Клучни фактори што влијаат врз точноста на поставувањето во SMT машините за убирање и поставување

Перформанси на оптичкиот систем за препознавање поврзани со SMT машината за подигнување и поставување

Колку е точна SMT машината за убирање и поставување работата навистина зависи од оптичките системи за препознавање кои ги имаат. Кога светлината почнува да бледнее или кога прашината се насобира на леќите, тоа ја нарушува способноста на машината да ги чита овие референтни ознаки, што води до погрешно поставување на деловите. Според некои индустријални истражувања од минатогодишниот Извештај за SMT-составување, дури и мала количина прашинка на леќите може да предизвика грешки во поставувањето над 12%. Затоа повеќето производители се придржуваат до редовни процедури за чистење и заменуваат изворите на светлина пред целосно да престанат да функционираат. Одржувањето на овие системи чисти и добро поддржани не е по избор, ако некој сака постојани резултати од своите линии за собирање.

Влијание на деградацијата на изворот на светлина и контаминацијата на леќите со прашинка врз доверливоста на детекцијата на референтните ознаки

Кога замрсувачите влезат во мешавината, тие ја менуваат понашањето на светлината и намалуваат контрастот на сликата, што прави тежок системот да ги препознае овие важни референтни точки. Дури и ситни честички прашинка со големина од околу 10 микрони можат да ги скријат овие критични маркери на рабовите. А не треба да забораваме ни на старите LED-ови. Со стареењето, нивната бранова должина почнува да се поместува, што го нарушува целиот процес на читање на сивите нијанси. Сè ова заедно значително ја намалува способноста на системот да ги препознае тие фини детали за позиционирање. Што значи сè ова? Едноставен одговор: поголеми проблеми со XY поместувањето при поравнувањето на платките. Вистинските резултати од AOI тестовите јасно го покажуваат ова. Платките кои поминале низ замрсени системи за вид имаат приближно три пати повеќе поместување во поставувањето според оние кај кои оптиката била чиста и добро одржувана.

Поместување на калибрацијата на сивите вредности и интерференција од големината на соплата при пресметување на центроидот на компонентите

Често погрешното пресметување на центроидот на компонентата потекнува од некалибрирани прагови на сиви вредности или физичко прекинување од брзинката. Кога калибрацијата ќе се помести за 5 единици на сивата скала, системите за видение погрешно ги проценуваат границите на компонентите за 15–22 µм. Симултано, прекумерно големите брзинки закржнуваат гледните полиња на камерата во текот на снимањето — особено кај микрокомпоненти со големина помала од 0201 — што предизвикува паралакса и нејасноти во одредувањето на границите. Разгледајте ги следниве споредни извори на грешки:

Одржувањето на строги распореди за повторна калибрација на сивите вредности и протоколи за усогласување на големината на брзинките намалува грешките во центроидот за 68 %, според внатрешни ревизии на процесите во три EMS-фабрики од прва категорија.

Целост на системот брзинка–всмување и стабилност на вакуумот

Распаѓање на вакуумот, запушени филтри и прескокнување на функцијата за подигање

Стабилноста на вакуумските системи има значителен влијание врз точноста со која компонентите се поставуваат во текот на производството. Филтрите што се запуштуваат со прашини и отпадоци предизвикуваат пад на вакуумскиот притисок под нивото потребно за правилна работа, што води до разни проблеми при употреба на мали делови како што се отпорниците 0201 со кои секогаш работиме. Според извештаите за анализа на неуспеси во индустријата според стандардите IPC-A-610, околу две третини од грешките при поставување настани кога вакуумскиот притисок падне повеќе од 12% од стандардните нивоа. Кога силата на сосање не е доволно конзистентна, деловите или целосно паѓаат или завршуваат погрешно поравнети точно пред моментот кога треба да бидат поставени. За да се осигура безпрекорна работа, производителите треба редовно да проверуваат вакуумскиот притисок во опсегот од 0,5 до 2,0 kPa, во зависност од тежината на деловите, а исто така да ги менуваат филтрите секој месец или околу тоа. Замрсени воздушни патишта низ системот исто така забрзуваат старињата на запечатувачите, што со временот ја влошува ситуацијата со флуктуациите на притисокот.

Носечка на брзина, замрсување и деградација на повторливоста по Z-оската

Кога врвовите на соплата почнат да се деформираат по подолго време на употреба, тие создаваат мали празнини кои го нарушуваат вакуумското запечатување при подигањето на деловите. А да не заборавиме ни за натрупувањето на лемливата паста – оваа супстанца може да намали силата на сосецот за скоро половина во загадени производствени линии кои работат непрекинато. Заедно, овие проблеми сериозно ја намалуваат повторливоста по Z-оската. Само замислете: ако има и само 0,05 мм осцилација при поставувањето на компонентите, тоа резултира со појава на ефектот „гробен камен“ (tombstoning) кај малиот чипови. Повеќето керамички сопла треба да се менуваат приближно секои шест месеци за да се задржи нивниот облик непроменет со текот на времето. Што се случува кога О-прстените се износи? Тие предизвикуваат она што инженерите го нарекуваат хистерезис по Z-оската, што всушност значи дека точноста на поставувањето се влошува кога машините работат на максимална брзина. Редовното одржување е од особено значење тука. Добри практики за калибрација сигурно треба да вклучуваат проверка на правилноста на положбата на соплата (концентричност) и тестирање на брзината на опаѓање на вакуумскиот притисок. Овие едноставни чекори многу допринасуваат за спречување на проблемите подоцна.

Механички и геометриски влијанија врз PCB

Искривување на плочата и непоследователност во висината на поддржните пинови предизвикуваат динамична XY деформација

Кога SMT машините за подигање и поставување работат со извртени печатени плочи или нерамномерни потпорни структури, динамичната XY-деформација станува вистинска проблематика. Ако плочата се изврти повеќе од 0,75 % од нејзината вкупна должина, тоа предизвикува мали, но значајни поместувања на местото каде што компонентите се поставуваат во текот на брзите операции за поставување. Проблемот се зголемува кога потпорните игли немаат иста висина. Тоа овозможува одредени области да се извртат под притисокот на вакуумот точно пред процесот на сликање, што ги нарушува ориентационите ознаки (fiducial marks) на кои се потпира алignment-от. Овие мали грешки се натрупуваат со текот на производствените серии и особено се проблематични за компоненти со многу мала раздалечина помеѓу контактите (секое растојание помало од 0,4 мм). За да се борат против овие проблеми, производителите треба да бидат многу внимателни при изборот на материјали за PCB кои задржуваат стабилни вредности на коефициентот на термичко ширење (CTE) при температурни промени. Исто така, важни се и конфигурациите на потпорните игли кои остануваат конзистентни низ целиот плато. Повеќето проблеми со извртување всушност произлегуваат од разликите во степенот на ширење на медните слоеви во споредба со материјалите на основата (substrate). Тоа значи дека дизајнерите мора да обрнат посебно внимание на изборот на ламинати уште во раните фази на развојот, ако сакаат да ги минимизираат проблемите со извртувањето подоцна.

Дисциплина за временско управување и калибрација на интегрираното системско управување

Закаснување во синхронизација на визија и движење (±0,8 ms џитер – грешка од 15–22 µm по X и Y оските при 80.000 CPH)

Совпаѓањето на времето помеѓу системите за визуелна инспекција и механичките движења е она што прави сè разликата за точна поставување на компонентите. Кога работат со брзина од 80.000 компоненти на час, дури и најмалиот проблем со синхронизација има големо значење. Закашнување од само плюс или минус 0,8 милисекунди може да предизвика отстапување во поставувањето од 15 до 22 микрометри, што изнесува приближно половина од дебелината на една коска. Овие мали проблеми со временското совпаѓање се зголемуваат кога камерите прават снимки, софтверот ги обработува сликите, а роботите реагираат — сè тоа станува малку несоосирани. Ситуацијата се влошува кога температурата се менува низ денот или кога има електричен шум околу опремата. Ако машините не се калибрираат редовно, тие мали грешки водат до големи проблеми како што се мостови од лем, односно неправилно поврзување или недостиг на врски на овие екстремно фини компоненти со мала раздалечина помеѓу контактите. Според последните индустријални референтни вредности од 2023 година, фабриките кои користат мониторинг во реално време намалиле овој вид дефекти за околу 42% во своите масовни производствени серии. Редовното спроведување на строги распореди за калибрација осигурува дека системите за визуелна инспекција остануваат точно синхронизирани со подвижните делови при сите промени на температурата во текот на работата.

Често поставувани прашања

Како прашината влијае врз точноста на SMT машините?

Натрупувањето на прашината врз леќите може да го намали точноста на машината, што води до грешки при поставувањето над 12%. Клучно е да се одржуваат редовни чистења за да се осигура оптимална перформанса.

Кои се најчестите извори на грешки при поставувањето на компоненти?

Најчестите грешки вклучуваат одстапување од калибрацијата на сивите вредности, интерференција поради големината на соплата, намалување на вакуумот, износување на соплата и извивка на печатената плочка — сите овие фактори влијаат врз точноста на поставувањето на компонентите.

Како извивката на печатените плочки влијае врз SMT машините?

Извивката на печатените плочки предизвикува динамична XY-деформација во текот на поставувањето, што води до значително несоосност на компонентите, особено кај компоненти со мала раздалечина помеѓу нозете.

Зошто е важна синхронизацијата во SMT машината за подигнување и поставување операции?

Синхронизацијата осигурува прецизно временско совпаѓање помеѓу системите за вид и механичките движења. Било какво закаснување може да доведе до значителни XY-грешки, што влијае врз вкупната точност на поставувањето.