Karaniwang Problema sa SMT Pick and Place Machines (at Kung Paano Ito Ayusin)

Smt pick and place machine : Pagdidiskubre at Pagresolba sa mga Isyu sa Kawastuhan ng Paglalagay ng Sangkap

Ang pagiging tumpak ng paglalagay ng mga bahagi ay nananatiling isa sa mga pinakamahalagang salik kapag binibigyang-pansin ang surface mount technology (SMT) pick and place machines. Kahit ang maliliit na misalignment na mga 50 microns ay maaaring magdulot ng malubhang problema sa kumplikadong disenyo ng printed circuit board. Kapag tiningnan natin kung ano ang nagiging sanhi ng mga problemang ito, karaniwang nakikita ng mga vision system ang tatlong pangunahing isyu. Una, may angular skew kung saan umiikot ang mga bahagi ng plus o minus 3 degrees dahil hindi sapat na hawak ng mga nozzle. Pangalawa, may X/Y position shifts na mahigit 25 microns na karaniwang nangyayari kapag nagsisimulang umusad ang positioning system ng makina. At panghuli, ang mga pagbabago sa Z axis pressure ay madalas na nagreresulta sa mga nakakaabala tombstone defect, lalo na sa napakaliit na 0402 sized components. Kung susuriin nang mas malalim ang mga sanhi ng mga problemang ito, ang mga nasirang nozzle ay responsable sa halos apat sa bawat sampung insidente. Ang hindi tamang feeding mechanism ay nag-aambag ng halos 30%, habang ang mga vibration na mahigit 2.5 Gs—na lumalabag sa IPC-9850 guidelines—ay bumubuo sa natitirang bahagi ng mga problemang ito.

Pagkilala sa mga sanhi ng mga pagkakamali sa paglalagay at pagkalat ng mga bahagi

Ang mga pagkakamali sa paglalagay ng mga bahagi ay karaniwang dulot ng mga problema sa makinarya at sa paraan ng operasyon nito. Ang mga nozzle ay madalas mag-wear out o mag-deform, na posibleng nagpapaliwanag sa halos 40% ng lahat ng mga problema sa akurasya na nakikita natin sa production floor. Ang mga nasirang nozzle na ito ay lubhang nakakaapekto sa katatagan ng hawak lalo na kapag tumatakbo sa mataas na bilis. Ang mga kamalian sa kalibrasyon ay unti-unting tumitindi rin dahil ang mga makina ay hindi mananatiling perpektong nakatakdang habang-buhay. Ang mga pagbabago ng temperatura at regular na mekanikal na tensyon ay nagdudulot ng maliliit na paglipat sa posisyon na nag-aambag sa kabuuang pagkakamali. Mayroon din tayong mga feeder mechanism. Kapag ang mga gear ay nagsimulang magpakita ng pinsala o ang mga spring ay nawalan ng kanilang tensyon, ang mga bahagi ay hindi na maglilinya nang maayos kahit bago pa mailagay. At huwag kalimutang banggitin ang pag-vibrate. Ang labis na pag-uga sa buong sistema ay pinalala ang lahat ng maliliit na isyung ito, na nagreresulta sa mga bahaging lumiligaw o ganap na maling nailalagay sa board.

Mga teknik sa kalibrasyon para sa pinakamainam na kawastuhan ng SMT pick at place machine

Ang pagpapanatili ng maayos na kalibrasyon ng mga makina ay mahalaga upang mapakinabangan ang mga ito nang husto sa paglipas ng panahon. Kapag naman ang usapan ay tungkol sa laser calibration ng mga taas ng nozzle, ang tunay na kailangang isaalang-alang ay ang pagpapanatili ng pare-parehong presyon sa Z-axis. Mahalaga ito lalo na kapag gumagawa ng maliliit na bahagi dahil kung hindi, maaaring mag-tombstone ang mga maliit na komponente habang isinasama-sama. Para sa mga sistema ng paningin (vision systems), kasali ang standard fiducial markers na tumutulong mag-ayos ng mga isyu sa posisyon sa parehong X at Y direksyon, karaniwang akurat hanggang sa humigit-kumulang 10 microns. Ang tunay na galing ay nasa dynamic compensation software na nakokonsidera kung paano lumalawak at lumiliit ang mga materyales habang nagbabago ang temperatura sa buong mahabang production cycle. Ang mga awtomatikong pagsusuri sa kalibrasyon na ito ay isinasagawa sa pagitan ng mga batch—at hindi lamang nababawasan ang mga pagkakamali ng operator kundi pati na rin napapanatili ang kawastuhan araw-araw nang walang kabigatan sa bilis ng buong proseso ng pagmamanupaktura.

Mga protokol sa pagpapanatili upang mapanatili ang long-term na kawastuhan ng posisyon

Ang pagpapanatili ng tumpak na operasyon sa paglipas ng panahon ay nangangailangan ng regular na pagpapanatili na sumasakop sa parehong pag-iwas at pagkukumpuni kapag may problema. Karamihan sa mga tagagawa ay inirerekomenda ang pagsusuri sa mga nozzle at palitan ito halos bawat 50 libong paglalagay sa mga gawaing nangangailangan ng kawastuhan, bagaman maaaring iba ito depende sa aktwal na kondisyon ng paggamit. Ang buwanang inspeksyon ay dapat isama ang pagsusuri sa tigas ng sinturon, pagtiyak na maayos ang pagkaka-align ng mga riles, at pagsusuri kung paano nakikisali ang mga feeder sa mga bahagi upang maiwasan na lumala ang maliliit na isyu. Mahalaga rin ang katatagan ng kapaligiran. Subukang panatilihing nasa loob ng humigit-kumulang 2 degree Celsius ang temperatura at ang kahalumigmigan sa pagitan ng 40 hanggang 60 porsiyento na relatibong antas ng kahalumigmigan. Nakakatulong ito upang maiwasan ang mga nakakaabala na pagbabago sa kalibrasyon na dahan-dahang nangyayari sa paglipas ng panahon. Huwag kalimutang irekord ang lahat ng ginagawa sa bawat sesyon ng pagpapanatili. Ang maayos na dokumentasyon ay nagbibigay-daan sa mga teknisyen na mapansin nang maaga ang mga pattern ng pagsusuot at pagkasira upang mapalitan ang mga bahagi bago pa man ito tuluyang masira, na nagliligtas sa oras ng pagkabigo at mga gastos sa pagkukumpuni sa hinaharap.

Pagtagumpay sa Pagkilala sa Fiducial at mga Kabiguan ng Sistema ng Paningin

Mga ugat na sanhi ng hindi tumpak na pagtukoy sa fiducial sa mga operasyon ng SMT

Karamihan sa mga isyu sa pagkilala sa fiducial ay maiuugat sa tatlong pangunahing salarin: hindi pare-parehong ilaw, pagbabago sa kalibrasyon ng kamera, at mga pagkakaiba-iba sa pagitan ng mga printed circuit board. Ang mga lumang o kumikinang na ilaw ay nagdudulot ng anino at ningning na lubos na nagpapalabo sa mga maliit na marka ng sanggunian. Nakita na natin ito nangyayari—mabagal ngunit palagiang nawawala ang perpektong pagkaka-align ng mga kamera matapos ang mga buwan ng operasyon, kaya't unti-unting nahihirapan makilala ang dating maaasahang mga marka. Mayroon din mga problema sa mismong board: mga baluktot na ibabaw, solder mask na labis na makapal sa ilang bahagi at manipis naman sa iba, kasama ang alikabok at natitirang dumi na nakakagambala sa tamang pagkilala. Ayon sa kamakailang datos mula sa industriya mula sa 2024 Assembly Technology Report, ang mga hamon na ito sa paningin ay responsable sa humigit-kumulang isang ikatlo ng lahat ng pagkakamali sa paglalagay ng SMT na komponente sa mga production line ngayon.

Pag-optimize ng mga sistema ng ilaw at kamera para sa maaasahang pagkilala

Ang magandang pag-iilaw ay nagbibigay ng malaking pagkakaiba pagdating sa pagbawas ng mga nakakainis na anino at reflections habang nananatiling pantay ang liwanag sa buong workspace. Ang karamihan sa matagumpay na setup ay gumagamit ng ilang adjustable lights upang mahawakan ang iba't ibang materyales at bahagi sa iba't ibang taas nang walang problema. Mahalaga rin ang regular na pagsusuri sa kamera, lalo na kapag gumagamit ng sertipikadong calibration targets. Ang pag-aayos ng focus, antas ng exposure, at pagtama sa anumang distortion ay dapat kasama sa rutin na maintenance. Ang ilang planta ay hinakot pa nang husto ang automation sa pamamagitan ng pagsasama ng mga calibration routine sa kanilang maintenance schedule. Ang mga nangungunang pasilidad ay nakakamit ang halos 99.8% na recognition rate sa pamamagitan ng pagsasama ng ring lights at coaxial illumination systems para sa mga makintab na surface. Ang mga nangungunang ito ay karaniwang nagpopondo muli ng isang round ng recalibration pagkatapos ng humigit-kumulang 200 oras ng production time upang patuloy na maayos ang operasyon.

Tinatanggap ang mga hamon sa pagkawayo ng board at pagrereflect ng surface

Kapag lumihis ang mga circuit board, nagdudulot ito ng iba't ibang isyu sa focal planes, na nagreresulta sa bahagyang pagkalabo na naghihirap sa mga sistema ng paningin na maayos na basahin ang nangyayari. Upang ayusin ito, maraming setup ngayon ang gumagamit ng multi-plane focusing techniques na pinagsama sa height mapping routines upang awtomatikong i-adjust ang focus sa mga lugar na lumihis, na nagbabalik ng kailangang-kailangan na kaliwanagan. Ang pakikitungo sa mga madilim na surface ay isa pang hamon. Ang teknik dito ay gamitan ng polarized filters kasama ang lighting sa mas mababang anggulo upang bawasan ang nakakaabala puling habang binubuting tunay na kontrast ng imahe. Ang ilang advanced na 3D vision system ay higit pa rito sa pamamagitan ng pagkuha ng detalyadong topographical information, na nagbibigay-daan sa kanila na makilala ang tunay na mga marker mula sa simpleng reflections na sumasalamin sa surface. Ayon sa mga kamakailang pagsusuri noong nakaraang taon, ang mga pamamaraang ito ay nagpataas ng reliability ng recognition ng humigit-kumulang 45% kapag ginagamit sa mga mahihirap na materyales.

Pagtukoy at Pag-aayos ng mga Kabiguan sa Pagkuha at Pagbaba ng Component

Mga pagkabigo ng vacuum nozzle: pagbarado, pagsusuot, at pagbabago ng hugis

Kapag ang usapan ay mga pagkabigo sa pagkuha ng bahagi, madalas nasa tuktok ng listahan ang mga problema sa vacuum nozzle. Ang pangunahing sanhi? Mga pagbarado dulot ng lumang solder paste, natipong alikabok, o matitigas na natitirang pandikit na patuloy na yumayaman sa loob. Ang mga pagbaradong ito ay nakakaapekto sa lakas ng suction. Huwag din kalimutang banggitin ang pagsusuot at pagkasira. Habang tumatanda ang mga nozzle, unti-unti itong bumabago ang hugis, nagdudulot ng vacuum leaks at naghihirap sa tamang sealing ng mga bahagi habang isinasama. Kinakailangan ang regular na pagsusuri para sa mga bitak o anumang nakikitang pinsala. Kasinghalaga rin ang pagsusuri sa lakas ng suction gamit ang tamang gauge tool. Dapat ding regular na linisin ang mga ito gamit ang mga solvent na espesyal na idinisenyo para sa layuning ito. Ayon sa mga datos sa industriya, halos 45% ng mga nakakainis na pick-and-place error sa automated production lines ay direktang dulot ng mga isyu sa mismong nozzle.

Kulang na presyon ng vacuum at ang epekto nito sa pagkuha ng mga bahagi

Kapag ang vacuum pressure ay bumaba sa ibaba ng kinakailangang antas, hindi titigil nang maayos ang mga bahagi, na magdudulot ng iba't ibang problema tulad ng pagkaka-miss ng hawak o pagbagsak ng mga bahagi habang gumagalaw sa production line. Karamihan sa mga pagkakataon, ang mga isyu ay sanhi ng mga butas sa tubing na nagpapalabas ng hangin, maruruming filter na kailangang linisin, o mga pump na puro depekto na dahil sa matagal nang paggamit. Palaging suriin kung natatamo ng sistema ang mga teknikal na pamantayan mula sa tagagawa, karaniwang nasa 50 hanggang 70 kilopascals para sa karaniwang mga bahagi, at gawin ito gamit ang tamang kasangkapang pagsukat at hindi lamang paghuhula. Ayon sa mga ulat sa factory floor, ang maayos na pangangalaga sa vacuum system ay nagpapababa ng mga pagkabigo sa paghawak ng halos kalahati, na nagdudulot ng malaking pagbabago sa kabuuang productivity kapag maayos ang takbo ng lahat nang walang patuloy na pagtigil dahil sa mga nahuhulog na bahagi.

Mga isyu kaugnay sa feeder: pagkasira ng gear, pagkapagod ng spring, at dayuhang debris

Mahalaga kung paano ipinapasok ang mga bahagi sa makina upang mapanatili ang tuloy-tuloy na produksyon. Kapag nagsimulang lumitaw ang pagkasira ng mga gear dahil sa matagal na paggamit o hindi maayos na pagkaka-align, lahat ay lumalabas sa sinkronisasyon at hindi umaabante ang mga bahagi kapag kailangan. Ang mga spring na dumaan na sa walang bilang na siklo ay unti-unting nawawalan ng lakas, na nangangahulugan na ang mga bahagi ay nakakatigil sa di-karaniwang posisyon imbes na sa tamang lugar. Madalas din mahaharang ang sistema—mga piraso ng tape, maliit na sirang tipak, o kahit alikabok—na pumipigil sa landas at sumisira sa tamang pagkuha ng mga bahagi. Kailangang regular na linisin ng maintenance crew ang mga riles, suriin ang mga gear para sa anumang palatandaan ng problema, at palitan ang mga spring bago ito tuluyang masira. Ang mga simpleng hakbang na ito ang nagpapanatili ng tumpak na proseso ng pagpapakain at nagpapataas sa Overall Equipment Effectiveness na labis na mahalaga sa mga tagagawa.

Pagpigil sa mga Solder Defect sa Pamamagitan ng Mapabuting SMT Placement

Kung Paano Ang Hindi Tumpak na Paglalagay ay Nagdudulot ng Tombstoning at Solder Bridging

Ang kawastuhan ng paglalagay ng mga sangkap ay may malaking epekto sa pagkakadikit ng mga solder joint. Ayon sa mga pag-aaral, humigit-kumulang 38% ng mga nakakaabala na tombstone defect ay nangyayari kapag lumampas ang mga pagkakamali sa paglalagay sa plus o minus 0.1 mm. Kapag hindi perpektong naka-align ang mga bahagi, hindi pantay ang pagkalat ng solder paste sa ibabaw ng board. Nagdudulot ito ng magkaibang wetting forces na literal na hinahatak pataas ang isang gilid ng sangkap habang nagkakainit. Kung ang mga sangkap ay umuusli pahalang patungo sa kalapit na pads, mas mataas ang posibilidad na magkaroon ng hindi gustong solder bridges kapag natunaw lahat sa proseso ng reflow. Sa kabutihang-palad, ang mga modernong kagamitan ngayon ay nakakatulong labanan ang mga problemang ito sa pamamagitan ng mga laser correction system na kayang maglagay ng mga sangkap nang may kawastuhan na humigit-kumulang 25 microns. Ang mga pagpapabuti na ito ay tiyak na nakabawas sa mga depekto sa production line, bagaman kailangan pa rin ng tamang setup at pangangalaga sa makinarya upang ganap na makuha ang mga benepisyo.

Pag-optimize sa mga parameter ng paglalagay upang bawasan ang mga depekto sa solder

Ang pagkuha ng tamang balanse sa pagitan ng bilis at kawastuhan ay nakakatulong upang mabawasan ang mga nakakaabala na depekto sa solder. Kapag gumagamit ng mga nozzle, karaniwang mainam na panatilihing nasa ilalim ng 20 mm/s ang bilis ng kanilang pagbaba upang hindi sila masyadong bumonse. Dapat manatili ang presyong inilalagay sa pagitan ng 1.0 at 2.5 Newtons upang masiguro na hindi natin itinutulak palabas ang solder paste sa posisyon nito. Para sa mga production line, ang pagsinkronisa ng mga stencil printer kasama ang mga placement machine gamit ang anumang uri ng sistema ng pagsubaybay ay nagpapanatili sa maayos na daloy ng operasyon nang walang mahabang mga siklo. Kung ang mga bahagi ay matagal nang nakatayo pagkatapos i-print, karaniwang anumang higit sa isang oras ay nagdaragdag ng posibilidad ng mga problema sa tombstoning ng humigit-kumulang 40%. At kapag nakikitungo sa mas maliit na mga sangkap, ang pag adhere sa halos kalahating coverage ng pad ay tila pinakaepektibo para balansehan ang mga mahihirap na wetting forces habang binabawasan ang posibilidad ng pagkabuo ng tombstone.

Pag-aaral ng Kaso: Pagbawas ng tombstoning ng 68% sa pamamagitan ng machine tuning

Ayon sa isang pag-aaral na kamakailan-lamang isinagawa, ang sistematikong pagbabago sa mga makina ay nagtagumpay na bawasan ang mga isyu sa tombstoning ng humigit-kumulang 68% partikular para sa mga maliit na package ng komponent na 01005 at 0201. Ano ang naging epektibo? Pininersa nila ang mga sistema ng paningin upang mas madaling matukoy ang mga marker ng pagkaka-align sa loob ng plus o minus 15 micrometer, itinakda ang presyon ng nozzle sa eksaktong 1.2 Newtons, at idinagdag ang tampok na real-time na pag-adjust ng temperatura. Inilawig din ng koponan ang tagal na nananatili ang mga bahagi sa preheating area hanggang sa humigit-kumulang 90 segundo at pinanatili ang temperatura sa pagitan ng 150 at 170 degree Celsius habang nagso-soak, na tumulong para pantay-pantay ang pagkatunaw bago pa man ang aktwal na proseso ng soldering. Bukod sa pagresolba sa mga nakakaabala na problema sa tombstone, ang mga pagbabagong ito ay kahanga-hanga dahil nabawasan din ang paglitaw ng solder bridge, halos kalahasin ang bilang nito sa parehong batch production.

Pagtiyak sa Kahusayan ng Komponent at Pag-iwas sa Pagkasira ng Materyales

Karaniwang sanhi ng pagkasira ng komponent habang inililipat at inilalagay

Kapag ang mga bahagi ay nasira habang isinasagawa ang surface mount technology, ito ay lubos na nakakaapekto sa produksyon at sa kakayahang manatiling maaasahan ng mga produkto sa paglipas ng panahon. Ang pangunahing sanhi ng problemang ito ay ang labis na presyur mula sa mga nozzle, hindi maayos na paghawak sa mga bahagi, at maling oryentasyon sa paglalagay nito. Ang mga nozzle na may mataas na puwersa ay madalas na nagdudulot ng bitak sa delikadong package ng mga bahagi o sumisira sa kanilang termination points. At katotohanang, ang hindi tamang paghawak ay nagdudulot ng malubhang panganib dahil sa electrostatic discharge na maaaring masira ang sensitibong semiconductor chips habang nasa linya pa ito. Mayroon din problema sa mga bahaging inilalagay sa di-karaniwang anggulo na nagdudulot ng mechanical stress sa lahat ng bagay. Ang stress na ito ay maaaring magdulot ng mga paltos sa loob ng mga koneksyon o kaya'y tuluyang masira ang buong istruktura ng package sa darating na panahon.

ESD-safe handling at optimisadong mga setting ng presyur ng nozzle

Ang pagprotekta sa mga sensitibong komponente laban sa pinsala dulot ng ESD ay nakasalalay talaga sa pagsunod sa ilang pangunahing gawi sa kaligtasan. Dapat standard na kagamitan ang mga grounded workstations, kasama ang mga conductive mat na nakalatag sa mga lugar ng pagtatrabaho at ang tamang antistatic packaging para sa imbakan at transportasyon. Pagdating sa pag-setup ng mga nozzle, mayroon talagang kahalagang kaalaman na kailangang isaalang-alang. Ang mas magaang na mga komponente ay tiyak na nangangailangan ng mas kaunting vacuum power, dahil kung hindi, masisira sila sa puwersa ng suction. Ang mas mabigat na bahagi naman ay nangangailangan ng sapat na puwersa upang mahawakan nang maayos at hindi madulas habang inihahandle. Dapat suriin ng mga maintenance personnel ang mga pressure sensor nang hindi bababa sa isang beses bawat buwan upang matiyak na tumpak pa rin ang mga reading. At huwag kalimutang inspeksyunin nang mabuti ang mismong mga nozzle paminsan-minsan. Kahit ang maliliit na palatandaan ng pagsusuot o pinsala ay maaaring makapagdulot ng malaking problema, na magdudulot ng iba't ibang uri ng mga suliranin sa hinaharap.

Pag-iwas sa pinsala dulot ng hindi tamang taas ng pickup o paglalagay

Ang pagkakamali sa taas ng pickup o paglalagay ay nananatiling isa sa mga pangunahing sanhi ng pagkasira ng materyales sa mga linya ng produksyon. Kapag napakababa ng itinakdang taas ng pickup, ang mga nozzle ay naiipit ang mga bahagi nang direkta sa mga feeder o tape system, na maaaring magpapatalim ng mga manipis na parte. Sa kabilang banda, kapag napakataas ang mga taas na ito, nagreresulta ito sa hindi matagumpay na pagkuha, na nagtutulak sa mga makina na subukan muli at muli, na nagdudulot ng dagdag na pananakop sa sensitibong mga bahagi sa paglipas ng panahon. Para sa mga operasyon ng paglalagay, mahalaga ang tamang balanse—kailangang mahawakan ng mga bahagi ang ibabaw ng solder paste nang maingat ngunit sapat na matatag upang manatiling nakadikit nang hindi masisiksik sa mismong PCB. Ang mga modernong kagamitan ay karaniwang may kasamang sistema ng pagsukat ng taas gamit ang laser at awtomatikong tampok sa kalibrasyon. Ang mga teknolohiyang ito ay tumutulong sa pagpapanatili ng pare-parehong mga setting kahit kapag may iba't ibang sukat at hugis ng mga bahagi, isang bagay na lalong nagiging mahalaga habang patuloy na lumiliit ang mga pasensya sa pagmamanupaktura sa iba't ibang industriya.

Seksyon ng FAQ

Ano ang mga pangunahing sanhi ng mga pagkakamali sa paglalagay ng mga bahagi?

Madalas na dulot ng pagsuot ng mga nozzle, hindi tamang mekanismo ng feeder, at labis na pag-vibrate ng sistema ang mga pagkakamali sa paglalagay ng mga bahagi.

Paano mapapabuti ng calibration ng makina ang katumpakan ng SMT pick at place?

Ang tamang calibration ay nagsisiguro ng pare-parehong presyon sa Z-axis, inaayos ang mga isyu sa posisyon ng fiducial markers, at gumagamit ng dynamic compensation software para sa mga pagbabago ng temperatura.

Ano ang papel ng ilaw sa pagkilala sa fiducial?

Ang magandang pag-iilaw ay nakakatulong upang mabawasan ang anino at ningning, tinitiyak na malinaw na nakikita ang fiducial markers para sa tumpak na paglalagay ng mga bahagi.

Paano mababawasan ang mga depekto sa solder sa mga operasyon ng SMT?

Ang pag-optimize ng bilis at presyon ng paglalagay, pag-sync ng stencil printer at placement machine, at pananatili ng tamang pad coverage ay nakakatulong upang mabawasan ang mga depekto sa solder.

Bakit mahalaga ang ESD-safe handling para sa integridad ng mga bahagi?

Ang ESD-safe handling ay nagpoprotekta sa sensitibong mga bahagi mula sa electrostatic discharge, pinipigilan ang pagkasira at tinitiyak ang katiyakan ng produkto.