EN
Įvertinimas SMT gamyba automobilių elektronikoje
Kaip SMT technologija palaiko šiuolaikinę automobilių elektroniką
Paviršinio montavimo technologija, arba trumpai SMT, leidžia sumažinti dalių dydį ir padidinti patikimumą šiuolaikinėje automobilinėje technologijoje, tokioje kaip ADAS sistemos, informacijos ir pramogų įrenginiai bei įvairios elektroninio valdymo vienetai automobilyje. Kai komponentai montuojami tiesiogiai ant PCB paviršiaus vietoj skylių gręžimo, ši metodika sumažina tiek svorį, tiek vietos reikalavimus. Be to, geriau perduodami signalai, o tai ypač svarbu elektriniams automobiliams ir automatiniam valdymui, kur kiekvienas bitas turi reikšmės. Praėjusiais metais atliktas tyrimas apžvelgė, kaip automobilių gamintojai prisitaiko prie elektrinių variklių, ir atrado kažką įdomaus: apie keturi penktadaliai EV gamintojų pradėjo stipriai pasikliauti SMT kuriant tankias plokštes. Šiems gamintojams reikia, kad jų elektronika gerai veiktų net esant karštai variklių skyriuje ar veikiant kelių druskai ir kitiems agresyviems elementams.
Pagrindinės SMT kokybės problemos automobilyje
Automobilių SMT gamybos procesas turi atlaikyti gana sunkias sąlygas. Komponentai dažnai susiduria su temperatūros kraštutinumais, kurie svyruoja nuo -40 laipsnių Celsijaus iki net 150 laipsnių, be to, visa jų naudojimo laiką veikia nuolatinis vibravimas. Dar sudėtingiau tampa tada, kai detalės darosi mažesnės, tokios mikroskopinės kaip 01005 korpusai, kurių matmenys vos 0,4 mm x 0,2 mm. Tokio dydžio be mikroskopinio tikslumo beveik neįmanoma tinkamai suprojektuoti ir pagaminti kokybiškus lakuotus sujungimus. Gera žinia yra ta, kad pastaruoju metu pramonės 4.0 technologijos davė tikrą rezultatą. Vieni geriausių gamintojai nurodo maždaug dviejų trečdalių mažėjimą dėl neteisingo komponentų montavimo klaidų nuo 2022 metų. Visgi išlieka problemos, susijusios su tinkamu šilumos valdymu skirtinguose medžiagose, o be oro kištukų esančių lakuotuose sujungimuose kyla nuolatinė kliūtis daugeliui gamyklų.
Reglamentuojančios standartai (IATF 16949) ir jų poveikis SMT gamybai
IATF 16949 šiuolaikinėmis dienomis nustato gana griežtą kontrolę automobilių paviršinio montavimo technologijos linijoms. Kiekvienai spausdintų grandinių plokščių partijai turi būti užtikrinta visiška sekamumo galimybė nuo pradžios iki pabaigos. Jei defektai viršija 0,1 % ribą, gamyba tiesiog visiškai sustoja, todėl tiek daug įmonių gamybos aikštelėse dabar naudoja realaus laiko statistinio proceso valdymo (SPC) ataskaitas. Tie tiekėjai, kurie siekia pasiekti neįgūdžio nulinio defekto tikslą, praleidžia valandas tikrindami tokius dalykus kaip klijų pasta konsistenciją ir užtikrindami, kad visą pamainą tinklai būtų švarūs. Kai kurios įmonės netgi pradėjo stebėti temperatūros svyravimus savo pasta spausdintuvuose kaip vieną iš kokybės kontrolės priemonių.
Patikimumo gerinimas optimizuojant SMT procesus
Geriausios šių dienų paviršinio montavimo technologijos sujungia automatinę optinę apžvalgą su mašininio mokymosi algoritmais, kurie numato defektus dar prieš jie atsirandant. Gamintojai 2023 metais pranešė apie pirmojo ciklo kokybę apie 99,95 proc. visoje pramonėje. Kai kurios įmonės taip pat pasiekė realių rezultatų – azoto garinio litavimo naudojimas sumažina oksidacijos problemas maždaug 40 procentų. Kalbant apie tikslų litavimo masės pateikimą didelėse gamybos partijose, 3D SPI sistemos dažniausiai išlaiko apie plius arba minus 5 procentų tikslumą. Visi šie patobulinimai pradeda duoti praktiškai naudingų rezultatų. Per penkerius metus garantijos reikalavimai elektroninėms valdymo vienetams sumažėjo beveik 30 procentų, kai gamyklų įgyvendino šias geresnes praktikas.
Visų komponentų sekamumas nuo pradžios iki pabaigos SMT procesuose
Šiuolaikinė automobilių elektronika reikalauja bepriekaiščių paviršinio montavimo technologijos (SMT) gamybos, kur viso proceso sekamumas užtikrina atitikimą kokybės standartams ir pagreitina defektų šalinimą. Detalių sekimas nuo kilmės iki galutinio surinkimo padeda išvengti netikrų detalių ir procesų nuokrypų, kurios gali pakenkti transporto priemonės saugumui.
Sekamumas nuo tiekėjo iki galutinio surinkimo ant PCB
Automobilių SMT darbo procesuose kiekvieną detalę stebėti yra labai svarbu, pradedant nuo tiekėjų sertifikatų tikrinimo iki konkrečių medžiagų partijų numerių sekimo. Kiekvienas komponentas šiais laikais turi savo unikalų ID žymę, ar tai būtų varža, kondensatorius arba integruota grandinė. Šie identifikatoriai padeda patvirtinti originalias dalis ir neleidžia komponentams prarasti ar sumaišyti montuojant PCB. Papildomas dėmesys atsiperka, nes netinkamų litavimo lydinių ar senų ritinėlių medžiagų problemos sukelia apie 23 procentus defektų automobilių SMT procesuose, pagal naujausius pramonės duomenis. Toks stebėjimas leidžia pasiekti reikšmingą skirtumą kokybės kontroliavime gamintojams, kurie susidoroja su sudėtingomis elektroninėmis konstrukcijomis.
Mikro- sekimo funkcija per duomenų registravimą ir realaus laiko proceso stebėseną
Šiuolaikiniai montavimo mašinos ir reflow krosnys yra įrengtos įvairiais jutikliais, kurie renka išsamios informacijos apie tai, kiek yra nutepta lulko masės, kur komponentai atsiranda ant plokštės (paprastai tiksliai iki 15 mikronų), bei visų procesų šiluminius žemėlapius. Kai kas nors sugenda, šios sistemos iš karto siunčia įspėjimus, kad problemas būtų galima ištaisyti dar prieš jos darosi rimtesnėmis. Paimkime, pavyzdžiui, temperatūros pokyčius reflow krosnyje – bet koks virš 2 laipsnių Celsijaus padidėjimas aktyvuoja automatinį koregavimo mechanizmą. Tai padeda užtikrinti tvirtas jungtis svarbiuose transporto priemonių variklių valdymo moduliuose, esančiuose po kapotu, kur patikimumas yra būtinas.
Gamybos vykdymo sistemų (MES) vaidmuo užtikrinant sekamumą
MES sistemos tarnauja kaip pagrindinis taškas visko sekimui gamybos metu, sujungiant duomenis iš mašinų, dalių istorijos ir kokybės patikrų viską viename ekrane. Paimkime atvejį, kai randamas blogas oro pagalvės jutiklio modulis. Naudojant MES, gamintojai gali tiksliai sekti, kuri kietlenčių masės partija buvo panaudota, kur buvo pozicionuotas padaviklis ir net nustatyti konkretų krosno skyrių, kuris ją apdorojo. Tai sumažina laiką, reikalingą norint išsiaiškinti, kas nutiko, maždaug 40%, tuo tarpu rankiniu būdu tai užtruktų dienas. Įmonių vadovams, susiduriantiems su atšaukimais ar kokybės problemomis, tokia matomumas daro problemų sprendimą kur kas mažiau skausmingą.
Užtikrinant proceso nuoseklumą per sekamus SMT darbo procesus
Standartizuoti darbo procesai su integruota sekamumo funkcija sumažina kintamumą per aukšto našumo SMT operacijas. Automatiniai įspėjimai informuoja inžinierius, jei komponentas viršija drėgmės jautrumo saugojimo ribą arba kai stencilio nubrozdinimas daro įtaką klijų nanėšimui. Toks uždarasis valdymo kontūras užtikrina nuoseklų, automobinės klasės patikimumą net esant nuolatinėms 24/7 gamybos sąlygoms.
Pažengęs kokybės užtikrinimas automobinėje SMT gamyboje
Šiuolaikinė automobinė elektronika reikalauja beveik nulinės defektų normos, skatindama SMT gamybą perimti automatinius kokybės užtikrinimo sistemas kurie sujungia tikslų apžiūrą su duomenimis pagrįstu procesų valdymu. Daugiau nei 92 % automobinių PCB gamintojų šiuo metu naudoja daugiapakopius apžiūros protokolus, kad atitiktų griežtas AEC-Q100 patikimumo standartus (2024 m. Automobinės elektronikos tarybos ataskaita).
Automatinė optinė apžiūra (AOI) ir rentgeno apžiūra defektams aptikti
AOI sistemos naudoja aukštos raiškos kameras, kurios peržvelgia alavinio sujungimus ir komponentų išdėstymą 15 µm raiška, aptikdamos defektus, tokius kaip kapstymas ar sujungimų uždarymas per kelias milisekundes. Paslėptiems sujungimams po BGAs arba QFNais, rentgeno apžvalga pasiekia 99,7 % aptikimo tikslumą, nustatydama alavo rutulių tuštumų, kurios sudaro mažiausiai 5 % sujungimo tūrio.
Komponentų lygio apžvalga aukštos tankio SMT montavimo procese
Kai 0201 metriniai komponentai (0,2 mm × 0,1 mm) vis dažniau naudojami, automatinės montavimo sistemos naudoja lazerinę profiliometriją, kad patikrintų komponentų orientaciją prieš alavinimą. Po reflow proceso, skersinio vaizdo gavimo metodas patvirtina alavo filės geometriją pagal IPC-610 Class 3 reikalavimus – tai kritiškai svarbu moduliams, kuriuos veikia nuolatinis virpesys.
Klaidų aptikimas, šakninių priežasčių analizė ir problemų sprendimas SMT linijose
Realinio laiko SPC skydeliai koreliuoja menkas nuokrypas – tokias kaip stencilių spausdinimo slėgio pokyčiai (±0,02 kgf/cm²) – su kaita kietinimo pasta tūrio kiekiu, paleisdami prevencinius įspėjimus. Kai kyla defektų, procesų duomenys iš MES platformų 63 % greičiau nei rankinės žurnalų peržiūros nustato tikrąsias priežastis.
Greičio ir kokybės nuolatinis tobulinimas remiantis duomenimis
Procesų duomenų panaudojimas prognozuojančiajai kokybės kontrolei
Šių dienų paviršinio montavimo technologijos linijos pasikliauja realaus laiko stebėjimo sistemomis, kurios pastebi galimus kokybės problemas dar prieš jos tampa faktinėmis problemomis. Vertinant tokias sąvokas kaip kiek kuro tepalo sluoksnis yra padedamas (su nuokrypio riba plius arba minus 3%) ir kur komponentai atsiranda ant plokštės (tikslumas iki 0,025 mm), daugelis gamyklų naudoja vadinamąją statistinio proceso valdymo sistemą arba trumpai SPC. Tai padeda pasiekti tuos Six Sigma standartus, apie kuriuos visi kalba šiais laikais. Pagal kai kuriuos 2023 metų automobilių gamybos sektoriaus tyrimus, kai įmonės diegia šias uždarosios kilpos grįžtamąją informaciją, jos iš tikrųjų sumažina defektus stabdžių valdymo modulio gamyboje apie 40%. Sėkmes paslaptis? Tai yra maži, bet protingi procesų parametrų koregavimai tiesiogiai per litavimo operacijų vykdymo laiką.
Nuolatinis tobulinimas per SMT gamybos analizę
Pažengusios analizės platformos stebi daugiau nei 15 kokybės metrikų vienu metu, įskaitant:
- Pirmojo ciklo našumo (FPY) pagerinimas nuo 88 % iki 94 %
- Vidutinio defektų tarp intervalo (MTBD) padidėjimas 22 %
- Šiluminio ciklo bandymų rezultatai viršija IATF 16949 reikalavimus
Šie įžvalgos leidžia nustatyti esminę priežastį per mažiau nei 25 minutes, kur kas greičiau nei tradicinės 4 valandų rankinės apžiūros.
Greitėjimo ir tikslumo balansavimas didelės apimties automobilių SMT paleidimuose
Automobilių elektronikos gamintojai pasiekia 98,6 % linijos efektyvumo dėl:
| Parametras | Normatyvioji reikšmė | Automobilių reikalavimas |
|---|---|---|
| Montavimo CPK | ≥ 1,33 | ≥1,67 |
| Kaitinimo profilio laikymasis | ±5 °C | ±2°C |
| AOI klaidingas iškvietimo rodiklis | <2% | <0,8% |
Dirbtinio intelekto pagrįsti vaizdo sistemos užtikrina 47 500 komponentų/valandą montavimo greitį, aptikdamos 0,4 mm litavimo tiltelius ADAS kamerų moduliuose. Šis balansas tarp greičio ir tikslumo sumažina pretenzijas dėl garantijos 31 % lyginant su įprastomis metodais.
DAK
Kas yra paviršinio montavimo technologija (SMT) automobilių elektronikoje?
Paviršinio montavimo technologija (SMT) yra elektroninių grandžių gamybos metodas, kai komponentai montuojami tiesiogiai ant spausdintųjų grandinių plokščių (PCB) paviršiaus. Ji plačiai naudojama automobilių elektronikoje, kad būtų gaminami kompaktiški, patikimi ir efektyvūs komponentai.
Kodėl sekimo galimybė svarbi SMT gamyboje?
Sekimo galimybė SMT gamyboje yra būtina užtikrinti kokybės kontrolę, užkirsti kelią netikriems komponentams ir išspręsti procesų nukrypimus. Ji padeda sekti komponentus nuo tiekėjo iki galutinio surinkimo, palengvina problemų sprendimą ir atitikimą standartams, tokiems kaip IATF 16949.
Kokios problemos susijusios su SMT automobilių pritaikymuose?
Automobilyje naudojant PAM kilę iššūkiai apima ekstremalių temperatūros sąlygų valdymą, mažų korpusų sujungimų tikslumo palaikymą ir vibracijų valdymą. Taip pat svarbu kruopščiai valdyti šilumą ir išvengti oro kištukų litavimo sujungimuose.
Kaip automatizacija pagerino PAM gamybos kokybę?
PAM gamybos automatizacija, naudojant IV pramonės revoliucijos technologijas, reikšmingai sumažino komponentų montavimo klaidas, pagerino defektų prognozavimą ir padidino proceso kontrolę. Sistemos, tokios kaip automatinės optinės apžvalgos (AOI) ir mašininio mokymosi algoritmai, svarbiai prisideda palaikant aukštą kokybės standartą.