Какво оборудване е необходимо за напълно автоматизирана SMT производствена линия? Ръководство-по-стъпка (I)

Въведение

Тъй като електронните продукти продължават да се развиват към миниатюризация, висока плътност и висока надеждност, все по-голям брой производители на електроника създават свои собственинапълно автоматизирани SMT производствени линии.

Тази статия ще предостави подробен преглед на основното оборудване, необходимо за цялостна SMT автоматизирана производствена линия. Чрез интегриранеSMT решенията на NeoDen, има за цел да помогне на производителите на електроника да разберат как да изградят производствена линия за монтаж на печатни платки, съобразена с техните специфични нужди.

Стандартният автоматизиран производствен процес на SMT обикновено включва:

Печат на спояваща паста → SPI → Поставяне на компоненти чрез машина за избор-и-поставяне → Рефлойно запояване → AOI → Р-рентген проверка → Пренасяне и буфериране на печатни платки

Всяка стъпка на процеса изпълнява отделна производствена задача и заедно те определят крайното качество на монтажа на печатни платки.

Например:

• Отпечатването на спояваща паста създава основата за запояване
• SPI инспекцията помага за ранно откриване на аномалии при печат на паста за запояване
• SMT машината влияе върху ефективността на производството и точността на поставяне
• Reflow фурната определя надеждността на спойките
• AOI и рентгенови -лъчи гарантират качеството на продукта

Стъпка 1:SMT принтер с паста за запояване

1. Защо трябваSMT производствена линияда сте оборудвани с автоматичен принтер за спояваща паста?

В производствения процес на SMT, печатането на спояваща паста е първата стъпка в целия процес на сглобяване на печатни платки и критичен етап, който влияе върху качеството на спойката. Пастата за запояване се разпределя прецизно чрез шаблон върху местата на подложките на печатни платки, образувайки надеждна основа за последващиразположение на компонентитеиповторно запояване.

Ако възникнат проблеми по време на печатане на паста за запояване, дори ако последващата SMT машина за поставяне има много висока точност, това може да доведе до:

• Студени спойки
• Топчета за припой
• Запоени мостове, причиняващи късо съединение
• Недостатъчна здравина на ставите
• Повишена честота на преработка на печатни платки

В сравнение с традиционнитеръчен печат на спойка, автоматизиран SMT печат на спойкипредлага следните предимства:

• По-висока последователност при печат:Автоматизираното оборудване може прецизно да контролира налягането на чистачката, скоростта на печат, процеса на изваждане от формата и позиционирането на шаблона, намалявайки грешките, причинени от човешка операция.
• По-висока производствена ефективност:Автоматизираните принтери с паста за запояване могат бързо да завършат операциите по зареждане и разтоварване на печатни платки, визуално подравняване и печат, което ги прави по-подходящи за непрекъснати производствени среди.
• По-постоянно качество на продукта:Чрез системи за визуализация и прецизни механични структури се осигуряват постоянни резултати от печат на паста за запояване в различни партиди печатни платки.

2. NeoDen ND450 решение за автоматичен принтер с паста за запояване

Проектиран за малки и средни-производители на електроника и SMT производствени сценарии, изискващи голяма гъвкавост, NeoDen ND450 предлага стабилно, високо{2}}прецизно автоматично решение за печат с паста за запояване.

Неговите основни дизайнерски характеристики включват:

• Високо{0}}прецизен механизъм за затягане на шаблона
• Автоматична система за позициониране на PCB
• Функция за калибриране на зрението
• Прецизна три{0}}платформа за регулиране

Тези конструктивни характеристики помагат на производителите да намалят:

• Проблеми с разместването на спояващата паста
• Дефекти при-запълване/над-запълване
• Грешки при повторяемост при печат

Подходящ за:

• PCB R&D и производство
• Малко{0}}серийно производство на електроника
• EMS фабрики
• Производствени линии за SMT от малък- до-среден мащаб

За компании, които се стремят да установят стабилен SMT производствен процес, theпринтер с паста за запояване служи като решаваща отправна точка за цялата автоматизирана производствена линия.

Стъпка 2:3D инспекция на спояваща паста

1. Защо съвременните SMT производствени линии се нуждаят от SPI инспекция?

Ако печатна платка премине директно към етапа на поставяне на компоненти след отпечатване, всички аномалии в обема на спойващата паста обикновено ще се пренесат към следващия етап на запояване чрез преформатиране. Това не само увеличава разходите за ремонт, но също така може да повлияе на доставката на продукцията. Поради това нараства броят наавтоматизирани SMT производствени линииса оборудвани със SPI оборудване след екранния принтер.

SPI използва технология за 3D визуализация, за да извърши дигитална проверка на резултатите от печат на паста за запояване.

Основните параметри на проверката включват:

• Височина на спояващата паста
• Обем на спояваща паста
• Зона с паста за запояване
• Форма на спояваща паста
• Офсетов печат

В сравнение с ръчната визуална проверка, SPI осигурява по-прецизен и последователен анализ на данните.

2. NeoDen S1 SPI система за инспекция на паста за запояване

NeoDen S1 SPI е 3D система за проверка на паста за запояване, предназначена за производствени линии за SMT.

Системата използва високо-прецизна визуална система, която използва промишлени камери и RGB осветление, за да анализира състоянието на отпечатване на спояваща паста върху печатната платка.

Неговите възможности за проверка включват:

• Измерване на площта на спояващата паста
• Измерване на обема на спояващата паста
• Измерване на височината на спояваща паста
• Откриване на отместване на спояваща паста

Той също така поддържа:

• Gerber импортиране на файлове
• Въвеждане на CAD данни
• SPC статистически анализ
• Генериране на доклад за проверка

Тези функции помагат на производителите на електроника да създадат по-интелигентна система за управление на данни.

За производството на печатни платки с висока-плътност, прецизни електронни продукти и поръчки на малки-партиди с множество модели, инспекцията на SPI може ефективно да намали производствените рискове и да подобри добива от-първо преминаване (FPY).

Стъпка 3:SMT машина за избор и поставяне

1. Защо машината за вземане и поставяне е ядрото на автоматизираната производствена линия SMT?

След приключване на отпечатването на спояваща паста и проверката на SPI, печатната платка преминава към етапа на поставяне на компоненти.

Машината за-и-поставяне е една от най-критичните части от оборудването в цялата SMT производствена линия, тя е отговорна за прецизното поставяне на различни електронни компоненти в определени позиции на печатната платка, включително:

• Резистори
• Кондензатори
• IC чипове
• BGA компоненти
• Съединители
• Други микроелектронни устройства

За производителите на електроника производителността на машината за-и-поставяне влияе пряко върху:

• SMT производствена ефективност (CPH)
• Използване на оборудването
• Консистенция на продукта
• Възможност за изпълнение на поръчка

2. При избора на SMT машина трябва да се вземат предвид следните фактори:

а. Скорост на поставяне

Скоростта на поставяне обикновено се измерва в CPH (компоненти на час). Високо-скоростните производствени линии изискват оборудване с висок CPH, за да отговорят на изискванията на голям-обемно производство на печатни платки.

Въпреки това, за малки и средни -фабрики за SMT, просто преследването на висока скорост може да не е най-добрият подход, тъй като действителното производство също се влияе от фактори като сложност на продукта, типове компоненти, честота на смяна и размер на печатни платки.

b. Система за визуално разпознаване

Тъй като печатните платки стават все по-миниатюризирани и с висока-плътност, компоненти като 0201, 01005 и ИС с фина-стъпка стават все по-често срещани.

Следователно усъвършенстваните машини за поставяне на SMT трябва да бъдат оборудвани с високо-системи за зрение за:

• Разпознаване на печатни платки
• Централно подравняване на компонента
• IC разпознаване на щифтове
• Компенсация на позицията на разположение

Колкото по-стабилна е зрителната система, толкова по-висока е точността на поставяне.

c. Капацитет на фидера и ефективност на смяната на линията

По-голям капацитет на захранващото устройство означава:

• По-малко прекъсвания за материални промени
• Увеличен непрекъснат производствен капацитет
• Поддръжка за по-голямо разнообразие от типове компоненти

3. NeoDen N10P високо-скоростно решение за SMT машина

За производителите на SMT, които се стремят да подобрят ефективността на производството, като същевременно поддържат гъвкавост, NeoDen N10P е автоматизирана машина за поставяне на SMT, предназначена за средно- до високо-скоростни производствени среди.

Основните му предимства включват:

A. Високо{1}}скоростна конфигурация за поставяне на 8 глави за подобрена производствена ефективност

Чрез координиране на множество глави за поставяне, N10P може едновременно да изпълнява множество операции за вземане и поставяне на компоненти. В сравнение с машини с една-глава, тази конфигурация с много-глави значително подобрява:

• Непрекъснат производствен капацитет
• Ефективност при работа с компоненти
• Използване на оборудването

Особено подходящ за:

• PCBA фабрики
• Производители на EMS
• Производители на мулти-моделни електронни продукти

B. Система за захранване с голям-капацитет, подходяща за сложно производство на печатни платки

N10P поддържа 80 подаващи устройства за ленти и макари, което позволява конфигурирането на по-голямо разнообразие от електронни компоненти.

Това е особено важно за производството на:

• Потребителска електроника
• Индустриални табла за управление
• Платки за комуникационно оборудване
• и други продукти с голям брой компоненти.

Повече позиции на захранващото устройство намаляват необходимостта от честа смяна на материала, подобрявайки непрекъснатостта на производството.

В. Системите за многократно виждане осигуряват висока-прецизност на поставяне

N10P е оборудван с множество системи за виждане, включително:

• Камера с двойна маркировка
• Летяща камера
• IC камера

Чрез технологията за зрение оборудването може автоматично да коригира:

• Грешки при позициониране на печатни платки
• Ъглови отклонения на компонентите
• Отмествания на позицията на поставяне

осигуряване на високо{0}}прецизен монтаж на сложни компоненти.

Стъпка 4:SMT Reflow фурна

1. Защо фурната за преформиране е незаменима част от оборудването на SMT производствена линия?

Функцията на пещта за повторно оформяне: Чрез прецизно контролиране на температурния профил, тя разтопява спойката в спояващата паста, образувайки стабилни и надеждни спойки при охлаждане.

Целият процес на преформатиране обикновено включва:

A. Етап на предварително загряване

Температурата на печатната платка постепенно се повишава, причинявайки:

• Flux започва да се изпарява
• Температурата на PCB и компонентите се повишава равномерно

Това предотвратява следните проблеми, причинени от бързи температурни промени:

• Изкривяване на печатни платки
• Термичен удар на компонентите

B. Фаза на накисване

Тази фаза се използва предимно за:

• Изравняване на температурите във всички области на печатната платка
• Активирайте потока
• Намалете температурните колебания

Това е особено важно за печатни платки с висока-плътност.

C. Фаза на преформатиране

След достигане на пиковата температура: Металните частици в спояващата паста се стопяват, образувайки течна спойка. Спойката образува надеждна връзка с подложките на PCB и проводниците на компонентите.

D. Фаза на охлаждане

Бързият, но стабилен процес на охлаждане засяга:

• Структура на спойката
• Якост на спойката
• Надеждност на продукта

2. Как да изберем правилната фурна за SMT Reflow?

Когато избират оборудване за пещ за преформатиране, компаниите трябва да имат предвид следното:

A. Брой температурни зони: Колкото повече температурни зони има, толкова по-прецизен е контролът на температурната крива.

за:

• BGA
• QFN
• PCB с висока-плътност

Много{0}}зоновото оборудване осигурява по-добри възможности за управление на топлината.

B. Възможност за циркулация на горещ въздух

Отлична система за циркулация на горещ въздух гарантира:

• Равномерно разпределение на температурата от двете страни на печатната платка
• Постоянно нагряване на различни компоненти
• Намаляване на студените точки и горещите точки

C. Точност на контрол на температурата

Една стабилна PID система за контрол на температурата може:

• Реагирайте бързо на температурни промени
• Намалете температурните колебания
• Осигурете последователност в производствените партиди

3. Разтвор за запояване NeoDen IN12C Reflow

NeoDen IN12C е интелигентна машина за запояване с повторно оформяне, проектирана да отговори на изискванията на съвременното SMT производство, осигурявайки стабилен процес на запояване на печатни платки чрез прецизна система за контрол на температурата.

Подходящ за:

• PCB с висока-плътност
• Прецизни електронни продукти
• Производство на SMT с малък{0}} до среден{1}}обем

. 12-Зонов дизайн за прецизен контрол на температурата

IN12C разполага с 12 независими зони за контрол на температурата, позволяващи по-прецизно регулиране на:

• Криви на предварително загряване
• Задръжте време
• Пикова температура на препълване
• Скорост на охлаждане

B. Интелигентна PID система за контрол на температурата за подобрена стабилност на запояване

IN12C използва интелигентна технология за контрол на температурата, като използва високо{1}}прецизни сензори за наблюдение на температурните промени във фурната в реално време.

Предимствата включват:

• Реакция на бързо повишаване на температурата
• Стабилно поддържане на температурата
• Намалено температурно отклонение

Помага на производителите да поддържат постоянно качество на запояване.

C. Ефективна циркулация на горещ въздух за подобрена равномерност на запояване

Запояването чрез пренареждане изисква не само достигане на зададената температура, но, което е по-важно, осигуряване на постоянно разпределение на топлината в различни области на печатната платка.

IN12C подобрява разпределението на топлината във фурната чрез своята система за циркулация на горещ въздух, като гарантира, че:

• Големи компоненти
• Малки чипове
• Гъсто населени райони

всички постигат стабилни резултати при запояване.