SMT olib qo'yish mashinalarida uchraydigan muammolar (va ularni hal etish usullari)

Smt tanlash va joylashtirish mashini : Komponentlarni o'rniga qo'yish aniqqligi muammolarini aniqlash va hal etish

Komponentlarning qanchalik aniq o'rnatilishi sirtga montaj texnologiyasi (SMT) pick and place mashinalarini baholashda eng muhim omillardan biri bo'lib qolmoqda. Murakkab pechat platasi dizaynlarida 50 mikron atrofidagi hatto maydaroq notekisliklar ham jiddiy muammolarga olib kelishi mumkin. Nima noto'g'ri bajarilayotganini ko'rib chiqsak, ko'z sistemasida odatda uchta asosiy muammo aniqlanadi. Birinchidan, nozzllar komponentlarni to'g'ri ushlab tura olmagani uchun qism qism ±3 gradusga dozada aylanib ketadigan burchak notekisligi mavjud. Keyin esa, mashinaning pozitsiyalashtirish tizimi siljishni boshlaganda, X/Y o'qi bo'yicha 25 mikron dan ortiq siljishlar kuzatiladi. Va nihoyat, Z o'qidagi bosimning o'zgarishi ayniqsa maydaroq 0402 o'lchamdagi komponentlarda keng tarqalgan 'qabr toshi' defektlariga sabab bo'ladi. Bu muammolar nima uchun yuzaga kelishini chuqurroq tahlil qilsak, eskirgan nozzllar sodir bo'layotgan har 10 hodisaning deyarli 4 tasini tashkil etadi. Noto'g'ri oziqlantirish mexanizmlari deyarli 30% ulushga ega, shu bilan birga IPC-9850 me'yoriy hujjatlariga zid bo'lgan 2,5 Gs dan kuchliroq tebranishlar qolgan muammolarning sababchisi bo'lib xizmat qiladi.

O'rnatish xatolarining sabablarini aniqlash va komponentlarning burilishini aniqlash

Komponentlarni o'rnatishdagi xatolar odatda uskunalar bilan bog'liq muammolarga va operatsiyalarning bajarilish tartibiga bog'liq. Nozzellarda tez-tez eskirish yoki deformatsiyalanish sodir bo'ladi, bu ishlab chiqarish maydonidagi barcha aniqlik muammolarining taxminan 40% ga sabab bo'lishi ehtimoli bor. Yuqori tezlikda ishlayotganda ushbu eskirgan nozellarda ushlab turish barqarorligi buziladi. Kalibrlash xatoliklari ham asta-sekin yig'iladi, chunki mashinalar abadiy mukammal sozlanib qolmaydi. Harorat o'zgarishi va muntazam mexanik kuchlanish aholash joyidagi pozitsiyada vaqt o'tishi bilan yig'iladigan maydai silsilador o'zgarishlarga olib keladi. So'ngra, oziqlovchi mexanizmlar ham bor. G'ildiraklar shikastlanishni boshlaganda yoki prujinalar o'z tarangligini yo'qotganda, komponentlar ularni o'rnatishdan oldin ham to'g'ri joylashtirilmaydi. Shuningdek, tebranishni ham unutmang. Tizim bo'ylab juda ko'p tebranish barcha ushbu maydai muammolarni yanada yomonlashtiradi va natijada komponentlar doskada noto'g'ri yoki butunlay noto'g'ri joyga tushadi.

SMT pick and place mashinasining optimal aniqlik uchun kalibrlash usullari

Mashinalarni to'g'ri kalibrlangan holda saqlash ularning samaradorligini vaqt o'tishi bilan maksimal darajada saqlash jihatidan muhim ahamiyatga ega. Nozullarning balandligini laser bilan sozlashda asosan Z-o'q bo'ylab doimiy bosimni saqlash talab etiladi. Bu kichik komponentlarni montaj qilish paytida ularning 'qabriston' effekti (tombstoned) hosil bo'lishini oldini olish uchun ayniqsa muhim. Ko'rish tizimlari uchun kalibrlash standart fidtsial belgilardan foydalanadi, bu esa X va Y yo'nalishlaridagi joylashtirish xatolarini taxminan 10 mikron aniqlikda tuzatish imkonini beradi. Haqiqiy yutuq esa materiallarning uzoq ishlab chiqarish davrlarida harorat o'zgarishiga qarab kengayishi va qisqarishini hisobga oladigan dinamik kompensatsiya dasturida namoyon bo'ladi. Ushbu avtomatik kalibrlash tekshiruvlari partiyalar orasida amalga oshiriladi, bu nafaqat operatorlar tomonidan qilinadigan xatolarni kamaytiradi, balki butun ishlab chiqarish jarayonini sezilarli darajada sekinlatmay turib, kun sayin aniqlikni saqlab turish imkonini beradi.

Uzoq muddatli o'rnatish aniqligini saqlash uchun texnik xavfsizlik protokollari

Vaqt o'tishi bilan aniqlikni saqlash uchun muammolarni oldini olish va vujudga kelganda ularni bartaraf etishni o'z ichiga olgan muntazam texnik xizmat ko'rsatish zarur. Aksariyat ishlab chiqaruvchilar aynan aniqlik talab qiladigan ishlarda nozzllarni har 50 mingta o'rnatishdan keyin tekshirish va almashtirishni tavsiya qiladi, garchi bu ko'rsatkich haqiqiy foydalanish sharoitiga qarab farq qilishi mumkin. Oylik tekshiruvlar remning tarangligini, valiklarning to'g'ri tekislanganligini va komponentlarga yuklagichlarning qanday ta'sir qilishini tekshirishni o'z ichiga olishi kerak, shu tariqa kichik muammolar kattalarga aylanishining oldini olish kerak. Atrof-muhitning barqarorligi ham muhim. Haroratni taxminan 2 gradus Celsiy darajasida, namlikni esa nisbiy namlikning 40 dan 60 foizigacha saqlashga harakat qiling. Bu sekin-sekin ro'y beradigan noqulay kalibrlash siljishlarini oldini olishga yordam beradi. Shuningdek, ushbu texnik xizmat ko'rsatish davrida bajarilgan barcha ishlarni yozib borishni unutmang. Yaxshi hujjatlantirish texnik xodimlarga eskirish belgilari dastlabki bosqichda aniqlash imkonini beradi va ular ishdan chiqishidan oldin qismlarni almashtirish orqali kelajakda paydo bo'ladigan to'xtashlar va ta'mirlash xarajatlarini tejash imkonini beradi.

Fidtsialni tanish va ko'rish tizimining ishlamay qolishini bartaraf etish

SMT operatsiyalarida fidtsialni noto'g'ri aniqlashning ildiz sabablari

Ko'pchilik fidtsialni aniqlashdagi muammolar uchta asosiy omilga bog'liq: yorug'likning noaniqligi, kameraning kalibrlanishidagi siljish hamda elektron platlar o'rtasidagi farqlar. Eski yoki chamalab yonuvchi chiroqlar shunchalik kuchli soyalar va yorqinlik hosil qiladiki, ular kichkina markazlashtiruvchi belgilarni butunlay 'yuvib' yuboradi. Buni barcha ko'rganmiz — kameralar oylar davomida asta-sekin ideal tekislashuvini yo'qotadi va avval ishonchli bo'lgan belgilarni topish qiyinlashadi. Shuningdek, elektron platalarning o'zidagi muammolar ham bor — egilgan sirtlar, ba'zi joylarda juda qalin, boshqalari esa juda ingichka qo'llanilgan payvand maskasi, shuningdek chang va qoldiqlarning to'planishi, bu hamma narsa to'g'ri aniqlashga to'sqinlik qiladi. 2024-yilgi Montaj Texnologiyalari Hisobotiga ko'ra, zamonaviy ishlab chiqarish liniyalarida SMT komponentlarni o'rnatishdagi xatoliklarning taxminan uchdan bir qismi aynan shu turdagi ko'rish tizimiga oid muammolarga bog'liq.

Ishonchli tanib olish uchun yoritish va kamera tizimlarini optimallashtirish

Yorug'lik muhim farq hosil qiladi, chunki bu ish joyidagi barcha narsalarni tekis yoritib, bezovta qiluvchi soyalar va akslarni kamaytirishda yordam beradi. Muvaffaqiyatli sozlanmalarning aksariyati turli xil materiallar va balandlikdagi qismlar bilan muammo bormasdan ishlash uchun bir nechta sozlanadigan chiroqlardan foydalanadi. Maxsus kalibratsiya maqsadlari bilan ishlaganda muntazam kamera tekshiruvi ham shunchalik muhim. Fokus sozlamalari, eksponat darajalari hamda distorziyani bartaraf etish me'yorida texnik xizmat ko'rsatishni o'z ichiga oladi. Ba'zi korxonalarda ushbu kalibratsiya protseduralarini texnik xizmat jadvallariga to'g'ridan-to'g'ri kiritish orqali avtomatlashtirish darajasini yanada oshirishgan. Yulduz sirtlarda halqa shaklidagi chiroqlar bilan bir o'qda yoritish tizimlarini birlashtirish orqali eng yaxshi natijalarga erishiladi, tanib olish darajasi taxminan 99,8% atrofida bo'ladi. Yuqori samaradorlik namoyon qiluvchi korxonalar ishlab chiqarishning har 200 soatdan keyin qayta kalibratsiya qilishni rejalashtiradi, shunda hamma narsa silliq davom etadi.

Doska egilishiga va sirt aks etish qobiliyatiga oid muammolarni hal etish

Axborot taxtalari egilganda, fokal tekisliklarda turli xil muammolarni yaratadi va natijada qisman bulanish sodir bo'ladi, bu esa ko'rish tizimlari uchun nima sodirayotganini to'g'ri o'qishni qiyinlashtiradi. Ushbu muammoni hal etish uchun ko'plab sozlamalar endi egilgan qismlar bo'ylab avtomatik ravishda fokusni sozlaydigan balandlik xaritalash protseduralari bilan birgalikda ko'p tekislikdagi fokuslash usullaridan foydalanadi, zarur aniqroq tasvirni qayta tiklaydi. Yorqin sirtlar bilan ishlash boshqa murakkablikni keltirib chiqaradi. Bu yerda yorug'likni past burchakda ishlatish hamda noxush yorug'lik aksini kamaytirish va haqiqatan ham tasvir kontrastini yaxshilash uchun polarizatsiyalangan filtrlardan foydalanishdir. Ayrim ilg'or 3D ko'rish tizimlari yana chuqurroq borib, batafsil topografik ma'lumotlarni saqlash orqali sirtga tushayotgan akslanishlardan haqiqiy belgilarni ajratib olish imkonini beradi. O'ttigi yili e'lon qilingan so'nggi sinovlarga ko'ra, ushbu yondashuvlar qiyin materiallar bilan ishlaganda aniqlash ishonchliligini taxminan 45% ga oshirgan.

Komponentlarni olish va tashlashdagi nosozliklarni bartaraf etish

Vakuum nozullarining nosozligi: to'siq, iste'mol va deformatsiya

Olib ketish xatoliklari haqida gap ketganda, vakuum nozul muammolari ro'yxatning yuqori qismida bo'ladi. Asosiy sabablarga eski lehim massasi tufayli vujudga kelgan to'siqlar, yig'ilgan chang yoki ichkariga doim o'sib boradigan yopishqoq qoldiqlar kiradi. Bu to'siqlar so'rish kuchini buzadi. Shuningdek, eskirish ham ahamiyatsiz emas. Nozullar eskirgan sari ular sekin-sekin deformatsiyaga uchraydi, bu esa vakuum quyoshlarini hosil qiladi va montaj paytida komponentlarga zichroq ulanishni qiyinlashtiradi. Tresk, shikastlanish kabi ko'rinadigan shikastlanishlarni muntazam tekshirish zarur. Bundan tashqari, so'rish kuchini maxsus asbob bilan tekshirish ham muhim. Tozalash ishlari ham muntazam ravishda bajarilishi kerak, bunda faqat ushbu maqsad uchun mo'ljallangan erituvchilardan foydalaniladi. Sanoat statistikasiga qarasak, avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish liniyalaridagi taxminan 45% noqulay pick-and-place xatoliklari haqiqatan ham nozullarning o'zida yotadi.

Komponentlarni olib ketishga ta'siri: yetarli bo'lmagan vakuum bosimi

Agar vakuum bosimi kerakli darajadan pastga tushsa, komponentlar to'g'ri ushlanmaydi va ishlab chiqarish liniyasi bo'ylab harakatlanayotganda qismlarning ushlanmasligi yoki tushib ketishi kabi turli muammolarga olib keladi. Eng ko'p uchraydigan muammolar — naychalarda havo quyilishi, tozalanishi kerak bo'lgan ifloslangan filtrlar yoki muddati o'tgan nasoslar. Doim ishlab chiqaruvchi tomonidan belgilangan me'yorida (odatda oddiy komponentlar uchun 50 dan 70 kilopaskal gacha) tizim talablarga javob berayotganligini tekshiring va buni faqat taxmin qilish emas, balki to'g'ri o'lchash vositalari bilan amalga oshiring. Zavod maydoni hisobotlari shuni ko'rsatadiki, vakuum tizimlarini yaxshi holatda saqlash tushib qolish xodisalarini taxminan yarmiga qisqartiradi, bu esa doimiy to'xtovlarsiz silliq ishlash orqali umumiy ishlab chiqarish samaradorligiga katta farq kiritadi.

Ovqatlovchi bilan bog'liq muammolar: tishli g'ildiraklarning shikastlanishi, prujinalarning charchashi va beixti aralashmalar

Detallarni mashinalarga olib kirish usuli ishlab chiqarishni barqaror saqlashda muhim rol o'ynaydi. G'ildiraklar ish vaqtining uzunligi tufayli yoki noto'g'ri joylashtirilgani sababli eskirib ketganda, barcha narsa bir-biridan chetga chiqadi va detallar kerakli paytda oldinga siljimay qoladi. Ko'p marta ishlatilgan prujinalar vaqt o'tishi bilan mustahkamliklarini yo'qotadi, natijada detallar kerakli o'rniga noto'g'ri joylarga tushadi. Shuningdek, tizimda doim narsalar qolib ketadi — yopishtiruvchi bandlar, maydalanib ketgan qismlar, hatto chang ham yo'lni to'sib qo'yishi mumkin va detallar to'g'ri olinishini buzadi. Xizmat ko'rsatish brigadasi shu yo'llarni muntazam tozalashi, g'ildiraklarda nosozlik belgilari bor-yo'qligini tekshirishi va prujinalar butunlay ishdan chiqishidan oldin ularni almashtirishi kerak bo'ladi. Bu oddiy choralarning har biri ta'minlash jarayonini aniq saqlaydi va ishlab chiqaruvchilar uchun juda muhim bo'lgan umumiy uskuna samaradorligi (OEE) ko'rsatkichini oshiradi.

SMT joylashtirishni yaxshilash orqali politur xatosini oldini olish

Joylashtirish aniqlik xatosi qanday qilib qabristonlash va politur orasida qisqa tutashuvga olib keladi

Komponentlarni o'rnatish aniqligi, lehim tutashtirishlarining mustahkamligiga katta ta'sir qiladi. O'rganishlar shuni ko'rsatadiki, taxminan 38% dafn xatosi (tombstone) komponentlarning o'rnatilishidagi xatolar 0,1 mm dan ortiq bo'lganda sodir bo'ladi. Detallar to'liq mos kelmasa, lehim aralashmasi platada tekis tarqalmaydi. Bu isish jarayonida komponentning bir tomonini yuqoriga tortuvchi turli namlovchi kuchlarni hosil qiladi. Agar komponentlar yon tomonga siljib ketib, qo'shni kontakt maydonchalariga yaqinlashsa, reflow paytida hamma narsa eriyotganda noxohlay solder orolidan o'tish ehtimoli ancha oshadi. Xavfli, zamonaviy uskunalar komponentlarni taxminan 25 mikron aniqlikda o'rnatish imkonini beruvchi lazer tuzatish tizimlari orqali ushbu muammolarga qarshi kurashishga yordam beradi. Ushbu yaxshilanishlar aniqki ishlab chiqarish liniyasidagi nuqsonlarni kamaytirgan, garchi to'liq foydani olish uchun uskunalarni to'g'ri sozlash va texnik xizmat ko'rsatish talab etilsa ham.

Lehim nuqsonlarini kamaytirish uchun o'rnatish parametrlarini optimallashtirish

Tezlik va aniqlik o'rtasida to'g'ri muvozanatni saqlash, zararli lehim xatosini kamaytirishga yordam beradi. Nozzllar bilan ishlaganda, ular juda ko'p sakramasligi uchun tushish tezligini odatda 20 mm/s dan kam qilish maqsadga muvofiqdir. Lehim pastasini noto'g'ri joyga surib yubormaslik uchun o'rnatish bosimini 1,0 va 2,5 Nyuton oralig'ida saqlash kerak. Ishlab chiqarish liniyalari uchun tirqish bosuvchi qurilmalarni biron bir kuzatuv tizimi orqali montaj mashinalari bilan sinxronlashtirish uzun tsikllarda qolmasdan ishlashni davom ettirish imkonini beradi. Detallar bosib chiqarilgandan keyin juda uzoq muddat turib qolsa, odatda soatdan keyin, qabriston taşlari (tombstoning) muammolarining ehtimoli taxminan 40% ga oshadi. Kichikroq komponentlar bilan ishlaganda esa, namlanish kuchlarini muvozanatlash hamda qabriston toshlarining hosil bo'lish ehtimolini kamaytirish uchun taxminan yarmi miqdorida kontakt maydonini qoplash eng yaxshi natija beradi.

Tadqiqot hikoyasi: Mexanizmlarni sozlash orqali qabriston toshlarini 68% ga kamaytirish

So'nggi o'tkazilgan tadqiqotga ko'ra, 01005 va 0201 komponentli qutilar uchun g'ilib turgan tombstoning muammosini taxminan 68% ga kamaytirish uchun mashinalarni tizimli ravishda sozlash samarali bo'ldi. Qanday qilib? Ular vizual tizimlarni shunday sozladiki, ular mos keladigan belgilarni ±15 mikrometr ichida aniqlay oladi, nozul bosimini aynan 1,2 Nyutonga sozlashdi va haqiqiy vaqtda haroratni sozlash funksiyasini qo'shishdi. Jamoa shuningdek, detallarning isitish zonasida turish muddatini taxminan 90 soniyagacha uzaytirdi va asl payvandlash jarayoni boshlanishidan oldin 150–170 gradus Celsiygacha bo'lgan haroratni saqlab turish orqali hamma narsa tekis erib ketishini ta'minladi. Bu bezovta qiluvchi g'ilib turgan tombstoning muammosini hal etishdan tashqari, bu o'zgarishlar bir xil partiyani ishlab chiqarish davomida payvand körpülari vujudga kelishini ham taxminan yarmiga qisqartirishga yordam berdi.

Komponent butunligini ta'minlash va material zararlanishini oldini olish

Pick and place jarayonida komponentlarga zarar yetkazishning keng tarqalgan sabablari

Sirtga o'rnatish texnologiyasi jarayonida komponentlar shikastlanganda, bu ishlab chiqarish natijalariga ham, mahsulotlarning uzoq muddat ishonchliligiga ham ta'sir qiladi. Bu muammoning asosiy sabablari nozzllardan ortiqcha bosim, qismlarni noto'g'ri boshqarish va ularni noto'g'ri joylashtirish kabi narsalardir. Yuqori kuchli nozzllar nozik komponent paketlarini silliqlashi yoki ularga ulanish nuqtalarini buzishi mumkin. Shuni ham aytish kerakki, noto'g'ri boshqarish liniyada sezgir yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni vayron qiladigan elektrostatik razryad xavfini keltirib chiqaradi. Keyin komponentlarning g'alati burchaklarda joylashtirilishi butun tizimga mexanik kuchlanish hosil qiladigan muammo bor. Ushbu kuchlanish keyinchalik ichki bog'lanishlarda troshchinalar paydo bo'lishiga yoki hatto butun paket strukturasi parchalanishiga olib kelishi mumkin.

ESD-xavfsiz boshqarish va nozzl bosim sozlamalarini optimallashtirish

Shu kabi nozik komponentlarni ESD zararidan himoya qilish asosiy xavfsizlik qoidalarga rioya qilishga bog'liq. Elektr tarmog'iga ulangan ish joylari, o'tkazuvchan matlar bilan qoplangan ish maydonlari hamda saqlash va tashish uchun mos antistatik paketlar standart jihozlar bo'lishi kerak. Nozzellarni sozlashda esa haqiqatan ham e'tibor beriladigan bir necha jihatlari mavjud. Yengil komponentlarga aniqrog'i, ularni sirtki siqilish ostida siqib yubormaslik uchun kamroq vakuum kuchi kerak. Og'irroq qismlar boshqacha hikoyani aytadi — ularni ushlab turish uchun yetarlicha kuch talab qilinadi, aks holda ularni ko'tarish paytida siljishi mumkin. Boshqaruv xodimlari har oy kamida bir marta bosim sensorlarini tekshirib, o'qishlarning aniqligini ta'minlashlari kerak. Shuningdek, nozzellar o'zini ham ba'zan diqqat bilan tekshirish kerak. Xiralikning hatto eng maydasi ham butun jarayonni buzib tashlashi mumkin va keyinchalik turli muammolarga olib keladi.

Noto'g'ri olish yoki o'rnatish balandligidan kelib chiqadigan shikastlanishdan saqlanish

Yig'ish yoki o'rnatish balandligini noto'g'ri sozlash hozirda ishlab chiqarish liniyalarida materiallarga zarar yetkazishning asosiy sabablaridan biri hisoblanadi. Yig'ish balandligi juda pastga sozlanganda, nozzllar komponentlarni to'g'ridan-to'g'ri feyderlarga yoki lentali tizimlarga bosib, nozik qismlarni shakli buzilgan holda egilishiga olib keladi. Boshqa tomondan, ushbu balandlikni juda yuqori sozlash muvaffaqiyatsiz yig'ishga olib keladi, bu esa mexanizmlarning qayta-qayta urinishiga sabab bo'ladi va vaqt o'tishi bilan nozik komponentlarga ortiqcha yuklama hosil qiladi. O'rnatish amaliyotlari uchun to'g'ri muvozanat topish katta ahamiyatga ega — komponentlar lehimli aralashma sirtiga tekkanida etarlicha nafosat bilan, lekin maxsus mahkamlanish uchun etarlicha mustahkam tekkan bo'lishi kerak, shunda ular foyda o't platasi (PCB) ga jam berishsiz o'rnatiladi. Zamonaviy uskunalar odatda laserli balandlikni aniqlash tizimlari hamda avtomatik kalibrlash funksiyalari bilan birga keladi. Ushbu texnologiyalar turli xil komponentlarning o'lchami va shakliga ega bo'lganda ham barqaror sozlamalarni saqlashga yordam beradi va sanoatdagi ishlab chiqarish me'yorida qat'iyatlarning doimiy ravishda qattiy holga kelishi bilan bu jihat yanada dolzarb bo'lib bormoqda.

Savollar boʻlimi

Komponentlarni o'rnatish xatolarining asosiy sabablari nima?

Komponentlarni noto'g'ri o'rnatish odatda eskirgan nozzllar, noto'g'ri feyder mexanizmlari va tizimda ortiqcha tebranishlar tufayli yuzaga keladi.

Moslashtirish mashinasi SMT olip qo'yish aniqligini qanday yaxshilashi mumkin?

To'g'ri moslashtirish Z-o'qidagi bosimni barqaror saqlash, fidal belgilagichlar bilan bog'liq pozitsiyani to'g'rilash hamda harorat o'zgarishlari uchun dinamik kompensatsiya dasturini qo'llashni ta'minlaydi.

Fidal tanishishda yoritishning qanday ahamiyati bor?

Yaxshi yoritish soyalar va nur qaytishini kamaytirib, komponentlarni aniq o'rnatish uchun fidal belgilagichlarning aniq ko'rinishini ta'minlaydi.

SMT operatsiyalarida lehim nuqsonlarini qanday kamaytirish mumkin?

O'rnatish tezligi, bosim, taxta bosib chiqaruvchi va o'rnatish mashinalari o'rtasidagi sinxronizatsiyani optimallashtirish hamda to'g'ri kontakt maydonini saqlash orqali lehim nuqsonlarini kamaytirish mumkin.

Komponentlarning butunligi uchun ESD-xavfsiz ishlov berish nima uchun muhim?

ESD-xavfsiz ishlov berish sezgir komponentlarni elektrostatik razryaddan himoya qilib, ularning shikastlanishini oldini oladi va mahsulot ishonchliligini ta'minlaydi.