EN
Um framleiðslugetu ljósskynjakerfis Smt pick and place vél
Hversu nákvæm er SMT vöruvinnsluvélar (pick and place) vinna er raunverulega háð þessum ljósskynjandi kerfum sem þau hafa. Þegar ljósin dimma eða þegar dust safnast á linsurnar, á það áhrif á þá hátt sem vélin les viðmiðunarmörk (fiducial markers), sem leidir til þess að hlutirnir eru settir á rangt stað. Samkvæmt einhverjum atvinnurannsóknum frá SMT Assembly Report á síðasta ári getur jafnvel lítið magn af skrud á linsunum valdið setningarskekkjum yfir 12%. Þess vegna halda flest framleiðendur fastum hreinsluáætlunum og skipta ljóskeldum áður en þeir falla alveg út. Að halda þessum kerfum hreinum og vel viðhaldnum er ekki valmöguleiki ef einhver vill fá samhverf niðurstöður úr samansetningarlínunum sínum.
Áhrif afslitunar ljóskelda og sauma á linsur/dust á áreiðanleika greiningar viðmiðunarmarka
Þegar óhreinindi komast í blandinguna, á þau áhrif á ljóshegðunina og minnka myndskilninginn, sem gerir kerfinu erfiðara að greina þá mikilvægu tilvísunarpunkta. Jafnvel mjög litlir dustkorn, um 10 mikrónur í stærð, geta falið þá lykilmarkaða brúnamerki. Og ekki má gleyma eldri LED-ljósgeislarannum. Þegar þeir eldast, byrjar bylgjulengdin að víkja, sem sker úr greinum heildarlesningar gráskala. Allt þetta sameinast og sker mjög mikið í getu kerfisins að greina fína staðsetningarskýringar. Hvað þýðir þetta allt? Það einfaldasta svarið: meiri XY-afvik á milli borða við samræmingu. Niðurstöður raunverulegra AOI-prófa segja söguna frekar skýrt. Borð sem voru prófuð með óhreinum sjónkerfum sýndu um þrisvar sinnum meiri færsluskifti en borð þar sem sjónkerfið var hreint og vel viðhaldið.
Afdrifi í grágildisstillingu og áhrif stærðar opunar á reikning miðjuhluta
Rangt útreiknað miðja hlutans kemur oft fram vegna ósamskorna gráskalaþrösku eða líkamlegs áhrifanna frá sprautunni. Þegar skilgreiningin færist um 5 gráskalaeiningar, misskynja sjónkerfið marka hlutanna um 15–22 µm. Á sama tíma hindra of stórar sprautur myndavélarinnar sjónsviðið við myndtekjur—sérstaklega við mikrohluti undir stærð 0201—sem veldur sýnilegum skiftingum (parallax) og óljósleika í markum. Hugðu yfir eftirfarandi samanburð á villukvöldum:
| Villukvilla | Venjuleg afvik | Stelldregni |
|---|---|---|
| Færing gráskalaþrösku | 12–18 µm | Tvisvar í viku |
| Hindrun vegna sprautunnar | 8–15 µm | Skifting á slásu |
Með því að halda nákvæmum endurskilgreiningarskýrslum fyrir gráskalan og reglum um samhæfingu á stærð sprautunnar minnka centrumsvilla um 68%, samkvæmt innri ferðaskoðun á þremur stórviðskipta EMS-aðila.
Heildarríki sprautu–sugkerfisins og staðgengni sögu
Afslækkun sögu, tilbúin síur og bilun á uppþögn
Stöðugleiki tómrunarkerfa hefur mikil áhrif á nákvæmni staðsetningar hluta í framleiðslu. Síur sem verða þéttaðar af smit og rusli valda því að tómrunarspennan lægir undir þá stig sem nauðsynleg eru fyrir rétta rekstur, sem veldur ýmsum vandamálum við að taka upp litla hluti eins og 0201 móttakarana sem við vinnum stöðugt með. Á grundvelli atvikagreiningar á misheppnunum í iðnaðinum samkvæmt IPC-A-610-standördum gerast um tvö þriðju hluta allra staðsetningarmisheppna þegar tómrunarspennan lægir um meira en 12% frá venjulegum stigum. Þegar dregikrafturinn er ekki nógu jafnframtur, fellur hlutirnir annað hvort alveg niður eða enda á rangri staðsetningu rétt áður en þeir ættu að vera settir á ákveðinn stað. Til að halda kerfinu í góðu gangi þurfa framleiðendur að athuga tómrunarspennuna reglulega innan bilsins 0,5–2,0 kPa, háð þyngd hluta, og skipta síum um hvern mánuð eða svo. Rusl í loftleiðslum kerfisins eyðir einnig þéttunum hraðar, sem gerir sveiflurnar í spennunni enn meira slæmar með öldrum.
Slökkvunarhálsins slitas, saumur og minnkun endurtekningar í Z-ás
Þegar oddar á sprautum byrja að breytast eftir langan notkunstíma mynda þeir litla göt sem skemma undirþrýstisþéttunina þegar hlutir eru takaðir upp. Og ekki má gleyma safnun á veðurpasta einu sinni – þessi efni geta minkað dregikraftinn um næstum helminginn í upphaflegum framleiðslulínunum sem vinna óhlétt. Saman skapa þessi vandamál alvarlega vandræði með endurteknum staðsetningum á Z-ásnum. Hugsum bara eftir: ef er jafnvel 0,05 mm hristingu við staðsetningu á hlutum, endum við með „tombstoning“-vandamálum á þessum litlu örgjörðum. Flestir keramískir oddar þurfa skiptingu um þriggja mánaða fresti til að halda lögun sinni óbreyttri með tímanum. Hvað gerist þegar O-hringirnir slita? Þeir valda því sem verkfræðingar kalla Z-ás hysteresis, sem þýðir að staðsetning verður verst þegar vélar vinna á hámarksferð. Regluleg viðhaldsmat er mikilvægt hér. Vel útfærðar kalibreringsaðferðir ættu örugglega að innihalda athugun á því hversu rétt oddarnir sitja (samdeild) og prófun á því hversu hratt undirþrýstishraðinn fellur af. Þessar einfaldu aðferðir hafa mikil áhrif á að koma í veg fyrir vandræði síðar.
Mechanískar og rúmfræðilegar áhrif PCB
Borðsafbrigði og ójafn hæð studdpínna sem valda dynamískri XY-afbrigðingu
Þegar SMT-pick-and-place vélar vinna með böldum kringlaufplötum eða ójöfnum styribyggingum verður dýnamísk XY-afbrigði raunverulegt vandamál. Ef platan bæst um meira en 0,75% af heildarlengd hennar veldur það litlum en mikilvægum færslum á staðsetningu hlutanna í þessum hröðum setjuágerðum. Vandamálið verður verst þegar styrihnífarnir eru ekki allir á sömu hæð. Þetta gerir því kleift ákveðnum svæðum að beygja undir vacuumþrýstingi rétt áður en myndavinnsla fer fram, sem ruglar upp viðmiðunarmörkunum sem við notum til stillingar. Þessar litlu villur safnast saman með tímanum í framleiðsluferlum og eru sérstaklega vandamál fyrir hluti með mjög fínri gati (allt sem er minna en 0,4 mm). Til að takast á við þessi vandamál þurfa framleiðendur að vera mjög varkár við að velja PCB-metalið sem heldur stöðugum CTE-eiginleikum í gegnum hitabreytingar. Jafnframt er mikilvægt að styrihnífarnir séu settir upp á samhverfis hátt yfir alla plötuna. Flest böldunarvandamál komast raunverulega frá muninum á því hversu mikið koparlagin dreifast samanborið við undirlagsmaterialeinu. Það þýðir að hönnuðar þurfa að leggja mikla áherslu á val á laminatmaterjali á upphafi þróunarferlisins ef þeir vilja lágmarka böldunarvandamál síðar.
Samþætt stýrsluskerfi – tíma- og stillingadisciplín
Latens í sjón-hreyfingasamstillingu (±0,8 ms breytileiki – 15–22 µm XY-villa við 80.000 CPH)
Að fá tíma á réttan hátt á milli sjónkerfisins og vélarhreyfinga er það sem gerir allan muninn fyrir nákvæma staðsetningu hluta. Þegar kerfið er í gangi við 80.000 hluti á klukkustund, þá telja jafnvel mjög litlir samstillingsvandamál miklu. Tímalag af aðeins plús eða mínus 0,8 millisekúndum getur valdið villa í staðsetningu um 15 til 22 mikrómetra, sem er um helmingur þykkleika einnar mannsbólgusnóru. Þessar litlu tímaproblematíkurnar safnast saman þegar myndavélar taka myndir, hugbúnaður fer í gegnum myndirnar og vélar svara – allt verður lítið misstillað. Ástandið verður verra þegar hitastig breytist á daginum eða þegar rafmagnsbylgjur eru í kringumhverfi kerfisins. Ef vélar eru ekki reglulega stilltar, leiða þessar litlu villur til stórra vanda eins og lóðbrúna eða vantar tengingar á þessum mjög fíngræða hlutum. Samkvæmt nýjum atvinnustöðumátum frá árinu 2023 minnkuðu framleiðsluverksmiðjur sem notaðu rauntímaeftirlit á þessum vandamálum um 42% í massuppskerunum sínum. Með því að halda strangum stillunartímaáætlunum er tryggt að sjónkerfið haldi rétta samstillingu við hreyfanlega hluta í gegnum allar hitabreytingar sem koma upp í rekstri.
Algengar spurningar
Hvernig áhrifar afkastagrunnur nákvæmni SMT-vélanna?
Afþreying af afkastagrunni á linsunum getur minnkað nákvæmni vélarinnar og leitt til setningarvilla um meira en 12%. Það er mikilvægt að halda reglulegum hreinlætisferlum til að tryggja besta afköst.
Hverjar eru algengar villuorsakir við setningu hluta?
Algengar villur innifela breytingar á gráskala-stillingu, áhrif stærðar á súgurör, minnkun á súgukrafti, slit á súgurör og bogning á borði – allt þetta áhrifar nákvæmni setningar hluta.
Hvernig áhrifar bogning á rafmagnsborðum SMT-vélarnar?
Bogning á rafmagnsborðum veldur dýnamískri XY-afbrigðingu í setningartíma, sem leidir til mikilla misstillinga á hlutum, sérstaklega við fjínsetningu á hlutum með smá millibili.
Hvers vegna er samstillun mikilvæg í Smt pick and place vél aðgerðum?
Samstillun tryggir nákvæma tímaáætlun á milli sjónkerfa og vélarhreyfinga. Hver einungis dregur úr tíma getur leitt til mikilla XY-villa, sem áhrifar heildarstillingar setningar.