Како да изберете соодветна машина за монтажа на PCB: брзина, точност и производствени барања

Брзински барања: Согласување на протокот со вашата производствена линија

Разбирање на клучните метрики – CPH, UPH и балансирање на производствената линија во реални услови

Изборот на соодветна машина за монтажа на печатени плочи (PCB) вклучува разгледување на бројки како компоненти по час (CPH) и единици по час (UPH), но овие статистики не го кажуваат целосниот расказ. Оној што навистина е важен е тоа колку добро сите компоненти функционираат заедно на производствената линија. Машина која тврди дека има 50.000 CPH звучи impresивно, сè додека не се открие дека рефлоу-пецата или инспекциската станица не можат да ја следат брзината. За да се искористи максимално опремата, производителите треба да ги картографираат сите чекори во SMT-процесот според нивните вистински производствени цели. Земете го обичниот случај каде што печатењето на паста трае 45 секунди по плоча, додека операциите на убирање и поставување траат 30 секунди. Изведнаж печатарот станува најслабата врска во веригата. Повеќето фабрики откриваат дека се среќни ако постигнат 70–85 % од спецификациите дадени од производителот, поради разни мали проблеми кои се појавуваат секој ден. Проблемите со ракувањето со материјали, промените во подготвувањето помеѓу сериите и онези досадни кратки застои сите намалуваат продуктивноста. Интелигентните производители баратаат машини со вградени буферни зони и конвејерски системи кои остануваат синхронизирани, така што производството продолжува да тече дури и кога нешто мало оди наопаку.

Анализа на стеснувањата низ SMT фазите за да се избегне прекумерно или недоволно специфицирање на вашата машина за монтажа на PCB

Добра анализа на стеснувањата спречува скапи проблеми каде што машините едноставно не одговараат на она што фабриката всушност има потреба. Започнете со мерење на времето за сите овие SMT фази: нанесување на паста, поставување на компоненти, потоа рефлоу лепење и конечно AOI инспекција, користејќи неколку стандардни PCB дизајни од секојдневните операции. Погледнете ги бројките: честопати поставувањето трае околу 40% од вкупното време на циклусот, додека рефлоу процесот може да потребува само околу 15%. Тоа значи дека трошењето на дополнителни пари за извонредно брзи рефлоу печки всушност е фрлање на пари, бидејќи тоа нема многу да го забрза процесот. Од друга страна, ако системот за поставување не е доволно моќен, ќе настанат големи стеснувања, особено лоши кога се работи со комплексни плочи кои имаат повеќе од 5.000 компоненти. Објектите што обработуваат различни волумени на порачки најдобро функционираат со модуларни поставки за собирање на PCB — тие можат да пренасочуваат ресурси според потребата. Комбинирањето на брза машина за големи серии со нешто по-прилагодливо за прототипски серии овозможува повеќето линии да работат глатко со искористување од околу 85 до можеби 90%. Не е одлично, но није лошо — сепак, сигурно е подобро од оставање на опремата без работа или од ситуацијата кога сите се трудат да ги исполнат роковите.

Точност и прецизност: Осигурување на приход од првото тестирање за комплексни PCB-ови

Бенчмаркови за точност на поставување (±15 µm до ±25 µm) за компоненти со мала раздалечина, BGA и минијатурни компоненти

За современата технологија за монтирање на површината (SMT), поставувањето на компонентите мора да остане во доста строги граници. Сега се работи за околу ±15 до ±25 микрометри кога се работи со мали пакети 01005, BGA чипови со раздалечина од 0,3 мм и сè почестите микро-LED-ови. Послабата граница од овој опсег, односно ±15 µm, има решавачко значење за спречување на непријатните ефекти на „гробови“ (tombstone) и лебдечки врски (solder bridges), кои често ја оштетуваат густите PCB-распореди. Повеќето стандардни QFP делови всушност можат да функционираат со послабата толеранција од ±25 µm. Достигнувањето на точност од околу 20 µm или подобро навистина се исплаќа на долгорочен план. Производителите соопштуваат дека имаат редукција од околу 18% во трошоците за поправка на сложени плочи, едноставно поради помалку проблеми со лемењето и кратки споеви што се јавуваат во текот на производствените серии.

Стратегија за спречување на дефекти: Како системите AOI, ICT и рендгенската инспекција го дополнуваат точноста на машините за монтажа на PCB

Машините за високопрецизна монтажа на PCB сепак имаат потреба од повеќеслојна инспекција за правилно функционирање. Системите AOI проверуваат дали компонентите се поставени соодветно и ги анализираат лемните врски, работејќи со брзина од околу 45 илјади делови на час. Потоа следува ICT-тестирањето кое ја потврдува електричната функционалност на сите компоненти. И не треба да заборавиме на рендгенската инспекција, која открива проблеми што се тешко забележливи под BGAs или кога исполнувањето на лемните отвори е помалку од 80 проценти. Кога се комбинираат сите овие методи со информациите за позиционирање добиени од машината, тие успеваат да откријат скоро 99,4 проценти од дефектите што минуваат незабележани. Ова е од огромно значење за печатени плочи кои се користат во медицински уреди или аерокосмички примени, бидејќи поправката на грешките подоцна може да коства повеќе од 740 илјади долари по случај.

Соодветност на производствената количина: Оптимизација на изборот на машини за монтажа на PCB за производство со ниска, средна и висока количина

Бројот на PCB-и што се произведуваат секој месец навистина одредува каков вид опрема за монтажа е најсоодветен за максимизирање на ефикасноста и побрзо завршување на задачите. Кога компаниите работат со високи количини, на пример над 10.000 плочи по месец, целосно автоматизираните системи почнуваат значително да се исплаќаат. Овие конфигурации ги распределуваат скапите почетни трошоци за поставување врз илјадници плочи, а исто така користат и поповолни цени при купување на материјали во големи количини. За производствени потреби од среден распон, од околу 1.000 до 10.000 единици месечно, најдобри се модуларните машини, бидејќи тие можат брзо да преминуваат помеѓу различни типови плочи без значително губење на продуктивност. Производството на мали серии или прототипи под 1.000 единици обично користи поедноставни поставки, како што се рачни или полуавтоматски машини, бидејќи овие опции не исцрпуваат големи суми пари однапред, иако на крајот струваат повеќе по поединечна плоча. Правилниот избор на опрема исто така е многу важен — погрешно совпаѓање на опремата отстранува приближно 18 проценти од производствените буџети, било преку неискористена опрема што стои неподвижно, било преку скапи грешки кои подоцна бараат поправка.

Усогласување на комплексноста на PCB: Од едноставни платки до HDI и сборници со мешана технологија

Картирање на можностите на машините за критичните SMT фази – дозирање на паста, убирање и поставување, рефлоу и инспекција по собирањето

Кога работат со печатени плочи со висока густина на поврзаност (HDI) и мешани технологии, производителите навистина треба да имаат соодветна опрема за секој чекор од SMT процесот ако сакаат да избегнат скапи дефекти. Започнете со примена на паста — постигнувањето на точност тука значи користење на многу фини шаблони со отвори до 50 микрони или дори помалку, како и системи за струјно испрашување кои можат прецизно да депонираат лем во тие минијатурни микро BGA контактни површини без да создадат спојки помеѓу нив. Машините за подигање и поставување не се обични роботи; тие мора да имаат точност од околу 15 микрони и специјални микро-сопла само за да ги справуваат овие минијатурни компоненти 01005 без да ги испуштат или целосно да ги позиционираат погрешно. Рефлоу-пеците претставуваат уште еден предизвик. Тие мора да имаат повеќе температурни зони со строга контрола во рамките на околу 2 степени Целзиус за правилно лемење на сите различни компоненти заедно, при што тонките супстрати не се извиваат при загревањето. По завршувањето на целиот процес на монтажа, напредните инспекциски алатки како што се AOI и рендгенските системи стануваат сосема неопходни за откривање на тешко забележливите микро-пукања или воздушни джобови внатре во наслоените вијаци. Усогласувањето на сите овие капацитети според бројот на слоеви и густината на компонентите во одреден дизајн на печатена плоча прави целосна разлика кога станува збор за избегнување на губитоци во производството во денешниот комплексен свет на електронска производство.

Будућност на вашата инвестиција: повторна конфигурирање, хибридна интеграција и подготвеност за линија

Време за премин, ажурирање на фермверот и поддршка за рачни/хибридни работни текови за монтажа

Кога се разгледува рентабилноста на инвестициите за машини за монтажа на штампани плочи (PCB), производителите треба да се фокусираат на системи кои нудат добри опции за ре-конфигурација и можат да интегрираат различни технологии. Поскоро преминување помеѓу производи значи помалку изгубено време при преминувањето од еден производ на друг, што овозможува брзи прилагодувања на алатите — неопходно за објекти кои работат со многу различни типови производи. Можноста за ажурирање на фермверот го задржува опремата во согласност со новите индустријски стандарди, како што се методите за комуникација преку Интернет на нештата (IoT) или подобрени техники за инспекција, без потреба од скапи замени на хардверот. Системите конструирани со модуларен дизајн и способни за далечинско ажурирање на софтверот обично подолго остануваат актуелни наместо да станат остарени. Друга важна сметка е дали машината поддржува како рачна така и мешана (хетерогена) работна постапка. Ова овозможува на техничарите да работат на чувствителни делови или мали серии, додека повеќето од линијата останува автоматизирана. Таквата универзалност помага да се надминат предизвиците во сложените процеси на монтажа со глатко преминување помеѓу компјутерски контролираната прецизност и човечката вештина, што на крајот резултира со линии за производство на површински монтирани компоненти (SMT), кои можат да се прилагодуваат на менувачките барања со текот на времето.