Chip Mounter pirkimo gidas: pagrindiniai techniniai parametrai, kuriuos turėtų žinoti kiekvienas gamintojas

Chip Mounter pirkimo gidas : Montavimo tikslumas ir intelektuali vaizdo sistema – išeigos užtikrinimo pagrindas

Kaip ±X µm montavimo tarpas veikia BGA ir 01005 išeigą – už duomenų lapų teiginių ribų

Tai, kiek tiksliai čipo montavimo įrenginys deda komponentus, išties turi įtakos tam, kiek geros kokybės produktų išeina iš gamybos linijos, ypač kai dirbama su labai mažais komponentais, tokiiais kaip 01005 dydžio rezistoriai, kurių matmenys vos 0,4 iš 0,2 milimetro, ar tankiai supakuoti BGA korpusai. Techninėse charakteristikose paprastai nurodomas tikslumo diapazonas ±15 mikrometrų, tačiau patirtis rodo visai kitą vaizdą. Kai montavimo nuokrypis viršija 25 mikrometrus, gamintojai pradeda registruoti apie 15 % mažiau veikiančių BGA dėl to, kad litavimas linkęs susilieti tarp kontaktinių plotelių. Su tokiais itin mažais 01005 komponentais net 30 mikrometrų paklaida reiškia, kad beveik pusė komponento dydžio yra nepataikyta į reikiamą vietą, kas žymiai padidina riziką, jog atsiras „kapitono ant kapo“ (tombstoning) problema per litavimą. Ir štai dar vienas svarbus dalykas, kuris kartais lieka nepastebėtas – kalibravimo patikrinimai turėtų būti atliekami tuo metu, kai įrenginiai veikia karšti ir dreba, o ne tik ramiai stovėdami kontrolės laboratorijose. Tik taip galime pamatyti, kas iš tiesų vyksta gamyklos grindyse, kur sąlygos yra daug sudėtingesnės.

Vaizdo sistemos galimybės: 2D/3D apžvalga, fiksalų atpažinimo greitis ir realaus laiko korekcija

Pažangios vaizdo sistemos trukdo defektams atsirasti dėka trijų integruotų funkcijų:

• 2D/3D apžvalga : Užfiksuoja koplanarumą ir išvedimo tinklo (pin) išdėstymą QFN ir kituose korpusuose su išvedais, nustatant netinkamą komponento padėtį dar prieš lydymo procedūrą.
• Fiksalų atpažinimas : Greiti kamerų įrenginiai pasiekia sub-50 ms plokštės alignavimą vienai plokštei, dinamiškai kompensuodami plokštės išlinkimą ar posūkį.
• Realiojo laiko korekcija : Naudodama uždaros kilpos grįžtamąjį ryšį, koreguoja sriegio poziciją tiesiogiai dedant – sumažina dedamųjų klaidų skaičių 40 %, palyginti tik su postproceso korekcija.

Plokštės išlinkimo kompensavimas: kodėl tikra tikslumas reikalauja adaptacinių kalibravimo, o ne tik aukštų nominalių techninių charakteristikų

PCB plokštės išsikreivina terminių ciklų metu, kartais net iki 150 mikrometrų. Statinė kalibracija tiesiog nepakankama susiduriant su tokio pobūdžio matmenų pokyčiais. Naujesnės adaptacinės sistemos iš tikrųjų naudoja lazerinius profiliometrus, kad stebėtų, kaip plokštės deformuojasi dirbdamos. Tada šios sistemos dinamiškai koreguoja tiek Z aukštį, tiek montavimo kampus. Ką tai praktiškai reiškia? Gamintojai praneša apie maždaug 22 % mažesnį BGA tuštumų kiekį, lyginant su senesniais fiksuotos kalibracijos metodais. Renkantis čipų montavimo įrenginius, ieškokite modelių, kurie turi gyvus aukščio jutiklius ir protingas algoritmus, o ne pasitenkinkite įranga, kuri deklaruoja ±10 mikrometrų tikslumą, bet neturi realaus laiko koregavimo galimybės. Patirtis rodo, kad tikslumas turi mažai reikšmės, jei įrenginys negali prisitaikyti prie besikeičiančiomis sąlygomis, atliekant faktinę gamybą.

Našumas ir gamybos lankstumas modernioms SMT linijoms

CPH realybės patikrinimas: nominalios greičio (pvz., 42 000 CPH) ir išlaikomo rezultato atitikimas realiomis sąlygomis

Apie 42 000 detalių per valandą pasiekiamos didžiausios greičio reikšmės atrodo tikrai įspūdingai, tačiau svarbiausia – kaip gerai šios mašinos veikia kasdien realiose gamyklose, o ne tik kontroliuojamomis bandymo sąlygomis. Kai pažiūrime į faktines gamybos patalpas, situacija labai greitai tampa sudėtinga. Maitinimo keitimas užtrunka, plokštės dažnai laukia apdorojimo, o tie puikūs vaizdo sistemos sprendimai reikalauja papildomų sekundžių, kad galėtų „pademonstruoti savo magiją“. Visa tai lemia apie 15–30 % sumažėjimą faktiniame išvesties kiekyje gamykloms, kurios tuo pačiu metu gamina kelis produkto tipus. Gamybos linijos, tvarkančios tiek mažas 01005 dydžio pasyvines komponentes, tiek didelius jungtukus, susiduria su rimtais sunkumais jų keitimo metu. Stengimasis pasiekti supergreitį taip pat gali sukelti problemų, ypač delikatesniems finišinio žingsnio BGA korpusams, kai net nedidelės nelygiavymo klaidos veda prie brangaus perdarymo darbo. Todėl protingi gamintojai investuoja į modulinius sprendimus su tarpinėmis zonomis tarp stotelių, kad visą liniją būtų galima palaikyti sklandžiai veikiančią. Reguliarios patikros vakuuminių antgalių būklę taip pat padeda išlaikyti stabilų veikimą, nes nusidėvėję dalys trikdo tokią svarbią kokybiškos surinkimo operacijos ritmą. Galiausiai, niekam nerūpi maksimalūs greičio skaičiai, jei mašina negali ilgą laiką tiekti patikimo našumo.

Maitinimo sistemos ekosistemos universalumas: tobulai palaikomas juostelinis, lazdelių, masinis ir lėkštelių maitinimas visų tipų komponentams

Chipo montuoklio maitinimo sistemos ekosistema lemia jos praktinį lankstumą. Vedačiosios sistemos vienu metu palaiko visas pagrindines maitinimo priemones:

• 8 mm ir 12 mm juostų ritės didelės apimties mikroschemoms
• Lazdelių maitintuvai LED'ams ir nestandartinės formos detalėms
• Masiniai maitintuvai pasyviųjų matricų dėžutėms
• Lėkštelės tvarkytuvai BGAs ir QFNs

Perjungiant tarp skirtingų gamybos ciklų, rankinis darbas praktiškai pašalinamas, todėl paruošimo laikas gali sutrumpėti nuo 30 iki 40 procentų, priklausomai nuo situacijos. Sistema naudoja mašininio matymo technologiją automatiniam kalibravimui, užtikrinančią, kad detalės būtų patalpintos apie 50 mikronų tikslumu nuo numatytoji pozicijos nepriklausomai nuo to, koks medžiaga apdorojama. Maitinimo stalčiai sukurti su universaliais jungtuvais, kad gamintojai galėtų greitai pereiti nuo mažų partijų testavimo prie visapusių gamybos operacijų. Protingos jutiklių technologijos stebi praleistas komponentus realiu laiku, leidžiant aptikti problemas pakankamai anksti, kad visiškai būtų išvengta defektinių montažų. Aukščiausios klasės sistemos sujungia visas įmanomas maitinimo strategijas per bendrus programinės ir aparatinės įrangos standartus. Tai reiškia, kad gamyklos gali vienu metu gaminti produktus, pagamintus visiškai skirtingomis technologijomis, nesumažindamos greičio ar efektyvumo – anksčiau tokia galimybė tradicinėse gamybos sistemose reikalavo brangių kompromisų.

Sistemos integravimas, mastelio plėtra ir grąžos optimizavimas Čipų montuotojas Investicija

Tikroji gamybos efektyvumas priklauso ne tik nuo atskirų mašinų techninių charakteristikų, pateiktų dokumentuose. Svarbu taip pat, kad šios sistemos sklandžiai veiktų kartu su esamomis SMT sąrankomis. Kai MES/ERP platformos tinkamai susijungia su automatizuotomis medžiagų tiekimo sistemomis, tai neleidžia informacijai likti izoliuotose „salese“ ir sumažina prarandamą laiką perėjus prie naujos gamybos. Taip pat neturėtų būti nepaisoma galimybės išplėsti operacijas. Modulinė konstrukcija leidžia gamintojams pakopomis modernizuoti įrangą – pavyzdžiui, pridėti papildomas maitinimo stoteles ar geresnius vaizdo apžiūros modulius, nereikiant visko nugriauti ir pradėti iš naujo. Grąžinamo investicijoms vertinimas reikalauja minties už to, kas parašyta pradinėje kainoje. Geriausias bendrosios savikainos (TCO) analizė turėtų apimti tokias sąnaudas kaip metinės energijos sąskaitos (apie 18 tūkst. USD per metus greitai veikiančioms mašinoms), reguliarūs techninės priežiūros poreikiai bei pagerėjęs gaminamų produktų kokybės lygis. Kai kurios įmonės pastebėjo, kad sumokėjus iš pradžių 15–20 procentų daugiau, ilguoju laikotarpiu sutaupoma daugiau nei 35 procentų eksploatacijos išlaidų. Daugelis gamybos vadovų jau po keturiolikos mėnesių pradeda matyti grąžą iš investicijų dėka mastelio sprendimų, kurie atideda brangių naujų įrenginių pirkimą.

Patikimumas, aptarnavimo palaikymas ir gyvavimo ciklo kaina: svarbūs netechniniai veiksniai renkantis čipų montuoklį

Kalbant apie tvarų gamybą, iš tikrųjų yra trys pagrindiniai veiksniai, kurie svarbūs ne tik techninėms charakteristikoms. Pirmiausia – patikimumas. Aukšto našumo SMT linijose mašinų nuolatinis veikimas turi didžiulę reikšmę. Kalbame apie įrenginius, kurių gamybos sustabdymas net vienai valandai gali kainuoti daugiau nei 18 tūkst. JAV dolerių. Dėl to gamintojai renkasi mašinas su aukštu MTBF rodikliu ir patikima mechanine konstrukcija, kad būtų išvengta nenuspėjamų sustojimų. Antra – techninė priežiūra ir aptarnavimas. Galimybė pasinaudoti paros ratais teikiamomis techninėmis paslaugomis, vietine atsarginių dalių atsarga bei arti esančiais kvalifikuotais technikais daro esminį skirtumą. Gamyklos, neturinčios tokios vietinės paramos, paprastai 40 % ilgiau taiso problemas, kai jos iškyla. Galiausiai, labai svarbu įvertinti visą gyvavimo ciklo kainą. Tai reiškia, kad reikia įvertinti, kiek energijos kiekviena mašina sunaudoja vienam sumontuotam komponentui, reguliarios priežiūros poreikius bei tai, kaip dažnai per penkerius–septynerius metus reikia keisti dalis. Kai įmonės skaičiuoja grąžinamumą (ROI), įtraukdamos tokias sąvokas kaip įrangos nusidėvėjimas, produktyvumo išlaikymas ir aptarnavimo sutartys, skaičiavimuose dažnai pasiteisina patvaresnės, gerai aptarnaujamos mikroschemų montavimo sistemos, nepaisant jų didesnės pradinės kainos.

Dažniausiai paskyrančių klausimų skyrius

Kodėl svarbu montavimo tikslumas čipų montavime ?

Montavimo tikslumas yra kritiškai svarbus, nes net nedidelės nuokrypos gali sukelti defektus, tokius kaip lydžio tilteliai ar „kapotiniai“ komponentai (tombstoning), ypač su mažais komponentais, pvz., 01005 dydžio rezistoriais. Šios problemos labai paveikia galutinio produkto išeigą ir kokybę.

Kaip vaizdo sistemos padeda pagerinti čipų montuoklių našumą?

Vaizdo sistemos užtikrina 2D/3D apžvalgą, greitą fiksalinių žymių atpažinimą tinkamam derinimui ir realaus laiko taisymą, kuris ženkliai sumažina montavimo klaidas. Tokios sistemos gerina bendrą gamybos kokybę ir efektyvumą.

Kas yra adaptuojamoji kalibracija ir kodėl ji svarbi?

Adaptuojamoji kalibracija reiškia mašinos nustatymų dinaminį derinimą gaminant, kad būtų kompensuotas plokštės išlinkimas ir kitos pokyčiai. Ji užtikrina tikrą tikslumą, sumažina defektus, pvz., BGA tuštumas, ir gerina išeigą.

Kaip realiose sąlygose paprastai sumažėja našumas?

Perfomansą gali sumažinti tokie veiksniai kaip maitinimo keitimas, laukimo laikas plokštėms ir papildomi sekundės, reikalingos pažangios vaizdo sistemos procesams. Realios sąlygos dažniausiai sukelia 15–30 % kritimą nominaliose išvesties vertėse.