ปัญหาทั่วไปในเครื่องจักร SMT Pick and Place (และวิธีแก้ไข)

เครื่อง pick and place ระบบ SMT : การวินิจฉัยและแก้ไขปัญหาความแม่นยำในการวางชิ้นส่วน

ความแม่นยำในการจัดวางชิ้นส่วนยังคงเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดเมื่อประเมินเครื่องติดตั้งชิ้นส่วนแบบ surface mount technology (SMT) แม้แต่การเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยประมาณ 50 ไมครอน ก็อาจก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงในงานออกแบบแผงวงจรพิมพ์ที่ซับซ้อนได้ เมื่อพิจารณาถึงสาเหตุที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาด ระบบวิชันทั่วไปมักตรวจพบปัญหาหลักสามประการ ประการแรกคือการเอียงเชิงมุม (angular skew) ซึ่งชิ้นส่วนหมุนไปประมาณบวกหรือลบ 3 องศา เนื่องจากหัวดูดไม่ยึดชิ้นส่วนอย่างมั่นคง ประการที่สองคือการเคลื่อนตำแหน่งแกน X/Y เกิน 25 ไมครอน ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อระบบกำหนดตำแหน่งของเครื่องเริ่มลื่นไถล และสุดท้ายคือความแปรปรวนของแรงกดในแนวแกน Z ซึ่งมักนำไปสู่ข้อบกพร่องแบบ tombstone โดยเฉพาะที่เห็นได้ชัดเจนกับชิ้นส่วนขนาดเล็กมาก เช่น ขนาด 0402 เมื่อพิจารณาลึกลงไปถึงสาเหตุที่เกิดปัญหาเหล่านี้ หัวดูดที่สึกหรอเป็นสาเหตุเกือบ 4 จากทุก 10 กรณี กลไกป้อนชิ้นส่วนที่ไม่เหมาะสมมีส่วนเกือบ 30% ในขณะที่การสั่นสะเทือนที่รุนแรงกว่า 2.5 Gs ซึ่งขัดกับแนวทาง IPC-9850 มีส่วนที่เหลือของจุดปัญหา

การระบุสาเหตุของข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งและองศาเอียงของชิ้นส่วน

ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งชิ้นส่วนมักเกิดจากปัญหาด้านเครื่องจักรและการดำเนินงาน เนื่องจากหัวจับ (nozzles) มีแนวโน้มที่จะสึกหรอหรือเสียรูป ซึ่งอาจเป็นสาเหตุประมาณ 40% ของปัญหาความแม่นยำทั้งหมดที่เราพบในสายการผลิต หัวจับที่สึกหรอนี้ส่งผลให้การยึดเกาะไม่มั่นคง โดยเฉพาะเมื่อทำงานที่ความเร็วสูง นอกจากนี้ ข้อผิดพลาดจากการปรับเทียบก็สะสมเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป เพราะเครื่องจักรไม่สามารถคงสภาพการตั้งค่าได้อย่างสมบูรณ์ตลอดไป การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความเครียดทางกลตามปกติทำให้ตำแหน่งคลาดเคลื่อนเล็กน้อยอย่างต่อเนื่อง จนสะสมกลายเป็นปัญหาที่ชัดเจน อีกประเด็นคือกลไกป้อนชิ้นส่วน เมื่อเฟืองเริ่มมีความเสียหายหรือสปริงสูญเสียแรงดึง ชิ้นส่วนจะไม่สามารถจัดเรียงได้อย่างถูกต้อง แม้แต่ก่อนที่จะถูกวางตำแหน่ง และยังไม่ควรลืมเรื่องการสั่นสะเทือนด้วย การสั่นสะเทือนมากเกินไปตลอดระบบจะยิ่งทำให้ปัญหาเล็กๆ เหล่านี้แย่ลง ส่งผลให้ชิ้นส่วนวางตำแหน่งผิดแนวหรือผิดตำแหน่งอย่างสิ้นเชิงบนบอร์ด

เทคนิคการปรับเทียบเพื่อความแม่นยำสูงสุดของเครื่องจักร SMT แบบรับและวาง

การรักษามาตรฐานการปรับเทียบเครื่องจักรให้ถูกต้องอยู่เสมอเป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดจากเครื่องจักรในระยะยาว เมื่อพูดถึงการปรับเทียบความสูงของหัวฉีดด้วยเลเซอร์ สิ่งที่เราต้องพิจารณาคือการรักษากดดันให้คงที่ตามแนวแกน Z ซึ่งมีความสำคัญมากเมื่อทำงานกับชิ้นส่วนขนาดเล็ก เพราะมิฉะนั้นชิ้นส่วนขนาดจิ๋วเหล่านี้อาจเกิดปัญหาล้มตั้ง (tombstoned) ขึ้นระหว่างกระบวนการประกอบ สำหรับระบบวิชัน การปรับเทียบจะใช้เครื่องหมายฟิดูเชียลมาตรฐานที่ช่วยแก้ไขปัญหาตำแหน่งในทั้งทิศทาง X และ Y โดยทั่วไปมีความแม่นยำประมาณ 10 ไมครอน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือซอฟต์แวร์ชดเชยแบบไดนามิก ซึ่งคำนึงถึงการขยายตัวและหดตัวของวัสดุเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงตลอดรอบการผลิตที่ยาวนาน การตรวจสอบการปรับเทียบอัตโนมัติเหล่านี้จะทำงานระหว่างชุดการผลิต ไม่เพียงแต่ช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากผู้ปฏิบัติงาน แต่ยังรักษาความแม่นยำไว้ได้อย่างต่อเนื่องทุกวันโดยไม่ทำให้กระบวนการผลิตโดยรวมช้าลงอย่างมีนัยสำคัญ

โปรโตคอลการบำรุงรักษาเพื่อรักษาระดับความแม่นยำในการจัดวางในระยะยาว

การรักษาระดับความแม่นยำอย่างต่อเนื่องในระยะยาวหมายถึงการบำรุงรักษาเป็นประจำ ซึ่งรวมถึงทั้งการป้องกันและการแก้ไขปัญหาเมื่อเกิดขึ้น ผู้ผลิตส่วนใหญ่แนะนำให้ตรวจสอบหัวฉีดและเปลี่ยนใหม่ประมาณทุกๆ 50,000 ครั้งในการวางชิ้นส่วนสำหรับงานที่ต้องการความละเอียดแม่นยำ แม้ว่าค่านี้อาจแตกต่างกันไปตามสภาพการใช้งานจริง การตรวจสอบรายเดือนควรประกอบด้วยการตรวจแรงตึงของสายพาน ตรวจสอบว่ารางจัดแนวอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง และตรวจสอบการทำงานของฟีดเดอร์กับชิ้นส่วน เพื่อป้องกันไม่ให้ปัญหาเล็กๆ พัฒนาไปเป็นปัญหาใหญ่ สภาพแวดล้อมที่มีเสถียรภาพก็มีความสำคัญเช่นกัน พยายามควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงประมาณ ±2 องศาเซลเซียส และความชื้นสัมพัทธ์ระหว่าง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะช่วยลดปัญหาการคลาดเคลื่อนของการปรับเทียบค่าที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ ตามกาลเวลา นอกจากนี้ อย่าลืมบันทึกทุกกิจกรรมที่ทำระหว่างการบำรุงรักษาแต่ละครั้ง เอกสารที่จัดทำอย่างดีจะช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถสังเกตรูปแบบการสึกหรอได้ตั้งแต่ระยะเริ่มต้น ทำให้สามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนก่อนที่จะเกิดความเสียหายจริง ช่วยลดเวลาหยุดทำงานและค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมในอนาคต

การแก้ไขปัญหาความล้มเหลวในการรับรู้ฟิดูเชียลและการทำงานของระบบวิชัน

สาเหตุหลักที่ทำให้การตรวจจับฟิดูเชียลไม่แม่นยำในการดำเนินงาน SMT

ปัญหาการรับรู้ฟิดูเชียลส่วนใหญ่มักเกิดจากสามสาเหตุหลัก ได้แก่ ความไม่สม่ำเสมอของแสง การเปลี่ยนแปลงค่าการปรับเทียบกล้อง และความแตกต่างระหว่างแผงวงจรพิมพ์ โดยหลอดไฟเก่าหรือกะพริบจะสร้างเงาและแสงสะท้อนที่ทำให้เครื่องหมายอ้างอิงเล็กๆ เหล่านั้นมองไม่เห็น เราทุกคนเคยเห็นเหตุการณ์นี้มาก่อน กล้องจะค่อยๆ สูญเสียการจัดแนวที่แม่นยำไปตามระยะเวลาหลายเดือนของการใช้งาน ทำให้เครื่องหมายที่เคยเชื่อถือได้ยากต่อการตรวจจับมากขึ้น อีกทั้งยังมีปัญหาจากตัวแผงเอง เช่น พื้นผิวบิดงอ คราบบัดกรีที่เคลือบหนาเกินไปในบางจุด บางจุดบางเกินไป รวมถึงฝุ่นและคราบสกปรกที่สะสมขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งขัดขวางการระบุตำแหน่งอย่างถูกต้อง ตามข้อมูลอุตสาหกรรมล่าสุดจากรายงานเทคโนโลยีการประกอบปี 2024 ปัญหาด้านระบบวิชันประเภทนี้คิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของข้อผิดพลาดทั้งหมดที่เกิดขึ้นในการวางส่วนประกอบ SMT บนสายการผลิตในปัจจุบัน

การปรับปรุงระบบแสงสว่างและกล้องเพื่อการจดจำที่เชื่อถือได้

แสงสว่างที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดเงาและแสงสะท้อนที่รบกวนสายตา พร้อมทั้งทำให้พื้นที่ทำงานได้รับแสงอย่างสม่ำเสมอ การตั้งค่าระบบส่วนใหญ่ที่ประสบความสำเร็จจะใช้ไฟหลายดวงที่สามารถปรับทิศทางได้ เพื่อรองรับวัสดุและชิ้นส่วนต่างชนิดกันในระดับความสูงที่แตกต่างกันโดยไม่มีปัญหา นอกจากนี้ การตรวจสอบกล้องเป็นประจำก็มีความจำเป็น โดยเฉพาะเมื่อทำงานร่วมกับเป้าหมายการสอบเทียบที่ผ่านการรับรอง การตั้งค่าโฟกัส ระดับการรับแสง และการแก้ไขภาพบิดเบี้ยวนั้นควรรวมอยู่ในการบำรุงรักษาตามปกติ โรงงานบางแห่งได้นำการตรวจสอบเหล่านี้ไปรวมไว้ในกำหนดการบำรุงรักษาของตนเองแล้ว สถานประกอบการที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสามารถบรรลุอัตราการจดจำได้ประมาณ 99.8% โดยการใช้ไฟวงแหวนร่วมกับระบบส่องสว่างแบบโคแอกเซียลสำหรับพื้นผิวที่มีความมันวาว ซึ่งโดยทั่วไปจะมีการสอบเทียบใหม่อีกครั้งหลังจากดำเนินการผลิตไปประมาณ 200 ชั่วโมง เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างราบรื่น

การแก้ไขปัญหาแผ่นบิดงอและความท้าทายด้านการสะท้อนของพื้นผิว

เมื่อแผงวงจรบิดงอ จะก่อให้เกิดปัญหาต่าง ๆ เกี่ยวกับระนาบโฟกัส ส่งผลให้ภาพเบลอบางส่วน ทำให้ระบบวิชันไม่สามารถอ่านหรือตรวจจับสิ่งต่าง ๆ ได้อย่างถูกต้อง เพื่อแก้ปัญหานี้ ระบบที่ทันสมัยหลายระบบจึงใช้เทคนิคการโฟกัสด้วยหลายระนาบร่วมกับขั้นตอนการจับคู่ความสูง ซึ่งจะปรับโฟกัสโดยอัตโนมัติตามส่วนที่บิดงอ ช่วยคืนความคมชัดที่จำเป็นมาก การจัดการกับพื้นผิวที่มันวาวถือเป็นอีกหนึ่งความท้าทาย โดยเคล็ดลับคือการใช้ตัวกรองแสงแบบโพลาไรซ์ร่วมกับแหล่งกำเนิดแสงที่มุมต่ำ เพื่อลดแสงสะท้อนรบกวน ขณะเดียวกันก็เพิ่มความคมชัดของภาพ ระบบวิชัน 3 มิติขั้นสูงบางระบบยังไปไกลกว่านั้น โดยการจับภาพข้อมูลเชิงภูมิประเทศอย่างละเอียด ทำให้สามารถแยกแยะเครื่องหมายจริงออกจากภาพสะท้อนที่เกิดจากการสะท้อนบนพื้นผิวได้ ตามผลการทดสอบล่าสุดที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้ว วิธีการเหล่านี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการจดจำได้ประมาณ 45% เมื่อทำงานกับวัสดุที่ยากต่อการประมวลผล

การแก้ไขปัญหาการหยิบและปล่อยชิ้นส่วนล้มเหลว

ข้อผิดพลาดของหัวดูดสุญญากาศ: การอุดตัน การสึกหรอ และการเสียรูป

เมื่อเกิดปัญหาการหยิบชิ้นส่วนล้มเหลว ปัญหาหัวดูดสุญญากาศมักจะเป็นหนึ่งในสาเหตุหลัก โดยสาเหตุหลักๆ ได้แก่ การอุดตันจากคราบแป้งตะกั่วเก่า ฝุ่นที่สะสม หรือกาวเหนียวที่เหลืออยู่และค่อยๆ สะสมภายในหัวดูด ซึ่งการอุดตันเหล่านี้จะรบกวนแรงดูด นอกจากนี้ยังมีปัญหาจากการสึกหรอ เมื่อหัวดูดถูกใช้งานไปนานๆ ก็เริ่มเสียรูปเล็กน้อย ส่งผลให้เกิดการรั่วของสุญญากาศ และทำให้ไม่สามารถยึดชิ้นส่วนได้แน่นระหว่างกระบวนการประกอบ จึงจำเป็นต้องตรวจสอบรอยแตกหรือความเสียหายที่มองเห็นได้เป็นประจำ อีกทั้งควรตรวจสอบแรงดูดอย่างสม่ำเสมอโดยใช้เครื่องมือวัดที่เหมาะสม การทำความสะอาดก็ควรดำเนินการอย่างสม่ำเสมอเช่นกัน โดยใช้สารเคมีที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจุดประสงค์นี้ จากข้อมูลในอุตสาหกรรม พบว่าประมาณ 45% ของข้อผิดพลาดในการหยิบและวางชิ้นส่วนอัตโนมัติบนสายการผลิต เกิดจากปัญหาที่หัวดูดโดยตรง

แรงดูดสุญญากาศไม่เพียงพอและผลกระทบต่อการหยิบชิ้นส่วน

เมื่อแรงดันสุญญากาศลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนด ชิ้นส่วนจะไม่สามารถยึดติดได้อย่างเหมาะสม ส่งผลให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น การจับชิ้นงานล้มเหลว หรือชิ้นส่วนหลุดร่วงระหว่างการเคลื่อนย้ายบนสายการผลิต โดยทั่วไปมักพบปัญหาจากการรั่วของอากาศในท่อน้ำมัน ตัวกรองที่สกปรกและจำเป็นต้องทำความสะอาด หรือปั๊มที่เสื่อมสภาพจากการใช้งานมาเป็นเวลานาน ควรตรวจสอบเสมอว่าระบบทำงานตามค่าที่ผู้ผลิตกำหนดไว้ ซึ่งโดยปกติอยู่ที่ประมาณ 50 ถึง 70 กิโลปาสกาล สำหรับชิ้นส่วนทั่วไป และควรใช้อุปกรณ์วัดที่เหมาะสมในการตรวจสอบ ไม่ใช่การคาดเดา รายงานจากพื้นที่การผลิตแสดงให้เห็นว่าการบำรุงรักษาระบบสุญญากาศอย่างสม่ำเสมอนั้น สามารถลดปัญหาการจับชิ้นงานล้มเหลวได้ประมาณครึ่งหนึ่ง ซึ่งส่งผลให้อัตราผลิตภาพโดยรวมดีขึ้นอย่างมาก เมื่อทุกอย่างทำงานได้อย่างราบรื่น โดยไม่ต้องหยุดเครื่องบ่อยครั้งเนื่องจากชิ้นส่วนหลุดร่วง

ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับฟีดเดอร์: ความเสียหายของเฟือง อ่อนล้าของสปริง และสิ่งแปลกปลอม

วิธีที่ชิ้นส่วนถูกป้อนเข้าสู่เครื่องจักรมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาระดับการผลิตให้คงที่ เมื่อเฟืองเริ่มแสดงอาการสึกหรอจากการใช้งานมานานเกินไป หรือไม่ได้จัดตำแหน่งอย่างถูกต้อง ทุกอย่างจะเสียจังหวะ และชิ้นส่วนจะไม่เคลื่อนที่ไปข้างหน้าในเวลาที่ควรจะเป็น สปริงที่ผ่านรอบการทำงานมาหลายครั้งจะค่อยๆ สูญเสียแรงดึงดูดตามกาลเวลา ทำให้ชิ้นส่วนอยู่ในตำแหน่งที่ผิดปกติแทนที่จะอยู่ในตำแหน่งที่ต้องการ นอกจากนี้ ยังมักมีสิ่งของติดค้างในระบบอยู่ตลอด เช่น ชิ้นส่วนเทป เศษเล็กเศษน้อย หรือแม้แต่ฝุ่นที่สะสมจนอุดกั้นทางเดินและทำให้การหยิบจับชิ้นส่วนทำงานผิดพลาด ทีมงานบำรุงรักษาจำเป็นต้องทำความสะอาดรางเหล่านี้อย่างสม่ำเสมอ ตรวจสอบเฟืองเพื่อหาสัญญาณความผิดปกติ และเปลี่ยนสปริงก่อนที่จะเสียหายอย่างสิ้นเชิง ขั้นตอนง่ายๆ เหล่านี้จะช่วยรักษาระบบการป้อนชิ้นส่วนให้มีความแม่นยำ และเพิ่มค่าประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องจักร (Overall Equipment Effectiveness) ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตให้ความสำคัญอย่างมาก

การป้องกันข้อบกพร่องจากการบัดกรีด้วยการปรับปรุงการวางชิ้นส่วน SMT

สาเหตุที่ความคลาดเคลื่อนในการวางชิ้นส่วนนำไปสู่ปรากฏการณ์ทอมสโตนนิงและการลัดวงจรจากบัดกรี

ความแม่นยำในการจัดวางชิ้นส่วนมีผลอย่างมากต่อความแข็งแรงของข้อต่อการบัดกรี การศึกษาแสดงให้เห็นว่า ข้อบกพร่องแบบโทมบ์สโตน (tombstone) ประมาณ 38% เกิดจากความคลาดเคลื่อนในการจัดวางที่เกินกว่า ±0.1 มม. เมื่อชิ้นส่วนไม่ได้จัดเรียงอย่างสมบูรณ์ แป้งบัดกรีจะกระจายตัวไม่เท่ากันบนแผ่นวงจร ซึ่งทำให้เกิดแรงเปียกตัว (wetting forces) ที่ไม่สมดุล และดึงดูดด้านหนึ่งของชิ้นส่วนให้ยกตัวขึ้นในระหว่างการให้ความร้อน หากชิ้นส่วนเลื่อนตัวไปด้านข้างเข้าหาพื้นที่บัดกรีใกล้เคียง ก็จะเพิ่มโอกาสที่จะเกิดสะพานบัดกรี (solder bridges) ที่ไม่ต้องการขึ้นเมื่อทุกอย่างหลอมละลายในกระบวนการรีฟโลว์ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ขั้นสูงในปัจจุบันสามารถช่วยลดปัญหานี้ได้โดยใช้ระบบแก้ไขด้วยเลเซอร์ ซึ่งสามารถจัดวางชิ้นส่วนได้แม่นยำภายในระดับประมาณ 25 ไมครอน ความก้าวหน้าเหล่านี้ช่วยลดข้อบกพร่องบนสายการผลิตได้อย่างชัดเจน แม้กระนั้น การได้รับประโยชน์อย่างเต็มที่ยังคงต้องอาศัยการตั้งค่าและการบำรุงรักษาเครื่องจักรอย่างเหมาะสม

การปรับพารามิเตอร์การจัดวางเพื่อลดข้อบกพร่องจากการบัดกรี

การหาจุดสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความเร็วและความแม่นยำ จะช่วยลดข้อบกพร่องจากการบัดกรีที่น่ารำคาญเหล่านี้ได้ เมื่อทำงานกับหัวฉีด โดยทั่วไปควรควบคุมความเร็วในการเคลื่อนลงของหัวฉีดไม่ให้เกิน 20 มม./วินาที เพื่อป้องกันไม่ให้หัวฉีดเด้งหรือสั่นสะเทือนมากเกินไป แรงกดในการวางตำแหน่งควรอยู่ในช่วงระหว่าง 1.0 ถึง 2.5 นิวตัน เพื่อให้แน่ใจว่าเราไม่ได้ดันพาสต์บัดกรีให้เลื่อนออกจากตำแหน่ง สำหรับสายการผลิต การประสานงานเครื่องพิมพ์สเตนซิลกับเครื่องวางชิ้นส่วนผ่านระบบติดตามใดๆ จะช่วยให้กระบวนการดำเนินไปอย่างต่อเนื่องโดยไม่ติดขัดในรอบการทำงานที่ยาวนาน หากชิ้นส่วนถูกทิ้งไว้นานเกินไปหลังจากพิมพ์ โดยทั่วไปหากเกินหนึ่งชั่วโมง จะเริ่มเพิ่มโอกาสเกิดปัญหาการยกปลายชิ้นส่วน (tombstoning) ประมาณร้อยละ 40 และเมื่อจัดการกับชิ้นส่วนขนาดเล็กโดยเฉพาะ การยึดตามแนวทางการคลุมแผ่นครึ่งหนึ่ง (half pad coverage) ดูเหมือนจะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการสร้างสมดุลของแรงเปียกชื้น (wetting forces) ที่ซับซ้อนเหล่านี้ ขณะเดียวกันก็ช่วยลดความเป็นไปได้ของการเกิด tombstoning

กรณีศึกษา: การลดปัญหาการยกปลายชิ้นส่วน (tombstoning) ลง 68% ผ่านการปรับแต่งเครื่องจักร

จากผลการศึกษาที่เพิ่งดำเนินการล่าสุด การปรับแต่งเครื่องจักรอย่างเป็นระบบสามารถลดปัญหาการเกิดตอมบ์สโตน (tombstoning) ได้ประมาณ 68% โดยเฉพาะสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กมากอย่างแพ็กเกจ 01005 และ 0201 สิ่งที่ได้ผลคือ การปรับเทียบระบบวิชันให้สามารถตรวจจับตำแหน่งของมาร์กเกอร์การจัดแนวภายในความคลาดเคลื่อนไม่เกิน ±15 ไมโครเมตร ตั้งค่าความดันหัวดูด (nozzle pressure) ที่ 1.2 นิวตันอย่างแม่นยำ และเพิ่มฟีเจอร์การปรับอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ นอกจากนี้ ทีมงานยังขยายระยะเวลาที่ชิ้นส่วนอยู่ในพื้นที่พรีฮีตให้นานขึ้นถึงประมาณ 90 วินาที และควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ระหว่าง 150 ถึง 170 องศาเซลเซียสในช่วงการแช่อุ่น ซึ่งช่วยให้วัสดุหลอมละลายอย่างสม่ำเสมอก่อนเข้าสู่กระบวนการบัดกรีจริง นอกเหนือจากการแก้ไขปัญหาตอมบ์สโตนที่รบกวนใจแล้ว การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ยังช่วยลดการเกิดสะพานบัดกรี (solder bridge) ลงได้อย่างน่าประหลาดใจ โดยลดลงเกือบครึ่งหนึ่งในชุดการผลิตเดียวกัน

การรักษาความสมบูรณ์ของชิ้นส่วนและป้องกันความเสียหายของวัสดุ

สาเหตุทั่วไปที่ทำให้ชิ้นส่วนเสียหายระหว่างกระบวนการหยิบและวาง

เมื่อชิ้นส่วนได้รับความเสียหายระหว่างกระบวนการเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (surface mount technology) จะส่งผลกระทบอย่างมากทั้งต่อผลผลิตในการผลิตและต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ในระยะยาว สาเหตุหลักของปัญหานี้ ได้แก่ แรงดันจากหัวฉีดมากเกินไป การจัดการชิ้นส่วนไม่เหมาะสม และการวางตำแหน่งชิ้นส่วนผิดแนว หัวฉีดที่ใช้แรงกดสูงมักจะทำให้แพ็กเกจของชิ้นส่วนที่บอบบางแตก หรือทำให้จุดต่อปลายทางเสียหาย นอกจากนี้ การจัดการที่ไม่ถูกต้องยังก่อให้เกิดความเสี่ยงจากไฟฟ้าสถิตย์ (electrostatic discharge) ซึ่งอาจทำให้ชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตย์เสียหายได้ทันทีในสายการผลิต อีกประเด็นหนึ่งคือการวางชิ้นส่วนในมุมที่ผิดปกติ ซึ่งจะสร้างแรงเครียดทางกลที่ส่งผลต่อทุกส่วน แรงเครียดนี้อาจนำไปสู่การเกิดรอยแตกร้าวในขั้วเชื่อมภายใน หรือแม้แต่ทำให้โครงสร้างของแพ็กเกจแตกหักได้ในอนาคต

การจัดการที่ปลอดภัยต่อไฟฟ้าสถิตย์และการตั้งค่าแรงดันหัวฉีดให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

การป้องกันชิ้นส่วนที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตย์เหล่านี้จากการเสียหายด้วย ESD ขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามแนวทางความปลอดภัยพื้นฐานบางประการ สถานีทำงานที่ต่อสายดินควรเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน พร้อมทั้งมีแผ่นรองนำไฟฟ้าวางครอบคลุมพื้นที่ทำงาน และบรรจุภัณฑ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่เหมาะสมสำหรับการจัดเก็บและการขนส่ง เมื่อพูดถึงการตั้งค่าหัวจับ (nozzles) แล้ว แท้จริงแล้วมีรายละเอียดค่อนข้างมาก ชิ้นส่วนที่เบากว่าจำเป็นต้องใช้แรงดูดสุญญากาศน้อยกว่า มิฉะนั้นอาจถูกบดอัดจนเสียรูปจากแรงดูด ในทางกลับกัน ชิ้นส่วนที่หนักกว่าต้องการแรงดูดที่เพียงพอเพื่อให้สามารถยึดจับได้อย่างมั่นคงโดยไม่ลื่นหลุดระหว่างการจัดการ บุคลากรด้านการบำรุงรักษาควรตรวจสอบเซ็นเซอร์ความดันอย่างน้อยเดือนละครั้ง เพื่อให้มั่นใจว่าค่าที่อ่านได้นั้นแม่นยำ และอย่าลืมตรวจสอบหัวจับ (nozzles) เองอย่างใกล้ชิดเป็นครั้งคราว แม้แต่ร่องรอยเล็กๆ ของความเสื่อมสภาพหรือความเสียหาย ก็อาจทำให้กระบวนการทั้งหมดผิดพลาด ส่งผลให้เกิดปัญหาตามมาในภายหลัง

หลีกเลี่ยงความเสียหายจากการหยิบหรือความสูงในการวางที่ไม่ถูกต้อง

การตั้งค่าความสูงในการดูดหรือวางชิ้นส่วนผิดยังคงเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อวัสดุในสายการผลิต เมื่อตั้งความสูงในการดูดต่ำเกินไป หัวดูดจะกดชิ้นส่วนโดยตรงลงบนฟีดเดอร์หรือระบบเทป ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนที่บอบบางงอหรือเสียรูปได้ ในทางกลับกัน หากตั้งความสูงสูงเกินไป จะทำให้การดูดชิ้นส่วนล้มเหลว และเครื่องจักรจำเป็นต้องพยายามใหม่หลายครั้ง ส่งผลให้เกิดการสึกหรอเพิ่มเติมต่อชิ้นส่วนที่ไวต่อแรงกระแทกในระยะยาว สำหรับการวางชิ้นส่วน การหาจุดสมดุลที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญมาก—ชิ้นส่วนจำเป็นต้องสัมผัสพื้นผิวของพาสต้าบัดกรีอย่างเบามือแต่แน่นพอที่จะยึดติดได้ดี โดยไม่ถูกกดจนติดเข้ากับแผงวงจรพีซีบีเอง อุปกรณ์รุ่นใหม่มักมาพร้อมระบบตรวจจับความสูงด้วยเลเซอร์และฟีเจอร์ปรับเทียบอัตโนมัติ เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยรักษาระดับการตั้งค่าให้คงที่ แม้จะต้องทำงานกับชิ้นส่วนที่มีขนาดและรูปร่างแตกต่างกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่มีความสำคัญเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากค่าความคลาดเคลื่อนในการผลิตมีแนวโน้มเข้มงวดมากขึ้นในทุกอุตสาหกรรม

ส่วน FAQ

สาเหตุหลักของข้อผิดพลาดในการวางชิ้นส่วนคืออะไร

ข้อผิดพลาดในการวางชิ้นส่วนมักเกิดจากหัวดูดที่สึกหรอ กลไกฟีดเดอร์ที่ไม่เหมาะสม และการสั่นสะเทือนของระบบมากเกินไป

การปรับคาลิเบรตเครื่องจักรสามารถช่วยเพิ่มความแม่นยำในการหยิบและวางชิ้นส่วน SMT ได้อย่างไร

การปรับคาลิเบรตอย่างเหมาะสมจะช่วยให้แรงกดตามแนวแกน Z สอดคล้องกัน แก้ไขปัญหาตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องของมาตราอ้างอิง (fiducial markers) และใช้ซอฟต์แวร์ชดเชยแบบไดนามิกสำหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

แสงสว่างมีบทบาทอย่างไรในการตรวจจับมาตราอ้างอิง

แสงสว่างที่ดีจะช่วยลดเงาและแสงสะท้อน ทำให้มาตราอ้างอิงมองเห็นได้อย่างชัดเจน เพื่อการวางชิ้นส่วนอย่างแม่นยำ

สามารถลดข้อบกพร่องจากการบัดกรีในกระบวนการ SMT ได้อย่างไร

การปรับความเร็วในการวาง แรงกด การซิงโครไนซ์ระหว่างเครื่องพิมพ์สเตนซิลและเครื่องวางชิ้นส่วน รวมถึงการรักษาระดับการปกคลุมของแพดให้เหมาะสม สามารถช่วยลดข้อบกพร่องจากการบัดกรีได้

การจัดการที่ปลอดภัยจากไฟฟ้าสถิตย์ (ESD-safe handling) มีความสำคัญอย่างไรต่อความสมบูรณ์ของชิ้นส่วน

การจัดการที่ปลอดภัยจากไฟฟ้าสถิตย์ช่วยป้องกันชิ้นส่วนที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตย์จากการถูกคายประจุไฟฟ้าสถิตย์ ป้องกันความเสียหาย และรับประกันความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์