Algengar vandamál við SMT taki-og-setja vélar – og hvernig á að leysa þau

Vandamál með nákvæmni í staðsetningu hluta í SMT taki-og-setja vélum

Nákvæmni í staðsetningu hluta er helsta afköstumælikvarðinn fyrir SMT taki-og-setja vélar, þar sem misrétt setning jafn lítil og 50 µm getur valdið virkjunarbilunum í háþróaðum PCB hönnunum.

Greining á villum og snúningi við staðsetningu hluta

Sjónaukningar prótököl greina þrjár aðalvilla tegundir:

• Hornasvipting (±3° snúningur villur) af óstöðugleika í gryfju gripi
• X/Y offset frávik sem fer yfir 25 µm vegna þess að borðaflutningur hliðrast
• Þrýstingssveiflur á Z-ásnum veldur því að 0402 hlutum stendur á enda (tombstoning)

Rannsókn á rótarsástæðum sýnir venjulega að nýsla sé ekki í lagi (37% tilfella), að rýnirinn situr ekki rétt (29%), eða að vafur vélbúnaðarins fer yfir 2,5 Gs (samkvæmt IPC-9850 staðla).

Stillingaraðferðir fyrir bestu nákvæmni vélbúnaðar

Þriggja stiga stillingarferli endurheimta nákvæmni við staðsetningu:

1. Dagundar : Sýnarkerfið staðfestir staðsetningu á auðkenni með því að nota NIST-mælikvarða
2. Vikulega : Staðfesting á borðaflutningi með ljósrása og ásætti á ±5 µm
3. Mánaðarlega : Fullur vélþarmajafnvægi fyrir línulega vélsmennt

Lykilkennslu breytur innifela umhverfis raka jafnvægi (±60% RH krefst +8% Z-ásar offset) og stærðartilgreindar þrýstingshlutfallsferlar fyrir hluti.

Viðgerðaraðferðir til að viðhalda nákvæmni í setningu

Áætlað viðgerðartímabil núna innifela:

• 500 klukkustunda áhöld við skoðun/skiptingu á dysjum
• Hreinsun á línurkanni með IPA-gráðu leysiefnum
• Leckjapróf á þrýstingsskerðingarkerfi við 75 kPa

Stofnanir sem framkvæma ISO 14644-1 flokkur 7 hreinsalur staðla ná 25% lengri viðgerðartímabil án þess að fella á setjunnarnákvæmni fyrir neðan 20 µm.

Að leysa vandamál við aðkennslu á merkingarpunktum í SMT vélsetningu

Rótarsástæður á rangri aðkennslu á merkingarpunktum

Linsur með mengun skila fyrir 42% af villum í staðgreiningu, þar sem afurð eða leir á sjónaukahluta loka fyrir linsur. Þegar kalibraðar hliðranir á sér stað vegna vibráss eða hitabreytinga breytast tilvísunarpunktar, en bogning á prentplötu veldur ójöfnum yfirborðum fyrir staðgreiningu.

Bestu aðferðir fyrir sjónkerfi

Fjölskyldu ljósmyndir bæta álagsstigið um 60% miðað við einlita kerfi. Venjulegar aðgerðir til að halda linsum hreinum og umhverfisfylgjum (hitastig ±23°C ±1°C, rafmagn 40-60% RF) stuðla að jöfnum árangri í staðgreiningu.

Lausnir á villum við að taka og sleppa hlutum í SMT setningu

Leit að villum í loftþrýstingssprengju

Loftþrýstingssprengjur skila fyrir 42% af villum í vinnslu hluta. Algengar vandamál eru ójafnur loftþrýstingur vegna fylltrar síu, níðra spetsa eða sliteðra O-hringja.

Grunnþættir við viðgerðir:

• Skiptu út keramik sprengjum á 6 mánaða fresti í háþrýstingssviðum
• Staðfestu að loftþrýstingur uppfylli kröfur á þyngd hluta (0,5–2,0 kPa fyrir 0201–QFP hluta)

Samhverfni stærða hluta og stilling á matgjöfum

Nýlegar framfarir í sjálfstilltum matgjöfum bæta nú kompensun fyrir hringrun á tape frá 1,2 mm í rauntíma, sérstaklega virkt fyrir hluti sem eru viðkvæmir fyrir raka eins og MLCCs

Bestu aðferðir við vörumhöndlun til að lágmarka villur

Settu í gildi þrisvar sinna verndun:

1. Stöðvun rafeindasveiflu (ESD Control) : Gættu 40–60% rafköldu raka með geislavindum nálægt matgjöfum
2. Geymsla viðkvæmra hluta fyrir raka : Steiktu hluti sem hafa verið í opnu yfir 48 klst við 30°C/60% raka
3. Verndunarráðstafanir : Notaðu nítrógen-metnaðar skáp fyrir hluti undir 0,4mm breidd

Kveikja á gallaforðæpplingu með SMT völ og staðsetninga jákvæðri

Tengslin á milli staðsetningar og viðbrögðunar (Tombstoning/Bridging)

Nákvæm staðsetning á hlutum hefur bein áhrif á gæði viðbragðs, þar sem 38% af tombstoning gallum má rekja til staðsetningarvilla sem fara yfir ±0,1 mm. Nútíma vélar leysa þetta með rauntíma ljósfræði leiðréttikerfi sem ná nákvæmni á ±25 µm.

Samhæfing við viðbrögðsprentun ferli

Laga tímabilin á milli viðbrögðsprentunar og hlutastöðu - þurka viðbrögð yfir 60 mínútur eykur tombstoning tíðni um 41%. Samhæfa stöðlaborðprentara og staðsetningarvélar með samkræddum IoT sporðköllum til að viðhalda <30 mínútna lotutíma.

Kerðarverndun í SMT völ og staðsetningarkerfi

Greina orsakir við hlutaskemmdir á meðan staðsetningar

Vélhnattrunarspenna á vélkosti reiknar fyrir 42% af gallunum – of mikil þrýstingur skemmir keramískar sviptingar, en ónógan leggja leyfir 0201 móttæklum að færa sig út af línu. Hætta á ESD eykst við lágan rafmagnsveit (neðan 40% RH), þar sem óvernda meðferð skemmir rafmagnsveitarmósa á MOSFET hurðum.

Örugg meðferð á ESD og háþrýstingur á vélkosti

Nútímis kerfi berjast við ESD með vinnuflæðum sem eru í samræmi við ISO 61340: jafnaður rafmagnsveitu eyðir ónæfri rafmagnsveitu. Vélkostir sem hægt er að stilla hafa nú hægt að breyta leggjaspennu (±3%) með því að nota nákvæmar þykktaræði, sem minnkar brot í keramískum rafmagnshluta um 37%.

Hannað fyrir framleiðni (DFM) til að bæta SMT véltekninan og staðsetningu

Aðlögun á PCB-lag til að lágmarka staðsetningargalla

Ræður PCB-hönnun minnkar ferðatíma vélkosta og stillingargalla:

• Millibiliður milli hluta : Hafðu 0,25 mm millibilið á milli hluta
• Jafnvæg hlutapallar : Jafn stórir pallar koma í veg fyrir snúningargalla
• Táknumerkjur : Settu ¥3 alþjóðlegar taknmerkjur með 1,5 mm þvermál

PCB hönnun sem fylgir IPC-2221B staðlunum minnkaði rangsetningu á staðsetningu um 62% í samanburði við óróðaðar útgáfur.

Á komandi áttir: Gagnvirkt DFM-áætlunarkerfi

Vélarnar sem læra nota algoritma til að spá í hneykstaði í framleiðslu með því að greina gögn af fyrrum framleiðslu. Nýjungir innihalda spágæslu á samanþenslu og jafnvægishluta fyrir hitastyrkurshneigju.

Algengar spurningar

1. Hverjar eru algengar ástæður villna við að setja hluti í SMT vélum?
   Algengar ástæður eru halli vegna óstöðugleika í festingarhöfnunum, X/Y hliðrun vegna ónákvæmni í stýringu á hreyfingum og ýmissveiflur í Z-ás sem valda því að hlutirnir standa á enda.
2. Hvenær ætti að kenna SMT vélar?
   Kenna ætti í þriggja fasa lotum: daglega fyrir sjónkerfisprófanir, vikulega fyrir staðsetningarstaðfestingu með ljósvarpi og mánaðarlega fyrir heildarlega hitastyrkjamælingu á vélinni.
3. Hverjar eru bestu aðferðir til að vinna með hluti sem eru viðkvæmir fyrir raki?
   Feuchtaðar viðnámlegar hlutir ættu að vera geymdir í nítrógen-glerhausum og bakaðir ef þeir fara yfir 48 klukkustundir af exposure við 30°C/60% RH.
4. Af hverju er mikilvægt að þekkja staðsetningamerki í SMT-aðgerðum?
   Staðsetningamerki eru mikilvæg fyrir samræmingu og nákvæma setningu hluta, sem er nauðsynlegt til að viðhalda nákvæmni og minnka villur ásamt samsetningu.