EN
Optinės atpažinimo sistemos našumas apie Smt pick and place mašiną
Kiek tikslūs SMT paimk-ir-padėk įrenginiai darbas tikrai priklauso nuo tų optinių atpažinimo sistemų, kurias jie turi. Kai šviesa pradeda blėsti arba ant lęšių kaupiasi dulkių, tai trukdo mašinos skaitymui fiducial žymų, dėl ko detalės dedamos neteisingai. Pag according to praeitais metais parengtoje SMT montavimo ataskaitoje pateikta pramonės tyrimų informacija, net nedidelis dulkių kiekis ant lęšių gali sukelti iki 12 % montavimo klaidų. Todėl dauguma gamintojų laikosi reguliarių valymo procedūrų ir keičia šviesos šaltinius dar prieš visiškai išeinant jiems iš rikiuotės. Šių sistemų valymas ir tinkamas priežiūros užtikrinimas yra būtinas, jei norima gauti nuoseklius rezultatus iš montavimo linijų.
Šviesos šaltinio senėjimo ir lęšių/dulkių užterštumo poveikis fiducial žymų aptikimo patikimumui
Kai į sistemą patekia teršalai, jie sutrikdo šviesos elgesį ir sumažina vaizdo kontrastą, dėl ko sistemai sunku atpažinti svarbius orientyrus. Net mažiausi dulkių dalelės, apie 10 mikronų dydžio, gali paslėpti esminius kraštų žymeklius. Taip pat negalime pamiršti ir senėjančių LED šaltinių: laikui bėgant jų bangos ilgis pradeda kisti, todėl visiškai iškrenta pilnosios pilkosios spalvos skalės nuskaitymas. Visi šie veiksniai kartu smarkiai sumažina sistemos gebėjimą tiksliai nustatyti smulkius pozicijos detalius. Ką tai reiškia? Paprastas atsakymas: didesnės XY poslinkio problemos montuojant plokštes. Tikrosios AOI bandymų rezultatų analizė aiškiai tai parodo: plokštės, kurios buvo tikrintos užterštomis vaizdo sistemomis, rodo maždaug tris kartus didesnį komponentų padėties nuokrypį lyginant su plokštėmis, kurioms buvo naudojamos švarios ir tinkamai prižiūrimos optinės sistemos.
Pilkosios spalvos reikšmių kalibravimo nuokrypis ir purkštuko dydžio įtaka komponento centro taško apskaičiavimui
Komponentų centro nustatymo klaidos dažnai kyla dėl nekalibruotų pilkumo reikšmių slenkstinių verčių arba fizinio purkštuko trukdžių. Kai kalibravimas nukrypsta 5 pilkumo vienetais, vaizdo sistemą neteisingai įvertina komponentų ribas 15–22 µm. Kartu per dideli purkštukai blokuoja kameros matomumą vaizduojant – ypač mikrokomponentams mažesniems nei 0201 dydžio – todėl atsiranda paralaksė ir ribų neapibrėžtumas. Panagrinėkite šiuos palyginamuosius klaidų šaltinius:
| Klaidos šaltinis | Tipinė nuoklona | Kalibravimo dažnumas |
|---|---|---|
| Pilkumo reikšmių slenkstinės vertės nukrypimas | 12–18 µm | Kas dvi savaites |
| Purkštuko blokavimas | 8–15 µm | Pavojus pakeitimas |
Griežtai laikantis pilkumo reikšmių perkalinimo grafiko ir purkštukų dydžio pritaikymo protokolų centrų nustatymo klaidos sumažėja 68 %, kaip nustatyta vidinėse procesų audituose trijose pirmosios pakopos EMS gamybos įmonėse.
Purkštuko–siurbimo sistemos vientisumas ir vakuumo stabilumas
Vakuumo silpnėjimas, užsikimšę filtraai ir periodiškas pakėlimo nesėkmė
Vakuumo sistemų stabilumas labai paveikia komponentų tikslumą gamybos metu. Filtrai, užsikimšę dulkių ir šiukšlių, sukelia vakuumo slėgio kritimą žemiau reikiamo lygio tinkamam veikimui, dėl ko kyla įvairių problemų pakeliant mažus detalių, pvz., visada naudojamus 0201 rezistorius. Pagal pramonės nesėkmių analizės ataskaitas, paremtas IPC-A-610 standartais, apytikriai du trečdaliai montavimo klaidų atsiranda tada, kai vakuumo slėgis sumažėja daugiau kaip 12 % nuo norminio lygio. Kai siurbimo jėga nepakankamai nuolatinė, detalės arba visiškai nukrenta, arba pasislenka netinkamai būtent prieš pat jų turėtų būti įdėtos į reikiamą vietą. Kad viskas veiktų sklandžiai, gamintojams reikia reguliariai tikrinti vakuumo slėgį – priklausomai nuo detalės svorio – 0,5–2,0 kPa diapazone, taip pat keisti filtrus kas mėnesį arba apytikriai tiek laiko. Taip pat nešvarūs oro kelias per sistemą greičiau nusidėvi sandarinimus, todėl slėgio svyravimai laikui bėgant dar labiau pablogėja.
Dyžo nusidėvėjimas, užterštumas ir Z ašies pakartojamumo sumažėjimas
Kai purkštukų antgalių formos pradeda keistis po ilgo naudojimo, susidaro mažyčiai tarpai, kurie pažeidžia vakuumo sandarinimą, kai paimami komponentai. Be to, negalime pamiršti ir aliuminio lydymo (solder paste) kaupimosi – ši medžiaga gali sumažinti siurbimo galios iki beveik pusės intensyviose gamybos linijose, veikiančiose be pertraukos. Šie du reiškiniai kartu rimtai pablogina Z ašies pakartojamumą. Pakanka pagalvoti: net 0,05 mm nuokrypis dedant komponentus sukelia „pamatinio akmenėlio“ (tombstoning) problemas mažuose mikroschemose. Dauguma keramikinių purkštukų turi būti keičiami maždaug kas šešis mėnesius, kad išlaikytų savo formą laikui bėgant. Kas nutinka, kai išnaikinami O žiedai? Jie sukelia tai, ką inžinieriai vadinama Z ašies histereze, t. y. tikslumas mažėja, kai įrenginiai veikia maksimaliu greičiu. Čia svarbi reguliari techninė priežiūra. Gerų kalibravimo praktikų dalis turėtų būti purkštukų padėties tikrinimas (koncentriškumas) ir vakuumo slėgio kritimo greičio matavimas. Šie paprasti veiksmai labai padeda išvengti vėlesnių problemų.
SPR spindulio mechaniniai ir geometriniai poveikiai
Plokštės išlinkimas ir atraminio žymeklio aukščio neatitikimai, sukeliantys dinaminį XY iškraipymą
Kai SMT montavimo įrenginiai dirba su išsivijusiais laidų plokščių (PCB) plokščių arba nelygiomis atraminėmis konstrukcijomis, dinaminis XY iškraipymas tampa tikru problema. Jei plokštė išsivieja daugiau nei 0,75 % jos bendro ilgio, tai sukelia nedidelius, bet reikšmingus poslinkius komponentų padėtyje per greituosius montavimo veiksmus. Problema dar labiau pasunkėja, kai atraminiai smeigukai neturi vienodos aukščio. Dėl to tam tikros srities gali lenktis vakuumo slėgio poveikiu būtent prieš vaizdo fiksavimą, todėl sutrinka orientaciniai žymenys (fiducial marks), kuriais remiamasi lyginant komponentus. Šios mažos klaidos laikui bėgant kaupiasi gamybos cikluose ir ypač problematiškos komponentams su labai mažais kontaktų tarpais (mažesniais nei 0,4 mm). Šioms problemoms įveikti gamintojams reikia labai atidžiai rinktis PCB medžiagas, kurios išlaiko stabilias šiluminio plėtimosi koeficiento (CTE) savybes temperatūros pokyčių metu. Taip pat svarbūs yra vienodi atraminiai smeigukų išdėstymai visoje plokštėje. Dauguma išsivijimų iš tikrųjų kyla dėl to, kad varinės sluoksnio ir pagrindinės medžiagos (substrato) šiluminis plėtimasis vyksta skirtingais tempais. Tai reiškia, kad projektuotojams jau ankstyvojo kūrimo etape reikia ypatingai dėmėti laminatų pasirinkimui, jei norima vėliau sumažinti išsivijimo problemas.
Integruotos valdymo sistemos laikymo ir kalibravimo disciplina
Vaizdo ir judėjimo sinchronizavimo delsos laikas (±0,8 ms svyravimai – 15–22 µm XY paklaida esant 80 000 CPH)
Tikslus laiko sinchronizavimas tarp vaizdo tikrinimo sistemų ir mechaninių judėjimų lemia tikslų komponentų išdėstymą. Kai įrenginys veikia 80 000 komponentų per valandą, net mažiausi sinchronizavimo sutrikimai turi didelės reikšmės. Net 0,8 milisekundžių vėlavimas (teigiamas arba neigiamas) gali išstumti komponentų išdėstymą 15–22 mikrometrais, kas yra apytikriai pusė vieno žmogaus plauko storio. Šie nedideli laiko nesutapimai kaupiasi, kai fotoaparatai darydami nuotraukas, programinė įranga apdoroja vaizdus, o robotai reaguoja – viskas šiek tiek pasislenka. Padėtis dar labiau pablogėja, kai dienos metu keičiasi temperatūra arba aplinkoje yra elektros triukšmų. Jei įrenginiai nereguliariai kalibruojami, šie nedideli klaidų dydžiai sukaupia į didesnes problemas, pvz., lydymo tiltelius arba praleistus ryšius labai smulkių kontaktų komponentuose. Pagal 2023 m. naujausius pramonės etalonus gamyklos, naudojančios realaus laiko stebėjimą, masinėse gamybos serijose šių defektų kiekį sumažino apie 42 %. Griežtai laikantis kalibravimo grafiko užtikrinama, kad vaizdo sistemos visą laiką veikimo metu, net keičiantis temperatūrai, būtų tinkamai sinchronizuotos su judančiomis dalimis.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kaip dulkių kiekis veikia SMT mašinos tikslumą?
Dulkių kaupimasis ant lęšių gali sumažinti mašinos tikslumą, dėl ko kilsta montavimo klaidos, viršijančios 12 %. Būtina reguliariai valyti įrangą, kad būtų užtikrintas optimalus jos veikimas.
Kokie yra dažniausiai pasitaikančių komponentų montavimo klaidų šaltiniai?
Dažnos klaidos apima pilnumo (gray-value) kalibravimo nukrypimą, siurblio dydžio sąveiką, vakuumo mažėjimą, siurblio ausčių nusidėvėjimą ir plokštės išlinkimą – visos šios problemos veikia komponentų montavimo tikslumą.
Kaip grandinės plokščių išlinkimas veikia SMT mašinas?
Grandinės plokščių išlinkimas sukelia dinaminį XY iškraipymą montuojant komponentus, dėl ko susidaro reikšmingas komponentų nesutapimas, ypač montuojant smulkios pakopos komponentus.
Kodėl sinchronizacija yra svarbi Smt pick and place mašiną veiksmus?
Sinchronizacija užtikrina tikslų laiko suderinimą tarp vaizdo sistemų ir mechaninių judėjimų. Bet koks vėlavimas gali sukelti reikšmingas XY klaidas, kurios neigiamai veikia bendrą montavimo tikslumą.