nguyên tắc chọn và đặt máy

Giới thiệu SMT

1. Tại sao nên sử dụng công nghệ gắn bề mặt (SMT)?
Sản phẩm điện tử theo đuổi thu nhỏ.

2. Các sản phẩm điện tử có nhiều chức năng hoàn thiện hơn, đặc biệt là các IC quy mô lớn và tích hợp cao, các linh kiện gắn trên bề mặt phải được sử dụng theo lô sản phẩm, tự động hóa sản xuất, nhà máy phải sản xuất các sản phẩm chất lượng cao với chi phí thấp và sản lượng cao để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và tăng cường khả năng cạnh tranh thị trường

3. Sự phát triển của các linh kiện điện tử, sự phát triển của mạch tích hợp (IC) và các ứng dụng đa dạng của vật liệu bán dẫn, Cách mạng công nghệ điện tử là cấp thiết

Đặc điểm của SMT

1. Mật độ lắp ráp cao, kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ của các sản phẩm điện tử.Khối lượng và trọng lượng của các thành phần SMD chỉ bằng khoảng 1/10 so với các thành phần trình cắm truyền thống.Nói chung, sau khi sử dụng SMT, khối lượng sản phẩm điện tử giảm 40% ~ 60% và trọng lượng giảm 60% % ~ 80%.
2. Độ tin cậy cao và khả năng chống rung mạnh mẽ.Tỷ lệ khuyết tật mối hàn thấp.
3. Đặc tính tần số cao tốt.Giảm nhiễu điện từ và tần số vô tuyến.
4. Dễ dàng thực hiện tự động hóa và nâng cao hiệu quả sản xuất.
5. Giảm chi phí 30% ~ 50%.Tiết kiệm vật liệu, năng lượng, thiết bị, nhân lực, thời gian, v.v.

Các thành phần kỹ thuật liên quan đến SMT

1. Công nghệ thiết kế, chế tạo linh kiện điện tử và mạch tích hợp
2. Công nghệ thiết kế vi mạch sản phẩm điện tử
3. Công nghệ sản xuất bảng mạch
4, Công nghệ thiết kế, chế tạo thiết bị gá lắp tự động
5. Công nghệ sản xuất lắp ráp mạch
6. Công nghệ phát triển và sản xuất vật tư phụ dùng trong sản xuất lắp ráp

Các yếu tố chính của máy chọn và đặt

1. hệ thống định vị

Ⅰ Kiểu vòm (Giàn):

MỘT.

Bộ nạp linh kiện và chất nền (PCB) được cố định và đầu lắp (được lắp nhiều vòi hút chân không) di chuyển qua lại giữa bộ nạp và chất nền, đồng thời các bộ phận được lấy ra khỏi bộ nạp.Sau khi điều chỉnh vị trí và hướng của các thành phần, sau đó được đặt trên đế.Bởi vì đầu vá được lắp đặt trên dầm di chuyển tọa độ X/Y của loại vòm nên nó được đặt tên như vậy.

b.

Phương pháp điều chỉnh vị trí và hướng của các bộ phận: (1) Vị trí được điều chỉnh bằng định tâm cơ học và hướng được điều chỉnh bằng cách quay của vòi hút.Độ chính xác mà phương pháp này có thể đạt được là hạn chế.(2) Nhận dạng laser, vị trí điều chỉnh hệ tọa độ X/Y, hướng điều chỉnh xoay vòi hút, phương pháp này có thể thực hiện nhận dạng trong suốt chuyến bay, nhưng nó không thể được sử dụng cho BGA thành phần hiển thị lưới bóng.(3) Nhận dạng máy ảnh, vị trí điều chỉnh hệ tọa độ X/Y, hướng điều chỉnh xoay vòi hút, nói chung máy ảnh được cố định và đầu gắn bay ngang qua máy ảnh để nhận dạng hình ảnh, mất nhiều thời gian hơn một chút so với nhận dạng laser, nhưng có thể xác định bất kỳ thành phần nào, Ngoài ra còn có một hệ thống nhận dạng camera thực hiện nhận dạng trong khi bay và có những hy sinh khác về cấu trúc cơ học.

C.

Ở hình thức này, do khoảng cách đầu vá di chuyển qua lại khá xa nên tốc độ bị hạn chế.Ngày nay, nhiều vòi hút chân không thường được sử dụng để hút vật liệu cùng một lúc (tối đa mười) và hệ thống chùm tia kép được sử dụng để tăng tốc độ, nghĩa là đầu lắp trên một chùm đang nhặt vật liệu, trong khi đầu gắn trên dầm khác đang đặt phần tử, nhanh gần gấp đôi so với hệ thống một dầm.Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, rất khó để đạt được điều kiện lấy vật liệu cùng một lúc và các loại linh kiện khác nhau cần được thay thế bằng các vòi hút chân không khác nhau và việc thay vòi hút có độ trễ về thời gian.

Đ.

Ưu điểm của loại máy này là: hệ thống có cấu trúc đơn giản và có thể đạt độ chính xác cao (vị trí và chuyển động của dầm trục có thể kiểm soát độ chính xác lắp đặt của các bộ phận dưới 50µm (0,05mm)), phù hợp với các bộ phận khác nhau. kích thước và hình dạng, Các thành phần có hình dạng chẵn lẻ, khay nạp có sẵn ở định dạng dải, ống và khay.Nó phù hợp cho sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ, và cũng có thể được kết hợp với nhiều máy để sản xuất hàng loạt.

Ⅱ Loại tháp pháo (Turret)

MỘT.

Bộ nạp linh kiện được đặt trên bộ nạp di chuyển một tọa độ, đế (PCB) được đặt trên bàn làm việc di chuyển trong hệ tọa độ X/Y và đầu lắp được lắp trên tháp pháo.Khi làm việc, bộ cấp liệu sẽ nạp các bộ phận Bộ cấp liệu di chuyển đến vị trí gắp, vòi hút chân không trên đầu vá nhặt các bộ phận tại vị trí nhặt và xoay qua tháp pháo đến vị trí nhặt (180 độ từ vị trí đón).Điều chỉnh hướng và đặt các thành phần trên bề mặt.
b.

Phương pháp điều chỉnh vị trí và hướng của các bộ phận: (1) Điều chỉnh vị trí bằng định tâm cơ học và điều chỉnh hướng bằng cách xoay vòi hút.Phương pháp này có thể đạt được độ chính xác hạn chế và các mô hình sau này không còn được sử dụng nữa.(2) Nhận dạng camera, vị trí điều chỉnh hệ tọa độ X/Y, hướng điều chỉnh tự quay của vòi hút, camera cố định, đầu gắn bay ngang qua camera để nhận dạng hình ảnh.
C.

Nói chung, có hơn một chục đến hai mươi đầu vá được lắp đặt trên tháp pháo và mỗi đầu vá được trang bị từ 2 ~ 4 vòi chân không (kiểu trước) đến 5 ~ 6 vòi chân không (kiểu hiện tại).Do các đặc điểm của tháp pháo, các hành động được thu nhỏ, chẳng hạn như chọn và thay đổi vòi hút, di chuyển bộ nạp vào vị trí, nhặt các bộ phận, nhận dạng bộ phận, điều chỉnh góc, di chuyển bàn làm việc (bao gồm cả điều chỉnh vị trí) và đặt các bộ phận có thể tất cả đều được thực hiện trong cùng một khoảng thời gian.Nó được hoàn thành bên trong, vì vậy nó đạt được tốc độ cao theo đúng nghĩa.Hiện tại, khoảng thời gian nhanh nhất đạt 0,08~0,10 giây cho một thành phần.
Đ.

Mô hình này có tốc độ vượt trội và phù hợp để sản xuất hàng loạt, nhưng nó chỉ có thể sử dụng các thành phần đóng gói theo dải.Nếu nó là một mạch tích hợp (IC) quy mô lớn, dày đặc, nó không thể được hoàn thành chỉ với bao bì khay.Do đó, nó cũng phụ thuộc vào các mô hình khác để làm việc cùng nhau.Loại thiết bị này có cấu trúc phức tạp và giá thành cao.Mẫu mới nhất có giá khoảng 500.000 đô la Mỹ, gấp hơn ba lần so với loại vòm.

Ⅲ Hệ thống song song lớn

MỘT.

Sử dụng một loạt các đơn vị lắp đặt nhỏ lẻ.Mỗi thiết bị có hệ thống định vị vít riêng, được trang bị camera và đầu gắn.Mỗi đầu gắn chọn một bộ nạp băng giới hạn và đặt một phần của bảng, được đưa qua máy theo các khoảng thời gian cố định.Cá nhân từng chiếc máy chạy chậm.Tuy nhiên, hoạt động liên tục hoặc song song của chúng dẫn đến thông lượng cao.

hệ thống hình ảnh

b.

Độ chính xác của việc lắp linh kiện tự động được thực hiện nhờ hệ thống tầm nhìn, thường được chia thành định vị nhìn xuống, nhìn lên, nhìn lên hoặc định vị bằng laser, tùy thuộc vào vị trí hoặc camera.

C.

Nhìn xuống camera để tìm dấu được gọi là điểm tham chiếu trên PCB, điểm này chủ yếu được sử dụng để căn chỉnh PCB vào đúng vị trí trước khi lắp linh kiện.Camera nhìn từ trên xuống được sử dụng để kiểm tra các bộ phận từ một vị trí cố định, vì vậy các bộ phận phải được di chuyển qua camera để quan sát trước khi lắp.Máy quay phim (tức là các loại tháp pháo) làm được điều đó, với các bộ phận di chuyển xung quanh tháp pháo.

Đ.

Thời gian nhận dạng thường tăng lên khi các thành phần trở nên lớn hơn hoặc phức tạp hơn.Để bù đắp cho thời gian thêm này, thiết bị lắp đặt có thể sử dụng hai camera nhìn lên—mỗi camera ở mỗi bên của máy—để giảm khoảng cách di chuyển.

2. Hệ thống cho ăn

MỘT.

Máy vòm trên cao có thể hỗ trợ các loại bộ nạp khác nhau, bao gồm số lượng lớn, băng và thật, ống, dạng lẻ và các thiết kế khác của khách hàng.Ngược lại, các tháp pháo tốc độ cao và các hệ thống song song ồ ạt được cung cấp hoàn toàn từ các ổ đạn số lượng lớn hoặc gói băng.
b.

Máy vòm trên cao có thể là lựa chọn duy nhất khi bao bì linh kiện không ở dạng số lượng lớn hoặc ở dạng dải: máy tốc độ cao không được xem xét vì chúng không thể nạp các vật liệu này tự động.
C.

Do đó, các nhà sản xuất nên tìm kiếm thiết bị lắp linh kiện có thể mở rộng các tùy chọn lắp hiện có của họ. Lựa chọn linh hoạt (Yếu tố con người)

Đ.

Ngoài tính linh hoạt vi mô trong các hệ thống định vị, hệ thống hình ảnh và hệ thống nạp linh kiện, tính linh hoạt vĩ mô để điều chỉnh thông lượng sản xuất và đáp ứng các thay đổi sản phẩm trở nên quan trọng để đưa ra quyết định về thiết bị lắp ráp mới.

Phân loại phương pháp gắn bề mặt

hạng mục đầu tiên:
LOẠI IA chỉ có lắp ráp một mặt để gắn trên bề mặt
Quy trình: dán màn hình lụa => gắn linh kiện => hàn nóng chảy lại

LOẠI IB chỉ có lắp ráp hai mặt để gắn trên bề mặt
Quy trình: dán màn hình hàn lụa => linh kiện được gắn => hàn nóng chảy lại => mặt trái => dán màn hình lụa => linh kiện được gắn kết => hàn nóng chảy lại

các Loại thứ hai:

LOẠI II Lắp ráp một mặt hoặc hai mặt với sự kết hợp của các bộ phận gắn trên bề mặt và các bộ phận xuyên lỗ
Quy trình: Keo hàn in lụa (mặt trên) => linh kiện lắp => hàn nóng chảy => mặt ngược => keo nhỏ giọt (in) (mặt dưới) => linh kiện lắp => keo khô => mặt ngược => linh kiện chèn = > sóng hàn

các Loại thứ ba:
LOẠI III sử dụng các bộ phận xuyên lỗ trên bề mặt trên và các bộ phận gắn trên bề mặt ở bề mặt dưới
Quy trình: nhỏ giọt (in) keo=>gắn các bộ phận=>làm khô keo=>mặt trái=>chèn các bộ phận=>hàn sóng

Khả năng xử lý (Cpk, Process Capability): đề cập đến mức độ chính xác của việc gắn kết liên quan đến X, Y và Θ.Các lỗi X, Y và Θ của máy được xem xét riêng lẻ, không phải chung.

Thông lượng: Liên quan đến việc đo lường thời gian giao hàng, sản xuất và thời gian thực hiện.

Lỗi lắp đặt: xác suất lỗi lắp đặt thường xảy ra

Lỗi Pickup: Lỗi Pickup có thể được phân loại thành lỗi bộ nạp, lỗi chân không hoặc lỗi trực quan.Chọn lỗi làm giảm sản lượng ròng và lãng phí các bộ phận tốt

Độ tin cậy, tính khả dụng và khả năng bảo trì: Dữ liệu về độ tin cậy, tính khả dụng và khả năng bảo trì được nhà cung cấp công bố dựa trên kinh nghiệm thực tế tại hiện trường.

Bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance): Bảo trì phòng ngừa và khắc phục giữ cho hệ thống giá treo SMT chạy ở tốc độ và độ chính xác đã định.

Một ngôn ngữ chung: Khi các nhà cung cấp và người dùng sử dụng cùng một ngôn ngữ để đạt được sự đồng thuận về các tiêu chuẩn và thông tin liên lạc về hiệu suất của thiết bị, kết quả sẽ là tăng hiệu quả trong ngành và cuối cùng là sự hài lòng và tăng trưởng của khách hàng.

0201 thử thách gắn kết

Việc gắn các thành phần 0201 khó khăn hơn so với việc can thiệp vào thành phần trước đó.Lý do chính là gói 0201 có kích thước xấp xỉ một phần ba gói 0402 tương ứng.
Độ chính xác khi lắp máy có thể chấp nhận được trước đây ngay lập tức trở thành một yếu tố hạn chế đối với việc giới thiệu 0201. Ngoài ra, các thông số kỹ thuật đóng gói (bấm băng) công nghiệp truyền thống cho phép quá nhiều chuyển động để lắp 0201 đáng tin cậy và mức độ kiểm soát quy trình cũng phải được cải thiện để tạo ra 0201 gắn một thực tế sản xuất.

Chìa khóa để lắp đặt 0201 đáng tin cậy

1. Bàn làm việc của bộ nạp linh kiện: Khả năng định vị chính xác bàn làm việc của xe ngựa.

2. Bộ nạp linh kiện: Bộ nạp phải được sản xuất với dung sai cực kỳ chặt chẽ để đảm bảo duy trì độ lặp lại của vị trí chọn.Ngoài ra, các vật liệu được sử dụng để làm máng ăn phải bền và nhẹ.

3. Bánh xích ổ đĩa nạp: Bánh xích ổ đĩa đóng một vai trò quan trọng trong khả năng định vị dải thành phần của máy.Hình dạng, độ côn và chiều dài của răng đĩa xích truyền động ảnh hưởng đáng kể đến khả năng định vị dải của bộ cấp liệu

4. Mẹo gắp: Việc lựa chọn vật liệu, độ cứng của vật liệu, dung sai gia công và đặc tính nhiệt đều phải được hiểu rõ để xây dựng một đầu gắp đáng tin cậy.
5. Vòi phải di chuyển tự do trong giá đỡ của nó.

6. Cụm trục vòi phun: Để gắp được các chi tiết có kích thước 0,6x0,3 mm thì trục vòi phun phải có đường kính ngoài không lớn hơn 0,40mm.Điều này dẫn đến một trục vòi dài, mỏng, dễ uốn cong nhưng vẫn phải duy trì độ chính xác để duy trì độ tin cậy cao của lực hút.

7.Xây dựng nền: Tất cả các máy móc đều rung trong quá trình vận hành.Thiết kế khung cơ sở là bước quan trọng đầu tiên trong việc giảm tác động của tốc độ và chuyển động tạo ra rung động và cộng hưởng điều hòa.