اصل ماشین انتخاب و مکان

معرفی SMT

1. چرا از تکنولوژی نصب سطحی (SMT) استفاده کنیم؟
محصولات الکترونیکی کوچک سازی را دنبال می کنند.

2. محصولات الکترونیکی عملکردهای کامل تری دارند، به خصوص آی سی های در مقیاس بزرگ و بسیار یکپارچه، و اجزای نصب سطحی باید از دسته بندی محصول، اتوماسیون تولید استفاده شوند، کارخانه باید محصولات با کیفیت بالا را با هزینه کم و خروجی بالا تولید کند تا نیازهای مشتری را برآورده کند. و رقابت در بازار را تقویت کند

3. توسعه قطعات الکترونیکی، توسعه مدارهای مجتمع (IC)، و کاربردهای متعدد مواد نیمه هادی، انقلاب فناوری الکترونیک ضروری است.

ویژگی های SMT

1. تراکم مونتاژ بالا، اندازه کوچک و وزن سبک محصولات الکترونیکی.حجم و وزن قطعات SMD تنها حدود 1/10 اجزای پلاگین سنتی است.به طور کلی، پس از استفاده از SMT، حجم محصولات الکترونیکی 40٪ تا 60٪ کاهش می یابد و وزن آن 60٪٪ تا 80٪ کاهش می یابد.
2. قابلیت اطمینان بالا و توانایی ضد لرزش قوی.میزان نقص اتصال لحیم کاری کم است.
3.خوب ویژگی های فرکانس بالا.کاهش تداخل الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی.
4. تحقق اتوماسیون و بهبود بهره وری تولید آسان است.
5. کاهش هزینه 30٪ تا 50٪.صرفه جویی در مواد، انرژی، تجهیزات، نیروی انسانی، زمان و غیره

اجزای فنی مرتبط با SMT

1. فن آوری طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی و مدارهای مجتمع
2. فناوری طراحی مدار محصولات الکترونیکی
3.تکنولوژی ساخت برد مدار
4، فن آوری طراحی و ساخت تجهیزات نصب اتوماتیک
5. تکنولوژی ساخت مونتاژ مدار
6. توسعه و فناوری تولید مواد کمکی مورد استفاده در ساخت مونتاژ

عوامل کلیدی ماشین انتخاب و مکان

1-سیستم مکان یابی

Ⅰ نوع قوس (گانتری):

آ.

فیدر اجزاء و بستر (PCB) ثابت هستند و سر نصب (نصب شده با چندین نازل مکش خلاء) بین فیدر و زیرلایه به جلو و عقب حرکت می کند و قطعات از فیدر خارج می شوند.پس از تنظیم موقعیت و جهت اجزاء، و سپس بر روی بستر قرار می گیرد.از آنجایی که هد پچ روی پرتو متحرک مختصات X/Y از نوع قوس نصب شده است، نامگذاری شده است.

ب.

روش تنظیم موقعیت و جهت اجزاء: (1) موقعیت با مرکز مکانیکی تنظیم می شود و جهت با چرخش نازل مکش تنظیم می شود.دقتی که این روش می تواند به دست آورد محدود است.(2) تشخیص لیزر، موقعیت تنظیم سیستم مختصات X/Y، جهت تنظیم چرخش نازل مکش، این روش می تواند شناسایی را در طول پرواز متوجه شود، اما نمی توان از آن برای BGA صفحه نمایش شبکه توپ استفاده کرد.(3) شناسایی دوربین، موقعیت تنظیم سیستم مختصات X/Y، جهت تنظیم چرخش نازل مکش، به طور کلی دوربین ثابت است و سر نصب در سراسر دوربین برای شناسایی تصویربرداری پرواز می کند، که کمی بیشتر از شناسایی لیزری طول می کشد، اما می تواند شناسایی شود. هر جزء، یک سیستم تشخیص دوربین نیز وجود دارد که تشخیص را در طول پرواز انجام می دهد و از نظر ساختار مکانیکی قربانی های دیگری نیز وجود دارد.

سی.

در این فرم به دلیل فاصله زیاد هد پچ که به جلو و عقب حرکت می کند، سرعت محدود می شود.امروزه عموماً از چندین نازل مکش خلاء برای جمع آوری مواد به طور همزمان (تا ده) استفاده می شود و برای افزایش سرعت از سیستم دو پرتو استفاده می شود، یعنی سر نصب روی یک تیر در حال جمع آوری مواد است. سر نصب روی تیر دیگر در حال قرار دادن عنصر است، تقریبا دو برابر سریعتر از یک سیستم تک تیر.اما در کاربردهای عملی دستیابی به شرایط گرفتن مواد به طور همزمان مشکل است و انواع مختلف قطعات باید با نازل های مکش خلاء مختلف تعویض شوند و در تعویض نازل های مکش تاخیر زمانی وجود دارد.

D.

مزایای این نوع ماشین عبارتند از: ساختار سیستم ساده است و می تواند به دقت بالایی دست یابد (موقعیت و حرکت تیر شفت می تواند دقت نصب قطعات را تا زیر 50 میکرومتر (0.05 میلی متر) کنترل کند)، مناسب برای اجزای مختلف. اندازه ها و اشکال، اجزای حتی عجیب و غریب، فیدر در قالب های نوار، لوله و سینی موجود است.برای تولید دسته ای کوچک و متوسط ​​مناسب است و همچنین می تواند با چندین ماشین برای تولید انبوه ترکیب شود.

Ⅱ نوع برجک (برجک)

آ.

فیدر کامپوننت روی یک فیدر متحرک تک مختصات، بستر (PCB) روی میز کاری که در یک سیستم مختصات X/Y حرکت می کند، و سر نصب روی یک برجک نصب می شود.هنگام کار، فیدر قطعات را تغذیه می کند. فیدر به موقعیت برداشت حرکت می کند، نازل مکش خلاء روی سر وصله، قطعات را در موقعیت برداشتن می گیرد و از طریق برجک به موقعیت برداشت می چرخد ​​(180 درجه از موقعیت برداشت).جهت را تنظیم کرده و اجزا را روی بستر قرار دهید.
ب.

روش تنظیم موقعیت و جهت قطعات: (1) موقعیت را با مرکزیت مکانیکی تنظیم کنید و جهت را با چرخش نازل مکش تنظیم کنید.این روش می تواند به دقت محدودی دست یابد و مدل های بعدی دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرند.(2) شناسایی دوربین، موقعیت تنظیم سیستم مختصات X/Y، جهت تنظیم چرخش خود نازل مکش، دوربین ثابت، سر نصب که در سراسر دوربین برای شناسایی تصویربرداری پرواز می کند.
سی.

به طور کلی، بیش از دوازده تا بیست سر وصله روی برجک نصب شده است و هر پچ هد مجهز به 2 تا 4 نازل خلاء (مدل های قبلی) تا 5 تا 6 نازل خلاء (مدل های فعلی) است.با توجه به ویژگی های برجک، اقدامات مینیاتوری می شوند، مانند انتخاب و تغییر نازل مکش، جابجایی فیدر در محل، برداشتن قطعات، تشخیص اجزا، تنظیم زاویه، حرکت میز کار (از جمله تنظیم موقعیت)، و قرار دادن اجزا می تواند همه در یک دوره زمانی انجام شود.در داخل کامل می شود، بنابراین به معنای واقعی به سرعت بالایی می رسد.در حال حاضر، سریعترین دوره زمانی به 0.08 تا 0.10 ثانیه برای یک جزء می رسد.
D.

این مدل از نظر سرعت برتر است و برای تولید انبوه مناسب است اما فقط می تواند از قطعات نواری استفاده کند.اگر یک مدار مجتمع (IC) متراکم و در مقیاس بزرگ باشد، نمی توان آن را تنها با بسته بندی سینی تکمیل کرد.بنابراین، به سایر مدل ها نیز بستگی دارد که با هم کار کنند.این نوع تجهیزات ساختار پیچیده و هزینه بالایی دارد.آخرین مدل حدود 500000 دلار آمریکا است که بیش از سه برابر نوع قوس است.

Ⅲ سیستم بسیار موازی

آ.

از یک سری از واحدهای نصب کوچک جداگانه استفاده کنید.هر واحد دارای سیستم موقعیت پیچ مخصوص به خود است که مجهز به دوربین و سر نصب است.هر سر نصب یک فیدر نوار محدود را برمی‌دارد و قسمتی از تخته را قرار می‌دهد که در فواصل زمانی مشخص از دستگاه عبور می‌کند.هر دستگاه به صورت جداگانه به آرامی کار می کند.با این حال، عملکرد مداوم یا موازی آنها منجر به توان عملیاتی بالا می شود.

سیستم تصویر

ب.

دقت نصب خودکار قطعات توسط سیستم بینایی انجام می شود که بسته به موقعیت یا دوربین به طور کلی به موقعیت یابی رو به پایین، رو به بالا، سربالا یا لیزری تقسیم می شود.

سی.

به دوربین نگاه کنید تا علامتی به نام نقطه مرجع روی PCB پیدا کنید که عمدتاً برای تراز کردن PCB در موقعیت صحیح قبل از نصب قطعه استفاده می شود.دوربین‌های رو به بالا برای بازرسی اجزا از یک موقعیت ثابت استفاده می‌شوند، بنابراین قبل از نصب، اجزا باید برای دید روی دوربین جابجا شوند.تیراندازهای فیلم (یعنی انواع برجک) دقیقاً این کار را انجام می دهند، با اجزایی که در اطراف برجک حرکت می کنند.

D.

زمان تشخیص معمولاً با بزرگتر یا پیچیده شدن اجزا افزایش می یابد.برای جبران این زمان اضافی، تجهیزات نصب می توانند از دو دوربین با ظاهر بالا - یکی در هر طرف دستگاه - برای کاهش مسافت طی شده استفاده کنند.

2.سیستم تغذیه

آ.

دستگاه قوس بالای سر می تواند انواع مختلف فیدر، از جمله طرح های فله، نواری و واقعی، لوله ای، فرم های عجیب و غریب و دیگر طرح های مشتری را پشتیبانی کند.در مقابل، برجک های پرسرعت و سیستم های موازی انبوه به طور کامل از مجلات فله یا بسته های نوار تغذیه می شوند.
ب.

ماشین‌های قوس بالای سر ممکن است تنها گزینه زمانی باشند که بسته‌بندی اجزا به صورت فله یا نواری نباشد: ماشین‌های پرسرعت از بررسی مستثنی هستند زیرا نمی‌توانند به طور خودکار این مواد را تغذیه کنند.
سی.

بنابراین، سازندگان باید به دنبال تجهیزات نصب قطعاتی باشند که بتوانند گزینه‌های نصب موجود خود را گسترش دهند، انتخاب انعطاف‌پذیر (عوامل انسانی)

D.

علاوه بر انعطاف پذیری میکروسکوپی در سیستم های موقعیت یابی، سیستم های تصویربرداری و سیستم های تغذیه مولفه، انعطاف پذیری ماکروسکوپی برای تنظیم توان تولید و تطبیق تغییرات محصول برای تصمیم گیری در مورد تجهیزات مونتاژ جدید حیاتی است.

طبقه بندی روش های نصب سطحی

دسته اول:
TYPE IA فقط دارای مونتاژ یک طرفه برای نصب روی سطح است
فرآیند: خمیر لحیم کاری صفحه ابریشم => اجزای نصب => لحیم کاری مجدد

TYPE IB فقط دارای مونتاژ دو طرفه برای نصب روی سطح است
فرآیند: خمیر لحیم صفحه ابریشم => اجزای نصب شده => لحیم کاری مجدد => سمت معکوس => خمیر لحیم صفحه ابریشم => اجزای نصب شده => لحیم کاری مجدد

را دسته دوم:

TYPE II مونتاژ یک طرفه یا دو طرفه با ترکیبی از قطعات نصب سطحی و سوراخ عبوری
فرآیند: خمیر لحیم چاپ سیلک (بالا) => اجزای نصب => لحیم کاری مجدد => سمت معکوس => چسب چکه (چاپ) (سطح پایین) => اجزای نصب => چسب خشک کردن => سمت معکوس => وارد کردن اجزا = > لحیم کاری موجی

را دسته سوم:
TYPE III از اجزای سوراخ در سطح بالایی و اجزای نصب سطحی در سطح پایین استفاده می کند
فرآیند: چکیدن (چاپ) چسب=>نصب اجزا=>خشک کردن چسب=>سمت معکوس=>وارد کردن اجزا=>لحیم کاری موجی

قابلیت فرآیند (Cpk، Process Capability): به سطح دقت نصب مربوط به X، Y و Θ اشاره دارد.خطاهای X، Y و Θ یک ماشین به صورت جداگانه در نظر گرفته می شوند، نه به صورت جمعی.

توان عملیاتی: شامل اندازه گیری زمان تحویل، ساخت و زمان تکت است.

عیوب نصب: احتمال بروز عیوب در نصب

نقص های پیکاپ: عیوب پیکاپ را می توان به عنوان خرابی فیدر، خرابی خلاء یا خرابی بصری طبقه بندی کرد.چیدن عیوب خروجی خالص را کاهش می دهد و قطعات خوب را هدر می دهد

قابلیت اطمینان، در دسترس بودن و نگهداری: اطلاعات مربوط به قابلیت اطمینان، در دسترس بودن و نگهداری توسط تامین کننده بر اساس تجربیات میدانی واقعی منتشر می شود.

تعمیر و نگهداری پیشگیرانه (نگهداری پیشگیرانه): تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و اصلاحی باعث می شود که سیستم نصب SMT با سرعت و دقت مشخص خود کار کند.

زبان مشترک: هنگامی که تامین کنندگان و کاربران از یک زبان برای دستیابی به اجماع در مورد استانداردها و ارتباطات در مورد عملکرد تجهیزات استفاده می کنند، نتیجه افزایش کارایی در صنعت و در نهایت رضایت و رشد بیشتر مشتری خواهد بود.

چالش های نصب 0201

نصب قطعات 0201 چالش برانگیزتر از مداخله مولفه قبل از آن است.دلیل اصلی این است که بسته 0201 تقریباً یک سوم اندازه 0402 مربوطه است.
دقت قابل قبول قبلی در نصب دستگاه بلافاصله به یک عامل محدود کننده برای معرفی 0201 تبدیل شد. علاوه بر این، مشخصات بسته بندی نوار صنعتی سنتی (تاپ) امکان جابجایی بیش از حد برای نصب قابل اعتماد 0201 را فراهم می کند و سطح کنترل فرآیند نیز باید برای ساخت 0201 بهبود یابد. ایجاد واقعیت تولید

کلید نصب قابل اعتماد 0201

1. Component Feeder Workbench: توانایی قرار دادن دقیق میز کار کالسکه.

2. فیدر کامپوننت: فیدر باید با تلورانس های بسیار محکم ساخته شود تا از تکرارپذیری موقعیت انتخاب اطمینان حاصل شود.علاوه بر این، مواد مورد استفاده برای ساخت فیدرها باید محکم و سبک باشند.

3. چرخ زنجیر درایو تغذیه کننده: چرخ دنده درایو نقش کلیدی در توانایی دستگاه برای قرار دادن نوار قطعه ایفا می کند.شکل، مخروطی و طول دندانه های چرخ دنده به طور قابل توجهی بر توانایی فیدر برای قرار دادن نوار تأثیر می گذارد.

4. نکات وانت: انتخاب مواد، سختی مواد، تلورانس ماشینکاری و ویژگی های حرارتی همه باید درک شوند تا بتوان یک نوک برداشت قابل اعتماد را ساخت.
5. نازل باید آزادانه درون نگهدارنده خود حرکت کند.

6. مونتاژ شفت نازل: برای برداشتن اجزای 0.6x0.3 میلی متر، نازل باید قطر بیرونی آن بزرگتر از 0.40 میلی متر نباشد.این منجر به یک شفت نازل نازک بلند و نازک می شود که برای خم شدن شکننده است اما همچنان باید دقت خود را حفظ کند تا قابلیت اطمینان بالای مکش حفظ شود.

7. ساخت زیرلایه: تمام ماشین آلات در حین کار می لرزند.طراحی قاب پایه اولین گام مهم در کاهش اثرات سرعت و حرکت است که باعث ایجاد ارتعاش و تشدید هارمونیک می شود.