvontajärjestelmiä, tällaisten vikojen määrä massatuotannossa väheni noin 42 prosenttia. Tiukat kalibrointiajot varmistavat, että näkötarkastusjärjestelmät pysyvät asianmukaisesti synkronoituna liikkuvien osien kanssa kaikenlaisissa käyttölämpötilan vaihteluissa.
UKK
Miten pöly vaikuttaa SMT-koneen tarkkuuteen?
Pölyn kertyminen linssien pinnalle voi vähentää koneen tarkkuutta, mikä johtaa sijoitusvirheisiin yli 12 %. On ratkaisevan tärkeää pitää huolta säännöllisistä puhdistustavoista, jotta varmistetaan optimaalinen suorituskyky.
Mitkä ovat yleisimmät virhelähteet komponenttien sijoituksessa?
Yleisiä virhelähteitä ovat harmaasävykalibroinnin poikkeama, nokan koon aiheuttama häference, tyhjiön heikkeneminen, nokan kuluminen ja piirilevyn vääntymä – kaikki nämä vaikuttavat komponenttien sijoitustarkkuuteen.
Miten piirilevyn vääntymä vaikuttaa SMT-koneisiin?
Piirilevyn vääntymä aiheuttaa dynaamista XY-virhettä sijoituksen aikana, mikä johtaa merkittävään komponenttien sijoitusvirheeseen, erityisesti pienipitch-komponenteilla.
Miksi synkronointi on tärkeää Smt pick and place -kone toimintaa?
Synkronointi varmistaa tarkan ajoituksen näköjärjestelmän ja mekaanisten liikkeiden välillä. Mikä tahansa viive voi johtaa merkittäviin XY-virheisiin, jotka vaikuttavat kokonaissijoitustarkkuuteen.