SMT алу және орналастыру машиналарындағы жиі кездесетін мәселелер (және оларды шешу тәсілдері)

Smt pick and place machine : Компоненттерді орналастырудың дәлдігіне қатысты мәселелерді диагностикалау және шешу

Компоненттердің қаншалықты дәл орнатылуы беттік орнату технологиясын (SMT) бағалайтын кезде пик-энд-плейс машиналарының ең маңызды факторларының бірі болып табылады. Күрделі баспа платалардың дизайнында 50 микрон шамасындағы өте аз сапалық ауытқулар да жартылай өткізгіштерге қатер тудыруы мүмкін. Мұның неге болатынына тереңірек қарағанда, көру жүйелері әдетте үш негізгі мәселені анықтайды. Біріншіден, форсункалар компоненттерді дұрыс ұстамағандықтан, бөлшектер ±3 градусқа дейін бұрылып кетуі мүмкін. Екіншіден, X/Y орын ауыстыруы 25 микроннан асады, негізінен машина позициялау жүйесі жылжу бастаған кезде болады. Соңында, Z осі бойынша қысымның өзгеруі әсіресе өте кішкентай 0402 өлшемді компоненттерде көрінетін тәжірибелі «тастыңба» ақауларына әкеп соғады. Осы проблемалардың пайда болу себебіне тереңірек қарағанда, тозып қалған форсункалар инциденттердің 10-ның 4-ін құрайды. Дұрыс емес беру механизмдері шамамен 30% үлес қосады, ал IPC-9850 нұсқаулықтарын бұзатын 2,5 G-ден жоғары тербелістер қалған проблемалық аймақтарды құрайды.

Орнату қателіктерінің және компоненттердің бұрылу себептерін анықтау

Компоненттерді орнатудағы қателіктер, әдетте, машиналар мен оларды пайдалану тәсілдерімен байланысты мәселелерге байланысты. Шлангалар тозып немесе деформацияланып, өндірістік алаңда кездесетін дәлдік мәселелерінің шамамен 40% -ын түсіндіреді. Бұл тозған шлангалар жоғары жылдамдықпен жұмыс істегенде ұстау тұрақтылығына нақты әсер етеді. Калибрлеу қателіктері де біртіндеп жинақталады, себебі машиналар мәңгі дәл орнатылған бола алмайды. Температураның өзгеруі мен тұрақты механикалық кернеу уақыт өте келе орындарындағы өте кішкентай ауытқуларды жинақтайды. Содан кейін бергіш механизмдер келеді. Тістегіштерде зақымдану белгілері пайда болғанда немесе серіппелер серпімділігін жоғалтқанда, компоненттер орнатылар алдында да дұрыс орналаспайды. Сонымен қатар, тербелісті де ұмытпау керек. Жүйенің бойынша тым көп тербеліс бұл кішкентай мәселелерді одан әрі нашарлатады, нәтижесінде компоненттер тақтада дұрыс емес орынға немесе мүлдем қате орнатылады.

SMT пик және орналастыру машинасының дәлдігін оптималды деңгейде ұстау үшін калибрлеу әдістері

Уақыт өте келе машиналардан мүмкіндігінше тиімді пайда алу үшін оларды дұрыс калибрлеуді сақтау өте маңызды. Лазерлік басшық биіктігін калибрлеу туралы болғанда, біз шынымен Z осі бойынша қысымды тұрақты ұстау туралы айтып отырмыз. Өйткені құрамдас бөлшектер өте кішкентай болған кезде, басқаша жағдайда жинау кезінде олар «тастыңба» (tombstoned) қалпына келуі мүмкін. Көру жүйелері үшін калибрлеу X және Y бағыттарында орналасу проблемаларын шешуге көмектесетін стандартты фидуциалды маркерлерді қамтиды, әдетте дәлдік шамамен 10 микрон шамасында болады. Шын мәніндегі ерекшелік ұзақ өндірістік циклдар кезінде температура өзгерген кезде материалдардың қалай кеңейіп және сығылатынын ескеретін динамикалық компенсациялық бағдарламалық жасақтамада жатыр. Бұл автоматты калибрлеу тексерістері сериялар арасында орындалады, операторлар жіберетін қателіктерді азайтуды ғана емес, сонымен қатар бүкіл өндірістік процесті мәнді түрде баяулатпай күнбе-күн дәлдікті сақтайды.

Ұзақ мерзімді орналасу дәлдігін сақтау үшін техникалық қызмет көрсету протоколдары

Уақыт өте келе дәлдікті сақтау — бұл проблемаларды алдын алу мен туындап отырған мәселелерді жоюды қамтитын реттелген техникалық қызмет көрсетуді білдіреді. Көптеген өндірушілер дәлме-дәл жұмыс үшін шамамен әрбір 50 мың орнатудан кейін форсункаларды тексеріп, ауыстыруды ұсынады, бірақ бұл нақты пайдалану шарттарына байланысты өзгеруі мүмкін. Ай сайынғы тексерістерге таспаның керілуін, рельстердің дұрыс туралауын және компоненттермен фидерлердің қалай әрекеттесетінін тексеру кіруі керек, сонда кішігірім мәселелер үлкендерге айналмас. Қоршаған ортаның тұрақтылығы да маңызды. Температураны шамамен 2 градус Цельсийге дейін, ал ылғалдылықты 40-60 пайыз аралығында сақтауға тырысыңыз. Бұл уақыт өте келе баяу болып отыратын қажетті реттеулерден құтылуға көмектеседі. Сондай-ақ, бұл техникалық қызмет көрсету сессиялары кезінде орындалған барлық іс-шараларды тіркеуді ұмытпаңыз. Толық құжаттама техниктерге тозу белгілерін ерте анықтауға және бөлшектердің шынымен сынбай тұрып оларды ауыстыруға мүмкіндік береді, бұл кейіннен тоқтап қалу мен жөндеу шығындарын үнемдейді.

Фидуциалдық танудан және көру жүйесінің істен шығуынан мәлімет алу

SMT операцияларында фидуциалдық танудың дәлсіздігінің негізгі себептері

Көбінесе фидуциалдық тану мәселелері негізінен үш негізгі себепке байланысты: жарықтандырудың біркелкісіздігі, камераның калибрлеуінің ығысуы және баспа платалар арасындағы айырмашылықтар. Ескірген немесе жыпылықтайтын шамдар кішкентай сілтеме белгілерін жою үшін көлеңкелер мен жарқырауды туғызады. Біз оның болатынын көрдік – камера ұзақ айлар бойы пайдалану кезінде баяу өзінің идеалды туралауын жоғалтады, сондықтан бұрын сенімді болған белгілерді табу қиындайды. Содан кейін тақтаның өзінде мәселелер болады – бұрмаланған беттер, кейбір жерлерде тым қалың, басқаларында жұқа болатын қорғағыш қабат, сонымен қатар таза анықтаудың алдында тұратын шаң мен қалдықтар. 2024 жылғы «Жинақтау технологиясы» есебінің соңғы салалық деректеріне сәйкес, бұл түрдегі көру жүйесінің қиындықтары бүгінгі өндірістік желілердегі SMT компоненттерін орнатудың барлық қателіктерінің шамамен үштен бірін құрайды.

Сенімді тануды қамтамасыз ету үшін жарықтандыру мен камера жүйелерін оптимизациялау

Жұмыс аймағының барлық бөлігін біркелкі жарықтандырып, шаңырақтар мен шағылуларды азайтуда жақсы жарықтандырудың маңызы зор. Көбінесе сәтті орнатылған жүйелерде әртүрлі биіктіктегі материалдар мен бөлшектермен жұмыс істеу үшін бірнеше реттеуге болатын шамдар қолданылады. Сертификатталған калибрлеу мишеньдерімен жұмыс істеген кезде камераға регулярлы тексерістер де маңызды. Фокус параметрлері, экспозиция деңгейлері мен искажениелерді жою — тұрақты техникалық қызмет көрсетудің бір бөлігі болуы керек. Кейбір зауыттар калибрлеу жұмыстарын техникалық қызмет көрсету кестесіне тікелей енгізу арқылы автоматтандыруды одан әрі жетілдіреді. Ең жақсы нәтиже көрсеткен объектілер жылтыр беттер үшін сақиналы шамдар мен коаксиалды жарықтандыру жүйелерін қолдану арқылы шамамен 99,8% тану дәлдігіне жетеді. Бұл жетекші объектілер өндірістің шамамен 200 сағатынан кейін қайта калибрлеудің келесі циклін жоспарлайды, бұл жұмыстың үздіксіз орындалуын қамтамасыз етеді.

Тақтаның бүлінуі мен бетінің шағылдыруына қатысты мәселелерді шешу

Плата иілінген кезде фокалдық жазықтықтарда әртүрлі мәселелер туындайды, бұл көру жүйелерінің дұрыс жұмыс істеуіне мүмкіндік бермейтін жартылай шағылуларға әкеледі. Бұл мәселені шешу үшін көптеген жүйелерде көп жазықтықты фокустау әдістері мен биіктік карталау қолданылады, ол иілген аймақтарда автоматты түрде фокус ығысуын түзетеді және қажетті анықтықты қалпына келтіреді. Жарқырағыш беттермен жұмыс істеу толығымен басқа қиындықтар туғызады. Мұнда негізгі тәсіл – жарқырауды азайту үшін поляризацияланған сүзгілерді және төменгі бұрышта орналасқан жарықтандыруды қолдану, бұл нақты кескін контрастын жақсартады. Кейбір алдыңғы қатарлы 3D көру жүйелері беттен шағылып түскен шағылулардан нақты белгілерді ажырату үшін бет бедері туралы егжей-тегжейлі ақпаратты тіркеуге дейін жетеді. Өткен жылы жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл әдістер күрделі материалдармен жұмыс істеген кезде тану сенімділігін шамамен 45% арттырды.

Компоненттерді алу мен босату ақауларын жою

Вакуумдық шлангінің жұмыс істеуінің бұзылуы: бітелу, тозу және деформация

Компонентті алудағы сәтсіздіктерге келетін болсақ, вакуумдық шлангілердегі мәселелер тізімнің ең жоғарғы жағында болады. Негізгі себептерге ескі қалайы пастасының тудырған бітелуі, жиналған шаң немесе желім қалдықтары жатады, олар шлангінің ішінде біртіндеп жинала береді. Бұл бітелулер сору күшіне әсер етеді. Сонымен қатар, уақыт өте келе шлангілердің тозуы мен қолдану қарқынына да назар аудару керек. Шлангілер ескірген сайын олар біршама деформацияланып, вакуумдық сорғышта серпімділікті жоғалтып, жинау кезінде компонентке тығыз жабыспауы мүмкін. Сондықтан трещинаның немесе басқа да көрінетін зақымдануларды рет-ретімен тексеру қажет. Сонымен қатар дұрыс өлшеу құралымен сору күшін тексеру де маңызды. Тазалау жұмыстарын да регулярлы түрде осы мақсатқа арналған еріткіштерді пайдаланып жүргізу керек. Салалық статистикаға сүйенсек, автоматтандырылған өндірістік жолдардағы шамамен 45% қиындық туғызатын pick-and-place қателіктері шынымен осы шлангілердің өзінде туындайды.

Компонентті алуға әсер ететін вакуумдық қысымның жеткіліксіздігі

Вакуумдық қысым қажетті деңгейдің төменіне түскен кезде компоненттер дұрыс жабыспайды, ол өндірістік желі бойынша қозғалған кезде грейферлердің жұмысының орындалмауы немесе бөлшектердің түсіп қалуы сияқты әртүрлі мәселелерге әкеледі. Көбінесе біз түтіктердегі ауа құйылуы, тазартуға қажет болатын лас сүзгілер немесе уақыт өте қолданыста тозып қалған сорғыштар сияқты мәселелерді байқаймыз. Жүйе әдетте қарапайым компоненттер үшін 50-ден 70 килопаскальға дейінгі шамамен өндірушінің көрсеткіштеріне жетіп тұрғанын әрқашан тексеріңіз және бұл үшін бағдарлау емес, дұрыс өлшеу құралдарын пайдаланыңыз. Зауыт алаңының есептері вакуумдық жүйелерді жақсы ұстау грейферлердің істен шығуын шамамен екі есе азайтатынын, ал бұл түскен бөлшектерге байланысты тұрақты тоқтап тұруларсыз бәрі тегіс жұмыс істеген кезде жалпы өнімділік көрсеткіштеріне үлкен әсер ететінін көрсетеді.

Бергішке қатысты мәселелер: доңғалақтың зақымдануы, серіппенің шаршауы және бөгде қоспалар

Бөлшектерді машиналарға беру тәсілі өндірісті тұрақты ұстау үшін шынымен маңызды. Істемге байланысты шестернялардың кесек болуы немесе дұрыс орналаспауы барлық процестің синхрондан тыс қалуына және бөлшектердің керек уақытта алға жылжуын тоқтатуына әкеледі. Шексіз циклдардан өткен серіппелер уақыт өте келе серпімділігін жоғалтады, нәтижесінде бөлшектер қажет орындарында емес, жағдайы бұзылған орындарда орналасады. Жүйеге материалдардың жиі қосылуы — желім таспаларының үзіктері, кішкентай сынған бөлшектер, тіпті шаңның жиналуы да жолды бітелтіп, бөлшектердің дұрыс алынуына кедергі жасайды. Техникалық қызмет көрсету бригадалары жолдарды регулярлы тазартып, шестернялардағы ақауларды тексеріп және серіппелер толық сынбай тұрып оларды ауыстырып отыруы керек. Бұл қарапайым шаралар беру процесін дәл ұстап, өндірушілердің өте маңызды деп санаған Жабдықтардың Жалпы Тиімділігі көрсеткішін арттырады.

SMT орнатуды жақсарту арқылы қорғасын ақауларын болдырмау

Орнату дәлсіздіктерінің могилка тәрізді болу мен қорғасын аралықтастырудың алдын алу жолдары

Компоненттерді орналастыру дәлдігі жалғау орындарының қаншалықты жақсы бекітілетіндігіне үлкен әсер етеді. Зерттеулер шамамен 38% тасбақа дефектісі орналастыру қателері плюс немесе минус 0,1 мм-ден асқан кезде пайда болатынын көрсетеді. Бөлшектер дұрыс тураланбаған кезде, қатты қоспа тақта бетіне теңсіз таралады. Бұл қыздыру кезінде компоненттің бір жағын жоғары көтеретін әртүрлі ылғалдану күштерін туғызады. Егер бөлшектер жанындағы контактілік алаңдарға қарай жылжыса, рефлоу кезінде барлығы балқыған кезде жиі сымдар арасында балқыма көпірлері пайда болуы мүмкін. Әлбетте, қазіргі заманғы жабдықтар лазерлік түзету жүйелері арқылы шамамен 25 микрон дәлдікпен компоненттерді орналастыра отырып, осындай мәселелермен күресуге көмектеседі. Бұл жақсартулар өндірістік желідегі ақауларды азайтқаны рас, бірақ машиналарды дұрыс орнату мен техникалық қызмет көрсетуді талап етеді.

Балқыма ақауларын азайту үшін орналастыру параметрлерін оптимизациялау

Жылдамдық пен дәлдіктің дұрыс тепе-теңдігін қолдану қатты жағымсыз қателерді азайтуға көмектеседі. Жоғарыдағы шығыстармен жұмыс істегенде, олар тым көп секіріп кетпес үшін түсу жылдамдығын 20 мм/с аспайтындай етіп ұстаған дұрыс. Орналастыру қысымы 1,0–2,5 Ньютон аралығында болуы керек, сонда біз қорғасын қоспасын орнынан ығыстырмаймыз. Өндіріс желілері үшін тор калькалар мен орналастыру машиналарын бір түрлі бақылау жүйесі арқылы синхрондау ұзақ циклдерге тап болмай, процестің үздіксіз жүруін қамтамасыз етеді. Бөлшектер басылғаннан кейін тым ұзақ тұрса, әдетте бір сағаттан асқан уақытта табут тастарының пайда болу ықтималдығы шамамен 40%-ға артады. Ал кішігірім компоненттермен жұмыс істегенде, ылғалдану күштерін теңестіруге және табут тастарының пайда болу мүмкіндігін азайтуға ең жақсы жартылай контактілік жабылу деңгейін сақтау керек.

Зерттеу жағдайы: Машиналарды реттеу арқылы табут тастарын 68% азайту

Жүргізілген зерттеуге сәйкес, 01005 және 0201 компоненттік пакеттер үшін тасбақа тәрізді орналасу проблемаларын шамамен 68% дейін азайту үшін машиналарды жүйелі түрде реттеу тиімді болды. Нәтиже қалай қол жеткізілді? Олар көру жүйелерін 15 микрометрден аспайтын дәлдікпен туралау маркерлерін анықтай алатындай етіп баптады, шүмектің қысымын дәл 1,2 Ньютонға тең етіп орнатты және нақты уақытта температураны реттеу мүмкіндігін қосқан. Сондай-ақ, команда бөлшектердің алдын ала қыздыру аймағында болу уақытын шамамен 90 секундқа созды және балқу кезеңінде температураны 150–170 градус Цельсий аралығында ұстап, негізгі бұрғылау алдында материалдардың біркелкі балқуын қамтамасыз етті. Бұл өзгерістер тасбақа тәрізді орналасу секілді қателерді жоюдан тыс, балқу көпірлерінің пайда болуын да таңқаларлықтай төмендетті және осы өндіріс партиясы кезінде оларды шамамен екі есе азайтты.

Компоненттердің бүтіндігін қамтамасыз ету және материалдардың зақымдануын болдырмау

Алу және орналастыру кезінде компоненттердің зақымдануының негізгі себептері

Беттік орнату технологиясы кезінде компоненттер зақымданғанда өндіріс шығымы мен өнімдердің уақыт өте келе сенімділігіне әсер етеді. Бұл мәселенің негізгі себептері - шүмектерден тым көп қысым, бөлшектермен дұрыс жұмыс істемеу және оларды орналастыру кезінде бағдарлаудың дұрыс болмауы. Жоғары күшті шүмектер сезімтал компоненттік пакеттерді сындыруы немесе олардың аяқталу нүктелерін бұзуы мүмкін. Сонымен қатар, бөлшектермен дұрыс жұмыс істемеу жол сериясында өте сезімтал жартылай өткізгіштік чиптердің зақымдануына әкелетін электростатикалық разряд қаупін туғызады. Содан кейін бөлшектердің қисық бұрыштармен орналастырылуы механикалық кернеуді тудырады. Бұл кернеу кейіннен ішкі байланыстарда сынуға немесе тіпті бүкіл пакеттік құрылымдардың бұзылуына әкелуі мүмкін.

ESD-қауіпсіз жұмыс істеу және оптималды шүмек қысымы параметрлері

ЭОЗа-дан шығатын зақымдардан сезімтал компоненттерді қорғау үшін негізгі қауіпсіздік ережелерін сақтау қажет. Жұмыс орындары тұрақты жерге қосылуы тиіс, сонымен қатар жұмыс аймақтарында өткізгіш кілемшелер және сақтау мен тасымалдау үшін дұрыс антистатикалық ыдыстар болуы керек. Түтікшелерді орнату барысында нақты түсінік пен ескеретін нюанстар көп болады. Жеңіл компоненттердің өзі айтарлықтай вакуумдық қуатты қажет етпейді, әйтпесе олар сору кезінде сығылады. Ауыр бөлшектер толық қарама-қарсы: оларды ұстау үшін жеткілікті күш қажет, әйтпесе жылжыту кезінде сырғанауы мүмкін. Техникалық қызмет көрсетушілер қысым сенсорларын кем дегенде айына бір рет тексеріп отыруы керек, олардың көрсеткіштері дәл болуы үшін. Сондай-ақ, уақыт сайын түтікшелердің өздеріне мұқият қарап отыру керек. Кішкентай тозу белгілері немесе қисықтану да бүкіл операцияны бұзып, кейіннен әртүрлі проблемалар туғызуы мүмкін.

Жарамсыз алу немесе орналастыру биіктігінен пайда болатын зақымдардан аулақ болу

Тасымалдау немесе орналастыру биіктігін дұрыс таңдамау өндірістік желілерде материалдарға зиян келтірудің негізгі себептерінің бірі болып табылады. Егер тасымалдау биіктігі тым төмен болса, шүмектер компоненттерді тікелей фидерлерге немесе лента жүйелеріне басып, сезімтал бөлшектердің пішінін бүлтеруі мүмкін. Керісінше, бұл биіктік тым жоғары болса, тасымалдаулар сәтсіз аяқталады да, машиналар қайта-қайта әрекет етіп, уақыт өте келе сезімтал компоненттердің тозуына әкеледі. Орналастыру операциялары үшін дұрыс тепе-теңдікті табу өте маңызды – компоненттер балқытылған қорғасын бетіне тиіп, оның жартылай сұйық бетіне жақсы жабысуы керек, бірақ тақтаның өзіне зақым келтірмейтіндей болуы керек. Қазіргі заманғы жабдықтарда лазерлі биіктік сезгіштер мен автоматты калибрлеу мүмкіндіктері бар. Бұл технологиялар әртүрлі компоненттердің өлшемдері мен пішіндерімен жұмыс істеген кезде де баптауларды тұрақты ұстауға көмектеседі және бұл әлем бойынша өндірістік дәлдік талаптарының қатаюына байланысты барған сайын маңызды болып отыр.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Компоненттерді орналастыру қателерінің негізгі себептері қандай?

Компоненттерді орналастыру қателері жиі тозып кеткен шүмектер, дұрыс емес фидер механизмдері мен артық вибрациялар салдарынан пайда болады.

Машина калибрлеуі SMT компонент орналастыру дәлдігін қалай жақсартуға мүмкіндік береді?

Дұрыс калибрлеу Z-өсі бойынша қысымның тұрақтылығын қамтамасыз етеді, фидуциалды белгілермен байланысты орналасу мәселелерін шешеді және температура өзгерістері үшін динамикалық компенсация бағдарламасын қолданады.

Фидуциалды тану үшін жарықтандырудың қандай рөлі бар?

Жақсы жарықтандыру көлеңкелер мен жарқылдарды азайтуға көмектеседі және компоненттерді дәл орналастыру үшін фидуциалды белгілердің анық көрінуін қамтамасыз етеді.

SMT операцияларында қатынау ақауларын қалай азайтуға болады?

Орналастыру жылдамдығын, қысымды, шаблондық принтерлер мен орналастыру машиналары арасындағы синхрондауды, сонымен қатар дұрыс контакт алаңын ұстау арқылы қатынау ақауларын азайтуға болады.

Компоненттердің бүтіндігі үшін ESD-қауіпсіз ұстау неге маңызды?

ESD-қауіпсіз ұстау сезімтал компоненттерді электростатикалық разрядтан қорғайды, зақымдануды болдырмауға және өнімнің сенімділігін қамтамасыз етеді.