Suomalainen Luettu:0 Kirjoittaja:Sivustoeditori Julkaisuaika: 2024-09-29 alkuperä:paikka
Nykyaikaisessa piirilevykokoonpanossa SMT pick and place -kone on yksi tärkeimmistä koneista tuotantokerroksessa. Se ottaa pinta-asennuskomponentit syöttölaitteista, kohdistaa ne visiojärjestelmän kautta ja sijoittaa ne painetuille piirilevyille nopeudella ja tarkkuudella, jota manuaalinen kokoonpano ei pysty vastaamaan.
Mutta poiminta- ja sijoituskone ei ole vain 'komponenttien asettamisrobotti'. Se toimii osana täydellistä SMT-linjaa , joka yhdistää juotospastan tulostuksen, tarkastuksen, sulatusjuottamisen ja lopullisen laadunvalvonnan yhdeksi jatkuvaksi tuotantoprosessiksi. Tämän koneen toiminnan ymmärtäminen on ensimmäinen askel vakaan, tehokkaan ja skaalautuvan PCB-kokoonpanolinjan rakentamisessa.
Ensi silmäyksellä poimi ja aseta -kone voi näyttää koneelta, joka yksinkertaisesti poimii komponentteja ja sijoittaa ne piirilevylle. Todellisessa tuotannossa se tekee paljon enemmän.
Sen tulee tunnistaa piirilevyjen paikat, lukea vertailumerkit, poimia komponentteja syöttölaitteista, korjata komponenttien kulmat ja sijoittaa jokainen osa tarkasti ohjelman mukaan. Nämä toiminnot tapahtuvat toistuvasti suurella nopeudella, usein tuhansia kertoja yhden tuotantoajon aikana.
Tästä syystä koneella on niin keskeinen rooli SMT-kokoonpanossa. Se yhdistää mekaanisen liikkeen, näön kohdistuksen, ohjelmiston ohjauksen ja komponenttien syöttämisen yhdeksi koordinoiduksi prosessiksi.
Poiminta- ja paikkakone toimii juotospastan painamisen jälkeen ja ennen uudelleenjuottamista . Ensin juotospastatulostin levittää juotospastaa PCB-tyynyihin. Sitten poiminta- ja sijoituskone kiinnittää komponentit näille tulostetuille alueille.
Asennuksen jälkeen piirilevy siirtyy reflow-uuniin, jossa juotospasta sulaa ja muodostaa luotettavat juotosliitokset. Jos komponentteja ei ole asetettu oikein ennen uudelleenvirtausta, se voi vaikuttaa lopulliseen juotoksen laatuun.
Tästä syystä poiminta- ja sijoitusprosessin on toimittava tiiviissä yhteistyössä juotospastatulostimen, SPI:n, reflow-uunin ja AOI-järjestelmän kanssa, jotta piirilevykokoonpanon laatu pysyy vakaana.
Manuaalisesta kokoonpanosta automatisoituun SMT-tuotantoon siirtyvissä tehtaissa poiminta ja paikka -kone on usein todellinen käännekohta. Se vähentää manuaalista käsittelyä, parantaa toistettavuutta ja auttaa tehdasta tuottamaan enemmän levyjä vähemmillä sijoitusvaihteluilla.
Tämä on erityisen tärkeää elektroniikkatuotteiden pienentyessä, piirilevyasettelujen tihentyessä ja toimitusvaatimusten tiukentuessa. Valmistetaanpa tehdas LED-levyjä, teollisuuden ohjauskortteja, autoelektroniikkaa, kulutuselektroniikkaa tai EMS-tilauksia, vakaa komponenttien sijoitus on luotettavan tuotannon perusedellytys.
SMT pick and place -kone on automatisoitu kone, jota käytetään pinta-asennuskomponenttien sijoittamiseen painetuille piirilevyille SMT-kokoonpanon aikana. Se poimii komponentteja syöttölaitteista, lokeroista tai putkista, tarkistaa niiden sijainnin näköjärjestelmän kautta ja sijoittaa ne oikeille tyynyille piirilevylle.
Termi SMT tarkoittaa Surface Mount Technology. Tässä prosessissa elektroniset komponentit asennetaan suoraan piirilevyn pinnalle sen sijaan, että ne työnnettäisiin reikien läpi. Näitä komponentteja kutsutaan yleensä SMD-komponenteiksi, mikä tarkoittaa pintaliitoslaitteita.
Yksinkertaisesti sanottuna SMT-poiminta- ja -paikkakone on laite, joka suorittaa automaattisen komponenttien sijoitusvaiheen piirilevyn kokoonpanossa.
Tavallisella SMT-tuotantolinjalla piirilevy käy ensin läpi juotospastatulostuksen. Tulostin levittää juotospastaa tyynyille, joihin komponentit asennetaan. Tämän jälkeen poiminta- ja sijoituskone sijoittaa tarvittavat komponentit niille juotospastaalueille.
Kun asennus on valmis, piirilevy menee reflow-uuniin. Juotospasta sulaa, jäähdyttää ja muodostaa juotosliitoksia komponenttien ja PCB-tyynyjen välille.
Tämä tarkoittaa, että poiminta- ja paikkakone on vastuussa yhdestä kriittisimmistä vaiheista ennen juottamista. Se ei luo juotosliitosta itsestään, mutta se määrittää, onko jokainen komponentti asetettu oikein ennen juotosprosessin alkamista.
Tuotannon aikana kone suorittaa useita toimintoja hyvin lyhyessä ajassa. Se siirtää piirilevyn paikoilleen, lukee piirilevyn viitemerkit, poimii komponentteja syöttölaitteista, tarkistaa komponenttien sijainnin, korjaa pienet kulma- tai offset-virheet ja sijoittaa komponentin piirilevylle.
Nämä toiminnot toistuvat jatkuvasti tuotannon aikana. Tavoitteena ei ole vain sijoittaa komponentteja nopeasti, vaan sijoittaa ne johdonmukaisesti ja tarkasti.
Tämän saavuttamiseksi poiminta- ja sijoituskone toimii yhdessä useiden järjestelmien kanssa, mukaan lukien syöttöjärjestelmä, sijoituspää, suuttimet, näkökamerat, liikkeenohjausjärjestelmä, kuljetinjärjestelmä ja ohjelmiston ohjausalusta.
Manuaalinen sijoittaminen riippuu suuresti käyttäjän taidoista, visuaalisesta harkintakyvystä ja tuotantonopeudesta. Se voi toimia yksinkertaisissa prototyypeissä tai hyvin pienissä erissä, mutta johdonmukaisuuden ylläpitäminen on vaikeaa, kun piirilevyssä on monia komponentteja tai hienojakoisia paketteja.
SMT-poiminta- ja -paikkakone käyttää ohjelmoituja koordinaatteja ja näönkorjausta toistaakseen saman sijoitusprosessin paljon suuremmalla vakaudella. Koneen kokoonpanosta riippuen se voi sijoittaa pieniä sirukomponentteja, IC:itä, LEDejä, liittimiä ja muita pinta-asennusosia.
Tästä syystä automaattista sijoittelua käytetään laajalti nykyaikaisessa piirilevykokoonpanossa. Se parantaa tuotannon tehokkuutta ja auttaa vähentämään manuaalisen käsittelyn aiheuttamia sijoitusvirheitä.
Nimi 'poimi ja aseta' kuulostaa yksinkertaiselta, mutta se kuvaa yhtä SMT-kokoonpanon tärkeimmistä toimista. Kone poimii ensin komponentin syöttölaitteesta, lokerosta tai putkesta ja asettaa sen sitten tarkkaan paikkaan piirilevylle tuotantoohjelman mukaisesti.
Todellisessa tuotannossa tämä prosessi on paljon edistyneempi kuin nimi antaa ymmärtää. Jokaiseen sijoitustoimintoon sisältyy komponenttien syöttö, tyhjiön poiminta, kameran tarkastus, kulman korjaus, piirilevyn sijoittelu ja tarkka liikkeenohjaus. Siksi kone ei ole vain nopea, vaan myös erittäin koordinoitu.
Poiminta-vaihe tarkoittaa, että kone poimii osan syöttöjärjestelmästä suuttimen avulla. Useimmat SMD-komponentit toimitetaan nauhansyöttölaitteissa, kun taas suuremmat IC:t, liittimet tai erikoiskomponentit voivat tulla lokeroista tai putkista.
Poiminnan aikana suutin käyttää alipaineimua komponentin pitämiseen. Jos tyhjiö on epävakaa, komponentti voi siirtyä, pudota tai poiminta väärin. Tästä syystä syöttölaitteen kunto, suuttimen valinta ja alipaineohjaus ovat tärkeitä todellisessa SMT-tuotantoympäristössä.
Vakaa poimintaprosessi on ensimmäinen askel kohti tarkkaa sijoittelua. Jos kone ei pysty valitsemaan osaa oikein, se vaikuttaa myös seuraaviin näön kohdistus- ja sijoitusvaiheisiin.
'Paikka'-vaihe tarkoittaa, että kone siirtää komponentin ohjelmoituun asentoon ja kiinnittää sen juotospastaan, joka on painettu PCB-tyynyille. Ennen asennusta visiojärjestelmä tarkistaa komponentin sijainnin ja kulman, jonka jälkeen kone korjaa automaattisesti pienen poikkeaman.
Tämän vaiheen on oltava tarkka ja toistettava. Pieni siirtymä ei ehkä näytä vakavalta ennen uudelleenvirtausta, mutta juottamisen jälkeen se voi johtaa vioihin, kuten komponenttien siirtymään, huonoihin juotosliitoksiin tai napaisuusongelmiin.
Korkeatiheyksisessä piirilevykokoonpanossa vakaa sijoitus ei ole vain nopeutta. Tarkoituksena on varmistaa, että jokainen komponentti osuu sinne, missä sen pitäisi, yhä uudelleen ja uudelleen koko tuotantojakson ajan.
Vaikka 'poimi ja aseta' kuulostaa perusliikkeeltä, sen takana oleva kone yhdistää monia tekniikoita. Se sisältää tarkkuusmekaniikan, konenäön, liikkeenohjauksen, tyhjiöjärjestelmät, syöttölaitteiden hallinnan ja sijoitusohjelmiston.
Tästä syystä kaksi samannäköistä konetta voivat toimia hyvin eri tavalla todellisessa tuotannossa. Ero johtuu usein siitä, kuinka hyvin nämä järjestelmät toimivat yhdessä jatkuvissa käyttöolosuhteissa.
Valmistajille tämän asian ymmärtäminen on tärkeää. Poiminta- ja sijoituskonetta ei pidä arvioida pelkästään sen nopeuden perusteella, vaan sen perusteella, kuinka johdonmukaisesti se pystyy poimimaan, korjaamaan ja sijoittamaan komponentteja päivittäisen tuotannon aikana.
SMT-tuotantolinjan keskellä käytetään SMT-poiminta- ja -paikkakonetta. Se tulee juotospastan tulostuksen jälkeen ja ennen uudelleenjuottamista. Tämä asento tekee siitä kriittisen linkin piirilevyn valmistuksen ja lopullisten juotosliitosten muodostamisen välillä.
Tyypillinen SMT-sarja voi sisältää PCB-lataimen , juotospastatulostimen, SPI:n , pick and place -koneen, reflow-uunin, AOI:n ja PCB-purkaimen. Jokaisella koneella on oma tehtävänsä, mutta sijoituskoneessa piirilevystä alkaa muodostua toimiva elektroniikkakokoonpano.
Ennen poiminta- ja sijoitusprosessia piirilevylle on painettu vain juotospastaa sen tyynyille. Kun keräilykone on suorittanut työnsä, levy täytetään tarvittavilla SMD-komponenteilla.
Tämä vaihe muuttaa piirilevyn valmiista levystä kootuksi levyksi, joka on valmis juottamista varten. Se on yksi näkyvimmistä muutoksista SMT-prosessissa, ja sillä on myös suora vaikutus lopullisen PCBA:n laatuun.
Jos komponentit sijoitetaan tarkasti, sulatusprosessilla on parempi perusta luotettavien juotosliitosten muodostamiselle. Jos sijoitus on epävakaa, seuraava prosessi saattaa paljastaa ongelmia, kuten siirtymisen, siltojen muodostumisen, hautakiviä tai puuttuvia osia.
Poiminta ja paikka -kone ei toimi yksin. Se riippuu juotospastatulostimesta, jotta saadaan puhdas ja tarkka tahna. Jos juotospasta on kohdistettu väärin tai riittämätön, sijoituksen laatu voi silti heikentyä, vaikka kone sijoittaisi komponentit oikein.
SPI:tä käytetään usein ennen sijoittamista juotospastan korkeuden, alueen, tilavuuden ja siirtymän tarkastamiseen. Asennuksen jälkeen piirilevy menee reflow-uuniin, jossa juotospasta sulaa ja muodostaa juotosliitokset. AOI:ta käytetään sitten vikojen, kuten puuttuvien osien, väärien komponenttien, siirtymien, napaisuusvirheiden ja juotosongelmien tarkastamiseen.
Tästä syystä SMT-laatua tulisi nähdä koko linjan prosessina, ei vain yhden koneen tuloksena. Poiminta ja paikka -kone on kriittinen, mutta sen on toimittava yhdessä koko SMT-linjan kanssa.
Koska poiminta- ja sijoittamiskone sijaitsee tulostuksen ja uudelleenjuoksun välissä, mikä tahansa epävakaus tässä vaiheessa voi vaikuttaa lopputulokseen. Pienestä sijoitusongelmasta voi tulla isompi laatuongelma juottamisen jälkeen.
Samalla tämä kone vaikuttaa myös tuotantorytmiin. Jos sijoitus on liian hidas, siitä voi tulla linjan pullonkaula. Jos se on epävakaa, linja voi pysähtyä usein säätöä, tarkastusta tai korjausta varten.
Siksi monet valmistajat pitävät pick and place -konetta SMT-linjan tuotantomoottorina. Se ei vain sijoita komponentteja, vaan auttaa myös määrittämään, kuinka sujuvasti koko linja voi toimia.
SMT pick and place -kone toimii erittäin koordinoidun prosessin kautta. Se ei vain siirrä osia paikasta toiseen. Se vahvistaa ensin piirilevyn sijainnin, valitsee oikean komponentin, tarkistaa komponenttien kohdistuksen ja asettaa sen sitten ohjelmoituun paikkaan valvotulla nopeudella ja tarkkuudella.
Tämä prosessi tapahtuu jatkuvasti tuotannon aikana. Yhdellä piirilevyllä kone voi toistaa saman perusliikkeen satoja tai jopa tuhansia kertoja levyllä olevien komponenttien lukumäärästä riippuen. Koneen todellinen arvo ei ole vain nopeus, vaan sen kyky toistaa nämä toiminnot vakaalla tarkkuudella koko tuotantojakson ajan.
Ennen kuin asennus alkaa, piirilevy on asetettava oikein koneen sisään. Kuljetin siirtää piirilevyn sijoitusalueelle ja kone kiinnittää levyn paikoilleen liikkeen estämiseksi käytön aikana.
Sitten näköjärjestelmä lukee vertailumerkit PCB:ltä. Nämä merkit toimivat vertailupisteinä ja auttavat konetta vahvistamaan laudan todellisen sijainnin ja kulman. Vaikka piirilevyssä on pieni siirtymä siirron aikana, järjestelmä voi laskea siirtymän ja säätää sijoituskoordinaatteja.
Tämä vaihe on erityisen tärkeä hienojakoisten IC-piirien, tiheiden piirilevyasettelujen ja tiukkaa sijoitustoleranssia vaativien tuotteiden kohdalla. Ilman tarkkaa piirilevyn kohdistusta edes hyvä sijoituspää ei voi taata vakaata tulosta.
Kun piirilevyn sijainti on vahvistettu, laite poimii komponentteja syöttölaitteista, lokeroista tai putkista. Suutin käyttää tyhjiöimua jokaisen komponentin nostamiseen syöttöasennostaan.
Kun komponentti on poimittu, näköjärjestelmä tarkistaa sen sijainnin, kulman ja joskus sen muodon tai napaisuuden. Jos komponenttia kierretään hieman tai poikkeaa suuttimen keskustasta, ohjelmisto korjaa sijoituskoordinaatit ennen sen asentamista piirilevylle.
Tämä on yksi tärkeimmistä syistä, miksi automaattinen sijoittelu on luotettavampaa kuin manuaalinen sijoittaminen. Kone ei ole riippuvainen pelkästään visuaalisesta arvioinnista. Se käyttää kameroita, ohjelmistoja ja liikkeenohjausta vähentääkseen pieniä virheitä ennen kuin niistä tulee tuotantovirheitä.
Näönkorjauksen jälkeen sijoituspää siirtyy kohdeasentoon ja asettaa komponentin PCB-tyynyille painetun juotospastan päälle. Liikkeen tulee olla nopeaa, mutta myös hallittua. Liian suuri voima voi vahingoittaa komponenttia tai häiritä juotospastaa. Liian vähäinen ohjaus voi aiheuttaa epävakaa sijoitusta.
Kun kaikki ohjelmoidut komponentit on asennettu, piirilevy siirretään seuraavaan prosessiin, yleensä reflow-juottoon. Tässä vaiheessa levy ei ole enää vain painettu piirilevy juotospastalla. Siitä on tullut täytetty levy, joka on valmis juotettaviksi.
Tässä tulee selväksi pick and place -prosessin arvo. Se valmistelee piirilevyn luotettavaa juotosliitoksen muodostusta varten reflow-uunissa, ja se vaikuttaa suoraan lopullisen PCBA:n vakauteen.
Poiminta ja paikka -kone rakennetaan useista yhdessä toimivista keskeisistä järjestelmistä. Jokaisella järjestelmällä on oma toimintonsa, mutta mikään niistä ei toimi yksin. Vakaa sijoitus riippuu kuljettimen, syöttösuuttimien , , sijoituspään, kameroiden, ohjelmistojen ja liikeohjauksen koordinaatiosta.
Näiden pääosien ymmärtäminen auttaa ostajia ja tuotantotiimejä ymmärtämään paremmin, miksi sijoituskoneet eroavat toisistaan nopeuden, tarkkuuden, vakauden ja pitkän aikavälin suorituskyvyn suhteen. Se auttaa myös selittämään, miksi kaksi ulkopuolelta samanlaiselta näyttävää konetta voivat toimia hyvin eri tavalla tuotantokerroksessa.
Koneen runko muodostaa perustan koko järjestelmälle. Vakaa runko auttaa vähentämään tärinää nopean liikkeen aikana ja tukee pitkän aikavälin sijoitustarkkuutta. Tämä on erityisen tärkeää, kun kone käy jatkuvasti päivittäisessä tuotannossa.
Piirilevykuljetin siirtää levyt koneeseen ja sieltä pois. Sen on ohjattava piirilevyä tasaisesti, asetettava se oikein ja tuettava erikokoisia levyjä. Joillekin tuotteille, erityisesti pitkille LED-levyille tai paksummille teollisuusohjauslevyille, kuljettimen vakaus ja levyn tuki ovat entistä tärkeämpiä.
Liikerakenne ohjaa sijoituspään liikettä. Sen on liikuttava nopeasti samalla kun säilytetään toistettava tarkkuus. Hyvän liikejärjestelmän ansiosta kone voi sijoittaa komponentteja tehokkaasti vakaudesta tinkimättä.
Sijoituspää on koneen ydintyöosa. Se liikkuu komponenttien syöttöalueen ja piirilevyn välillä kantaen suutinta, joka poimii ja sijoittaa jokaisen komponentin.
Suuttimet ovat pieniä, mutta erittäin tärkeitä. Ne käyttävät tyhjiöimua pitämään komponentit liikkeen aikana. Komponenttien eri koot ja muodot voivat vaatia erilaisia suutintyyppejä. Pientä siruvastusta ja suurta IC:tä ei aina voida käsitellä samalla suuttimella.
Syöttölaitteet syöttävät komponentteja koneeseen. Yleisimmät SMD-osat toimitetaan nauhansyöttölaitteiden kautta, kun taas suuremmat IC-osat tai erikoiskomponentit voivat käyttää lokerosyöttölaitteita tai tikkusyöttölaitteita. Jos syöttölaite ei syötä komponentteja tasaisesti, sijoitusprosessi voi hidastua tai muuttua epävakaaksi.
Näköjärjestelmä on yksi SMT pick and place -koneen tärkeimmistä osista. Se tarkistaa piirilevyn vertailumerkit, varmistaa komponenttien sijainnin ja auttaa korjaamaan kulman tai poikkeaman ennen sijoittamista.
Ohjelmistoohjaus yhdistää kaikki koneen toiminnot yhteen. Se hallitsee sijoitusohjelmia, komponenttikirjastoja, syöttölaitteiden paikkoja, suuttimien valintaa, liikereittejä ja tuotantotietoja. Ilman luotettavaa ohjelmistoa edes vahva mekaaninen laitteisto ei voi tuottaa vakaita tuotantotuloksia.
Nykyaikaisessa SMT-tuotannossa ohjelmistopuolen merkitys kasvaa. Hyvä ohjelmisto voi lyhentää asennusaikaa, parantaa ohjelman hallintaa, tukea jäljitettävyyttä ja auttaa operaattoreita suorittamaan tuotantoa vähemmän virheitä. Tästä syystä keräilykone tulee ymmärtää sekä mekaanisena että digitaalisena ohjausjärjestelmänä.
SMT-poiminta- ja -paikkakone on suunniteltu käsittelemään monenlaisia pinta-asennuskomponentteja, joita käytetään piirilevyjen kokoonpanossa. Nämä komponentit voivat olla hyvin pieniä, kuten siruvastuksia ja kondensaattoreita, tai monimutkaisempia, kuten IC:t, LEDit, liittimet ja moduulit.
Jokainen kone ei kuitenkaan pysty sijoittamaan kaikkia komponentteja yhtä hyvin. Todellinen komponenttivalikoima riippuu koneen sijoituspäästä, suutinjärjestelmästä, syöttövaihtoehdoista, näkökyvystä ja ohjelmistoohjauksesta. Siksi komponenttityyppien ymmärtäminen on tärkeää ennen SMT-tuotantoprosessin suunnittelua.
Useimmat SMT pick and place -koneet pystyvät käsittelemään yleisiä SMD-komponentteja, kuten vastuksia, kondensaattoreita, diodeja, transistoreita, induktoreja ja pieniä IC-paketteja. Nämä osat toimitetaan yleensä teippikeloilla ja ladataan nauhansyöttölaitteisiin.
Normaalissa piirilevykokoonpanossa nämä komponentit muodostavat usein suurimman osan tuoteluettelosta. Vakaa syöttöjärjestelmä ja tarkka suuttimen poiminta ovat tärkeitä, koska kone saattaa joutua sijoittamaan tuhansia näitä osia yhden tuotantoajon aikana.
Vaikka nämä komponentit näyttävät yksinkertaisilta, sijoittelun johdonmukaisuudella on silti merkitystä. Pienet siirtymät, väärä suunta tai epävakaa nouto voivat vaikuttaa juotoksen laatuun sulatuksen jälkeen.
Tavallisten sirukomponenttien lisäksi monet pick and place -koneet voivat sijoittaa myös IC-paketteja, kuten SOP, QFP, QFN, BGA ja CSP. Nämä komponentit vaativat yleensä paremman näkyvyyden kohdistuksen, koska niiden tapin nousu tai juotosalue on herkempi.
SMT-koneet sijoittelevat myös laajasti LED-komponentteja, erityisesti LED-valaistuksessa, näyttömoduuleissa ja autojen valaistustuotteissa. LED-tuotannossa sijoitussuunta, aseman tasaisuus ja levyn tuki ovat erityisen tärkeitä.
Jotkut koneet pystyvät käsittelemään myös liittimiä, suojia, pieniä moduuleja ja muita erikoismuotoisia komponentteja. Nämä osat saattavat vaatia erikoissuuttimia, lokeron syöttölaitteita tai tarkempia sijoitusasetuksia.
Komponenttivalikoima vaikuttaa suoraan siihen, millaisia tuotteita tehdas pystyy valmistamaan. Yksinkertainen piirilevy, jossa on enimmäkseen vastuksia ja kondensaattoreita, on hyvin erilainen kuin monimutkainen levy, jossa on BGA:t, liittimet, suuret kondensaattorit ja hienojakoiset IC:t.
Jos kone ei pysty käsittelemään tiettyjä osia sujuvasti, tehdas saattaa tarvita manuaalista sijoittelua, ylimääräisiä prosessivaiheita tai erilaista konekokoonpanoa. Tämä voi vähentää tehokkuutta ja lisätä laaturiskiä.
Tästä syystä komponenttivalikoimaa ei pidä koskaan pitää pienenä yksityiskohtana. Se on yksi perustekijöistä, joka määrittää, pystyykö SMT pick and place -kone tukemaan todellisia tuotantotarpeita.
SMT pick and place -koneita on erilaisia, koska piirilevyjen valmistajilla on erilaiset tuotantotavoitteet. Jotkut tehtaat tarvitsevat edullisen ratkaisun prototyyppeihin. Jotkut tarvitsevat joustavia koneita korkean sekoituksen tuotantoon. Toiset tarvitsevat nopean sijoituksen massatuotantoon.
Ei ole olemassa yhtä konetyyppiä, joka sopisi jokaiselle tehtaalle. Oikea tyyppi riippuu tuotteen monimutkaisuudesta, tuotantomäärästä, komponenttien yhdistelmästä, tehtaan asettelusta ja tulevista laajennussuunnitelmista.
Manuaalisia tai puoliautomaattisia poiminta- ja paikkakoneita käytetään usein prototyyppeihin, korjaustöihin, laboratorioprojekteihin tai erittäin pienierätuotantoon. Ne auttavat parantamaan sijoittelua täysin manuaaliseen työhön verrattuna, mutta riippuvat silti suuresti kuljettajan taidoista.
Aloitustason automaattikoneet ovat askeleen manuaalisten järjestelmien yläpuolella. Ne pystyvät sijoittamaan komponentteja automaattisesti ohjelman mukaan ja sopivat pienille tehtaille tai käynnistyslinjoille. Yksinkertaisille levyille ja kohtuulliselle teholle ne voivat olla käytännöllinen lähtökohta.
Näillä koneilla on kuitenkin yleensä rajoituksia nopeudessa, syöttökapasiteetissa, komponenttialueella ja pitkän aikavälin skaalautumisessa. Ne ovat hyödyllisiä perustuotannossa, mutta eivät välttämättä riitä, kun tuotteen määrä tai monimutkaisuus kasvaa.
Joustavat poiminta- ja sijoituskoneet on suunniteltu erityyppisiä piirilevyjä valmistaville tehtaille. Ne pystyvät yleensä käsittelemään laajempaa komponenttivalikoimaa, mukaan lukien sirukomponentit, IC:t, LEDit, liittimet ja joitain erikoispaketteja.
Tämän tyyppisiä koneita käytetään usein EMS-tuotannossa, teollisuuden ohjauskorteissa, autoelektroniikassa ja keskimääräisessä valmistuksessa. Näille asiakkaille joustavuus voi olla arvokkaampaa kuin vain korkeimman sijoitusnopeuden tavoittelu.
Joustava kone auttaa vähentämään toistuvien tuotteiden vaihtojen painetta. Se antaa tehtaalle enemmän tilaa käsitellä erilaisia BOMeja, erikokoisia piirilevyjä ja erilaisia tuotantoeriä.
Nopeat lastun kiinnittimet on rakennettu nopeutta varten. Niitä käytetään yleisesti tuotteissa, joissa on monia pieniä komponentteja, kuten LED-levyt, kulutuselektroniikka, teholevyt ja muut suuren volyymin sovellukset.
Modulaariset sijoitusjärjestelmät on suunniteltu tehtaille, jotka tarvitsevat sekä kapasiteettia että skaalautuvuutta. Linja voidaan konfiguroida ensin yhdellä koneella, jonka jälkeen sitä voidaan laajentaa useammilla sijoitusmoduuleilla tuotannon kasvaessa.
Suuremmille SMT-tehtaille yhteisessä kokoonpanossa voidaan yhdistää nopea sijoittelu joustavaan sijoitteluun. Tämän ansiosta linja voi sijoittaa pieniä sirukomponentteja nopeasti samalla kun se käsittelee IC:itä, liittimiä ja monimutkaisempia osia joustavammin.
Monet ihmiset käyttävät termejä 'poimi ja aseta kone' ja 'siruasennus' samalla tavalla. Päivittäisissä SMT-keskusteluissa tämä on yleensä hyväksyttävää. Molemmat termit viittaavat laitteisiin, joita käytetään pinta-asennuskomponenttien sijoittamiseen piirilevyille.
Mutta käytännöllisemmästä tuotantonäkökulmasta katsottuna merkityksessä voi olla pieni ero. Tämän eron ymmärtäminen auttaa asiakkaita lukemaan koneen tekniset tiedot selkeämmin ja välttämään sekaannuksia laitteita vertaillessaan.
'Poimi ja aseta kone' on laajempi termi. Siinä kuvataan koneen perustoiminto: komponenttien poimiminen syöttöjärjestelmästä ja niiden sijoittaminen piirilevylle.
Tätä termiä voidaan käyttää monen tyyppisille SMT-sijoituslaitteille, mukaan lukien lähtötason koneet, joustavat sijoituskoneet, nopeat koneet ja modulaariset sijoitusjärjestelmät.
Tästä syystä 'SMT pick and place machine' on usein paras yleistermi, kun puhutaan automaattisesta komponenttien sijoituksesta piirilevykokoonpanossa.
'Chip mounter' käytetään usein kuvaamaan koneita, jotka keskittyvät sijoittamaan sirukomponentteja suurella nopeudella. Nämä komponentit voivat sisältää vastuksia, kondensaattoreita, pieniä diodeja, pieniä LEDejä ja muita standardinmukaisia SMD-osia.
Monissa SMT-linjoissa siruasennusta käytetään pienempien komponenttien nopeaan sijoittamiseen, kun taas toinen joustava kiinnitin voi käsitellä IC:itä, liittimiä tai monimutkaisempia komponentteja.
Tämä on erityisen yleistä suurten volyymien tuotannossa, jossa linja on järjestetty tasapainottamaan nopeutta ja komponenttien käsittelykykyä.
Näiden termien erolla on merkitystä, koska asiakas saattaa ajatella, että yksi kone hoitaa kaikki sijoitustehtävät täydellisesti. Todellisuudessa eri koneet on optimoitu eri töihin.
Nopea sirukiinnitin voi olla erinomainen tuhansien pienten komponenttien sijoittamiseen, mutta se ei ehkä ole paras valinta monimutkaisille IC:ille, korkeille liittimille tai erikoismuotoisille komponenteille. Joustava poiminta- ja paikkakone ei ehkä ole nopein, mutta se pystyy tukemaan laajempia tuotantotarpeita.
Joten kun vertailet koneita, on parempi katsoa nimeä pidemmälle. Todellinen kysymys on, pystyykö kone käsittelemään piirilevyn kokoa, tuoteluettelon rakennetta, komponenttivalikoimaa ja tuotantokohdetta.
SMT-poiminta- ja -paikkakone on tärkeä, koska se ohjaa yhtä piirilevyn kokoonpanon herkimmistä vaiheista: jokaisen pinta-asennuskomponentin sijoittamista oikeaan asentoon ennen juottamista. Jos tämä vaihe on epävakaa, seuraava uudelleenkulkuprosessi ei voi 'korjata' ongelmaa täysin.
Monille tehtaille poiminta- ja paikkakone on myös kohta, jossa tuotanto alkaa todella automatisoitua. Se vähentää manuaalista käsittelyä, parantaa toistettavuutta ja auttaa valmistajia tuottamaan johdonmukaisempia PCBA:ita suuremmalla nopeudella.
Manuaalinen sijoittelu voi toimia prototyypeissä tai hyvin pienissä erissä, mutta siitä tulee vaikeaa, kun piirilevyssä on satoja komponentteja tai kun tilausmäärä kasvaa. Poiminta- ja sijoituskone voi sijoittaa komponentteja paljon nopeammin ja johdonmukaisemmin kuin manuaalinen työ.
Tämä ei vain paranna sijoitusnopeutta. Se myös auttaa koko SMT-linjaa toimimaan sujuvammin. Kun sijoitusprosessi on vakaa, levyt voivat siirtyä jatkuvasti painatuksesta sijoitteluun, sitten uudelleenjuoksuun ja tarkastukseen.
Säännöllisiä tuotantotilauksia käsitteleville valmistajille tämä vakaa virtaus on erittäin tärkeä. Se auttaa vähentämään odotusaikaa, manuaalista korjausta ja tarpeettomia prosessin keskeytyksiä.
Piirilevyn kokoonpanossa johdonmukaisuus on yhtä tärkeä kuin nopeus. Kone voi toistaa saman sijoitusohjelman kerta toisensa jälkeen pitäen komponenttien paikat vakaammin eri lautojen ja tuotantoerien välillä.
Tämä on erityisen hyödyllistä tiheissä piirilevyasetteluissa, hienojakoisissa IC:issä, LED-valoissa ja tuotteissa, joilla on tiukat laatuvaatimukset. Kun jokainen komponentti on sijoitettu tarkasti, sulatusprosessilla on parempi perusta luotettavien juotosliitosten muodostamiselle.
Vakaa poiminta- ja sijoitusprosessi voi auttaa vähentämään yleisiä sijoitteluun liittyviä ongelmia, kuten komponenttien siirtymää, puuttuvia osia, väärää suuntausta tai epäjohdonmukaista sijoittelua.
Manuaalinen kokoonpano riippuu suuresti käyttäjien kokemuksesta ja keskittymisestä. Myös ammattitaitoiset työntekijät voivat kohdata haasteita, kun komponentit ovat hyvin pieniä, levyt ovat tiiviitä tai tuotantoa on jatkettava pitkiä tunteja.
SMT pick and place -kone käyttää ohjelmoituja koordinaatteja, näön kohdistusta ja ohjattua liikettä tämän riippuvuuden vähentämiseksi. Operaattoreilla on edelleen tärkeä rooli, mutta heidän työnsä siirtyy enemmän asennukseen, valvontaan, materiaalien valmisteluun ja prosessien ohjaukseen.
Kasvaville tehtaille tämä on iso askel. Se tekee tuotannosta helpompi hallita, helpompi toistaa ja helpompi skaalata.
Poimintakone ei luo juotosliitosta itsestään, vaan sen sijoituslaadulla on suora vaikutus lopulliseen juotostulokseen. Jos komponenttia ei ole asetettu oikein ennen uudelleenvirtausta, vika voi tulla näkyviin vasta juottamisen jälkeen.
Siksi sijoittelua ei pidä käsitellä yksinkertaisena mekaanisena vaiheena. Se on prosessi, joka yhdistää materiaalin syötön, piirilevyjen kohdistuksen, komponenttien tunnistuksen, suuttimen kunnon, ohjelmiston ohjelmoinnin ja lopullisen juotoksen laadun.
Useat PCBA-virheet voivat liittyä poiminta- ja paikkaprosessiin. Näitä voivat olla komponenttien kohdistusvirhe, puuttuvat komponentit, väärät komponentit, käänteinen napaisuus, komponenttien siirtyminen ja huono kosketus juotospastaan.
Hienojakoisissa IC:issä jopa pieni sijoituksen poikkeama voi aiheuttaa juotossillan muodostumista tai avata liitoksia uudelleenvirtauksen jälkeen. LEDien kohdalla väärä suunta tai epäjohdonmukaisuus voi vaikuttaa tuotteen ulkonäköön ja sähköiseen toimintaan. Liittimien tai suurempien komponenttien epävakaa sijoitus voi johtaa heikkoihin juotos- tai kokoonpanoongelmiin.
Nämä viat voivat pidentää työstöaikaa, vähentää ensikierron tuottoa ja luoda piilotettuja luotettavuusriskejä, jos niitä ei hallita ajoissa.
On tärkeää ymmärtää, että jokainen uudelleenvirtauksen jälkeinen vika ei johdu poiminta- ja paikkakoneesta. SMT-laatu riippuu useista yhdistetyistä prosesseista.
Esimerkiksi huono juotospastatulostus voi aiheuttaa riittämättömän juotoksen, sillan muodostumisen tai komponenttien siirtymisen. Epävakaa reflow-profiili voi myös johtaa juotosvirheisiin. Väärä materiaalin täyttö, kuluneet suuttimet, vaurioituneet syöttölaitteet tai väärät ohjelma-asetukset voivat aiheuttaa ongelmia, vaikka kone itse kykenee siihen.
Tästä syystä hyvät tehtaat eivät vain kysy: 'Onko sijoituskone tarkka?\' He myös tarkistavat koko prosessin ennen ja jälkeen sijoituksen.
Vakaa poiminta- ja sijoitusprosessi auttaa vähentämään monia vältettävissä olevia vikoja. Tarkka piirilevyn kohdistus, puhtaat suuttimet, tasainen syöttölaitteen toiminta, oikeat komponenttikirjastot ja luotettava näkötarkastus tukevat parempaa sijoituslaatua.
Kun näitä tekijöitä ohjataan, piirilevy tulee reflow-uuniin komponenttien ollessa oikein ja johdonmukaisesti sijoitettuina. Tämä antaa juotosprosessille vahvemman perustan ja auttaa parantamaan piirilevykokoonpanon yleistä vakautta.
Yksinkertaisesti sanottuna hyvä sijoitus ei itsessään takaa täydellistä juottamista, mutta huono sijoitus aiheuttaa lähes aina riskin seuraavalle prosessille.
SMT pick and place -kone on vain osa koko SMT-linjaa. Se toimii parhaiten, kun ympäröivä laitteisto on myös vakaa ja oikein sovitettu. Todellisessa tuotannossa painatus, sijoittelu, juottaminen ja tarkastus on yhdistetty yhdeksi ketjuksi.
Jos yksi vaihe on epävakaa, se voi vaikuttaa seuraavaan vaiheeseen. Siksi valmistajien tulisi ymmärtää paitsi poiminta- ja sijoituskone itse, myös kuinka se toimii juotospastatulostimen, SPI:n, reflow-uunin, AOI:n ja käsittelylaitteiden kanssa.
Ennen asettamista juotospastatulostin levittää juotospastaa PCB-tyynyille. Tämä on perusta komponenttien sijoittelulle ja juotosliitoksen muodostamiselle. Jos tahnaa painetaan liikaa, liian vähän tai väärässä paikassa, sekä sijoittelu että juotoslaatu voivat kärsiä.
SPI eli juotospastan tarkastus tarkistaa painetun juotospastan ennen komponenttien asettamista. Se voi havaita ongelmia, kuten riittämättömän tahnan, liiallisen tahnan, tahnan siirtymän tai huonon tahnan muodon.
Tämä vaihe on arvokas, koska se havaitsee tulostusvirheet ajoissa. Kun komponentit on asennettu ja juotettu, ongelmien etsiminen ja korjaaminen kasvavat paljon.
Asetuksen jälkeen piirilevy siirtyy reflow-uuniin. Uuni lämmittää levyä säädetyn lämpötilaprofiilin kautta, jolloin juotospasta sulaa ja muodostaa juotosliitoksia komponenttien ja piirilevyjen väliin.
Poiminta- ja sijoituskoneen on asetettava jokainen komponentti tarkasti ennen kuin tämä tapahtuu. Jos komponenttia siirretään, kallistetaan, käännetään tai se on huonosti paikallaan, uudelleenjuoksuprosessi saattaa paljastaa ongelman näkyväksi viaksi.
Tästä syystä sijoitusta ja uudelleenjuoksua tulisi tarkastella yhdessä. Hyvä sijoitus antaa reflowlle paremman aloituskohdan, kun taas vakaa reflow-uuni auttaa suorittamaan juotosprosessin oikein.
Uudelleenvirtauksen jälkeen AOI tarkistaa valmiin piirilevyn näkyvien vikojen varalta. Se voi tarkastaa puuttuvat komponentit, väärät osat, napaisuusongelmat, komponenttien siirtymät, juotossillat, riittämättömät juotteet ja muut yleiset ongelmat.
Käsittelylaitteet, kuten piirilevykuormaajat, kuljettimet, puskurit ja purkulaitteet, tukevat myös vakaata linjan toimintaa. Tasainen piirilevyn siirto vähentää manuaalista käsittelyä ja auttaa pitämään tuotannon jatkuvana.
Hyvin suunnitellussa SMT-linjassa jokainen kone tukee seuraavaa. Poiminta ja paikka -kone on keskeinen, mutta vakaa tulos tulee koko linjan yhteistoiminnasta.
SMT pick and place -koneita käytetään monilla elektroniikkateollisuuden aloilla . Kaikki tuotteet, jotka käyttävät piirilevylle pinta-asennuskomponentteja, saattavat vaatia tämän tyyppisiä laitteita, varsinkin kun tuotanto vaatii nopeutta, johdonmukaisuutta ja toistettavaa laatua.
Eri toimialoilla on erilaiset vaatimukset. Jotkut keskittyvät korkeaan äänenvoimakkuuteen. Jotkut keskittyvät tarkkuuteen ja luotettavuuteen. Toiset tarvitsevat joustavuutta, koska ne tuottavat monia piirilevymalleja pienissä tai keskisuurissa erissä.
Kulutuselektroniikassa käytetään usein kompakteja piirilevymalleja, joissa on monia pieniä komponentteja. Tuotteet, kuten älylaitteet, ohjausmoduulit, laturit ja pienet elektroniikkalevyt, tarvitsevat nopean ja tarkan sijoituksen tukemaan vakaata tuotantoa.
LED-valaistus on toinen yleinen sovellus. LED-lamput, LED-putket, LED-paneelit, LED-nauhat ja autojen valaistustaulut vaativat usein monia toistuvia komponentteja. Näiden tuotteiden sijoittelun yhtenäisyys voi vaikuttaa sekä sähköiseen suorituskykyyn että visuaaliseen ulkonäköön.
Molemmilla toimialoilla poiminta- ja sijoituskone auttaa valmistajia lisäämään tuotantoa ja pitämään komponenttien sijoittelun vakaana suurissa tuotantoerissä.
Autoelektroniikka vaatii yleensä suurempaa luotettavuutta. Valaistusjärjestelmissä, ohjaimissa, antureissa ja tehomoduuleissa käytetyt levyt voivat sisältää IC:itä, liittimiä, kondensaattoreita ja muita komponentteja, jotka on sijoitettava tarkasti.
Teollisissa ohjauskorteissa on usein laajempi komponenttiyhdistelmä. Ne eivät välttämättä aina vaadi suurinta nopeutta, mutta ne tarvitsevat vakaan sijoituksen eri komponenttityypeille ja levykokoille.
Tehoelektroniikka voi sisältää suurempia komponentteja, paksumpia levyjä ja raskaampia osia. Näiden tuotteiden sijoitusprosessin tulee tukea sekä tarkkuutta että vakaata komponenttien käsittelyä.
EMS-valmistajat hoitavat usein monia erilaisia asiakasprojekteja. Yhtenä päivänä he voivat valmistaa teollisia ohjauskortteja ja seuraavana päivänä viestintämoduuleja, LED-kortteja tai kulutuselektroniikkaa.
Tämän tyyppisessä tuotannossa joustavuus on erittäin tärkeää. Koneen on tuettava erilaisia piirilevykokoja, BOM-rakenteita, komponenttipaketteja ja tuotantoeriä.
Siksi SMT pick and place -koneita ei käytetä vain massatuotantoon. Niitä käytetään myös laajalti korkean sekoituksen piirilevykokoonpanoissa, joissa vakaa vaihto, luotettava ohjelmanohjaus ja laaja komponenttien yhteensopivuus ovat avainasemassa päivittäisessä tuotannossa.
Poiminta- ja sijoituskone tarvitsee säännöllistä huoltoa, jotta sijoitus pysyy vakaana ajan mittaan. Jopa korkealaatuinen kone voi menettää tarkkuutensa tai tehokkuutensa, jos suuttimia, syöttölaitteita, kameroita, kuljettimia tai tyhjiöjärjestelmiä ei tarkasteta kunnolla.
Perushuolto ei tarkoita vain vikojen estämistä. Se auttaa myös vähentämään sijoitusvirheitä, epävakaa noutoa, odottamattomia koneen pysähtymistä ja laatuongelmia tuotannon aikana. Jokaisella SMT-kokoonpanoa käyttävällä tehtaalla ylläpidon tulisi olla osa päivittäistä tuotantorutiinia, ei jotain, joka tehdään vasta ongelman ilmaantumisen jälkeen.
Suuttimet ovat suoraan yhteydessä komponenttien poimintaprosessiin. Jos suutin on tukossa, kulunut tai likainen, kone saattaa epäonnistua poimimaan osia oikein tai osa saattaa siirtyä liikkeen aikana. Säännöllinen suuttimien puhdistus ja tarkastus voivat auttaa estämään puuttuvia osia ja epävakaa sijoittelua.
Myös syöttölaitteet tarvitsevat huomiota. Syöttö, joka ei siirrä komponentteja tasaisesti, voi aiheuttaa poimintavirheitä, viiveitä tai toistuvia konehälytyksiä. Käyttäjien tulee tarkistaa syöttölaitteen kunto, nauhan liike, kansinauhan kireys ja komponenttien syöttö ennen tuotannon aloittamista.
Myös näköjärjestelmä tulee pitää puhtaana. Pöly, vuotojäämät tai huonot valaistusolosuhteet voivat vaikuttaa kameran tunnistukseen. Puhtaat kamerat auttavat konetta lukemaan vertailumerkit ja komponenttien sijainnit tarkemmin.
Tyhjiöimu on kriittinen komponenttien vakaalle poimimiselle. Jos alipainetaso on epävakaa, suutin ei ehkä pidä komponenttia tukevasti. Tämä voi johtaa osien putoamiseen, pyöriviin osiin tai sijoitteluvirheisiin.
Ilmanpaine tulee tarkistaa säännöllisesti koneen vaatimusten mukaisesti. Pieni ilmansyöttöongelma voi aiheuttaa toistuvia tuotantoongelmia, joita on vaikea löytää ensi silmäyksellä.
Kuljetinjärjestelmä tarvitsee myös sujuvaa liikettä. Jos piirilevyä ei siirretä tai sijoiteta oikein, sijoitustarkkuuteen voi vaikuttaa. Kiskon leveyden, laudan tuen, antureiden ja kuljetinhihnojen tarkistaminen auttaa pitämään koko prosessin vakaana.
Hyvän huollon ei aina tarvitse olla monimutkaista. Käytännön rutiiniin voi kuulua päivittäinen puhdistus, viikoittainen tarkastus, säännöllinen kalibrointi, ohjelman varmuuskopiointi ja kuluneiden osien vaihto.
Operaattoreiden tulee myös tallentaa toistuvat hälytykset tai sijoitusongelmat. Jos sama ongelma toistuu yhä uudelleen, se voi viitata syöttölaitteen ongelmaan, suuttimen kulumiseen, huonoon komponenttien pakkaukseen tai virheelliseen ohjelma-asetukseen.
Hyvin huollettu poiminta- ja paikkakone voi toimia sujuvammin, vähentää seisokkeja ja tukea tasaisemman piirilevykokoonpanon laatua.
Monet asiakkaat vertailevat ensin poiminta- ja sijoituskoneita nopeuden, merkin tai hinnan perusteella. Nämä tekijät ovat tärkeitä, mutta ne eivät kerro kaikkea. Varsinaisessa SMT-tuotannossa koneen suorituskyky riippuu tuotteesta, komponenttien sekoituksesta, asetusmenetelmästä, kuljettajan taidoista ja koko prosessin ohjauksesta.
Yleisten väärinkäsitysten ymmärtäminen voi auttaa tehtaita välttämään vääriä odotuksia ja tekemään parempia päätöksiä SMT-tuotantoa suunnitellessaan.
Nopeus on tärkeää, mutta nopeampi kone ei aina ole parempi valinta jokaiselle tehtaalle. Kone, jolla on suuri nimellisnopeus, voi toimia erittäin hyvin yksinkertaisilla levyillä, joissa on useita toistuvia lastukomponentteja. Mutta jos tuotteessa on monia IC:itä, liittimiä, lokeron osia tai toistuvia mallin muutoksia, todellinen tuotantomäärä voi poiketa suuresti nimellismäärästä.
Korkean sekoituksen tuotannossa vakaus, syöttölaitteen asennus, komponenttien valikoima ja vaihtotehokkuus voivat olla arvokkaampia kuin pelkkä enimmäisnopeus.
Tästä syystä tehtaiden ei pitäisi arvioida poiminta- ja sijoituskonetta vain CPH:n perusteella. Parempi kysymys on, pystyykö kone vastaamaan todellista PCB-suunnittelua, BOM-rakennetta ja tuotantoaikataulua.
Jotkut asiakkaat odottavat yhden koneen käsittelevän kaikki tuotteet täydellisesti. Todellisuudessa erilaiset piirilevykokoonpanot vaativat erilaisia sijoitusominaisuuksia.
Yksinkertainen LED-kortti, autojen ohjauskortti, tehoelektroniikan piirilevy ja suuritiheyksinen viestintäkortti voivat kaikki vaatia erilaisia sijoitteluprioriteetteja. Jotkut tuotteet vaativat nopeutta. Jotkut tarvitsevat suurempaa tarkkuutta. Jotkut tarvitsevat enemmän syöttöpaikkoja. Jotkut tarvitsevat paremman tuen suuremmille tai erikoismuotoisille komponenteille.
Poiminta ja paikka -kone voi olla hyvin joustava, mutta sillä on silti rajansa. Oikean ratkaisun tulee perustua todellisiin tuotantotarpeisiin, ei vain yhteen yleiseen konekuvaukseen.
Poiminta ja paikka -kone on kriittinen, mutta se ei säätele SMT-laatua itsestään. Lopullinen PCBA-laatu riippuu myös juotospastatulostuksesta, SPI-tarkastuksesta, uudelleenvirtauslämpötilaprofiilista, AOI-tarkastuksesta, materiaalinkäsittelystä ja käyttäjän asetuksista.
Jos esimerkiksi juotospastan tulostus on huonoa, tarkka sijoitus voi silti johtaa juotosvirheisiin. Jos uudelleenvirtausprofiili on epävakaa, hyvin sijoitetussa komponentissa voi silti olla heikkoja juotosliitoksia.
Siksi luotettava SMT-tuotanto tulee nähdä kokonaisena prosessina. Poiminta- ja paikkakone on yksi tärkeimmistä osista, mutta sen on toimittava yhdessä koko SMT-linjan kanssa.
Kaikki tehtaat eivät aloita täysin automaattisella SMT-linjalla. Jotkut aloittavat manuaalisella sijoittelulla, yksinkertaisilla työkaluilla tai pienten erien tuotannolla. Mutta kun tilaukset lisääntyvät ja piirilevyjen suunnittelu monimutkaistuvat, manuaalista sijoittelua on usein vaikea hallita.
SMT-poiminta- ja -paikkakone tulee välttämättömäksi, kun tehdas tarvitsee parempaa konsistenssia, suurempaa tehoa, vähemmän manuaalista riippuvuutta ja toistettavampaa tuotannon laatua.
Manuaalinen sijoittaminen voi olla hyväksyttävää yksinkertaisille prototyypeille tai hyvin pienille määrille. Mutta kun komponenttien määrä lisääntyy, käsityöstä tulee nopeasti pullonkaula.
Käyttäjät tarvitsevat enemmän aikaa jokaisen komponentin sijoittamiseen, suunnan tarkistamiseen, virheiden välttämiseen ja prosessin johdonmukaisuuden pitämiseen. Kun tuotantomäärä kasvaa, sitä on vaikeampi hallita.
Poiminta- ja sijoituskone auttaa ratkaisemaan tämän ongelman sijoittamalla komponentit automaattisesti ohjelman mukaan. Sen avulla tehdas voi siirtyä hitaasta manuaalisesta kokoonpanosta vakaampaan tuotantovirtaan.
Kun piirilevyasettelut tihenevät, sijoittelun tarkkuus tulee tärkeämmäksi. Pienet komponentit, hienojakoiset IC:t, LEDit ja liittimet vaativat vakaan paikantamisen ennen uudelleenjuottamista.
Manuaalinen sijoittelu voi vaihdella operaattorista toiseen. Jopa sama käyttäjä voi saada erilaisia tuloksia pitkien työpäivien jälkeen. Nämä pienet vaihtelut voivat johtaa uudelleenkäsittelyyn, tarkastuspaineeseen ja epävakaaseen ensikierron saantoon.
Automaattinen poiminta- ja sijoituskone parantaa toistettavuutta käyttämällä ohjelmoituja koordinaatteja, näönkorjausta ja ohjattua sijoitusliikettä. Tämä auttaa tehtaita säilyttämään tasaisemman laadun eri erissä.
Tehdas saattaa tarvita pick and place -koneen, kun se valmistautuu ottamaan vastaan suurempia tilauksia, lyhentämään toimitusaikoja tai rakentamaan täydellisemmän SMT-tuotantolinjan.
Tämä on usein kohta, jossa tuotannon suunnittelu tulee vakavammaksi. Tehtaan on pohdittava piirilevyn kokoa, komponenttityyppejä, tavoitetehoa, juotospastan tulostusta, sulatusjuottoa, tarkastusta ja tulevaa laajentamista.
Tässä vaiheessa pick and place -kone ei ole pelkkä laite. Siitä tulee osa tehtaan pitkäaikaista tuotantokapasiteettia. Oikean asennuksen valitseminen voi auttaa tehdasta kasvamaan vähemmällä prosessi-ongelmilla myöhemmin.
Kun ymmärrät, mitä SMT pick and place -kone tekee, seuraava kysymys on yleensä käytännöllisempi: millainen kone tai tuotantokokoonpano sopii oikealle tehtaalle?
Ilman tuotannon perustietoja ei ole luotettavaa vastausta. Poimi ja sijoita -ratkaisu tulee suunnitella todellisen piirilevyn, komponenttiluettelon, tuotantomäärän, tehdasasettelun ja pitkän aikavälin tuotantotavoitteiden ympärille. Ilman näitä yksityiskohtia koneen valinnasta voi helposti tulla pelkkä nopeuteen tai hintaan perustuva arvaus.
Monille valmistajille poimintakoneen valinta on myös koko SMT-linjan suunnittelun alku. Koneen on toimittava juotospastatulostimen, SPI:n, reflow-uunin, AOI:n, käsittelylaitteiden ja joskus myöhempien DIP- tai pinnoitusprosessien kanssa. Tästä syystä koko rivin näkymä on tärkeä alusta alkaen.
Ensimmäinen tarvittava tieto on itse PCB. Levyn pituus, leveys, paksuus, paneelin rakenne ja erityinen levyn muoto vaikuttavat kaikki koneen kokoonpanoon.
BOM on yhtä tärkeä. Se näyttää, mitkä komponentit on asennettava, kuinka monta osaa käytetään ja mitä pakkaustyyppejä mukana tulee. Levyllä, jossa on enimmäkseen vastukset ja kondensaattorit, voi olla hyvin erilaisia konevaatimuksia kuin levyillä, joissa on BGA:t, QFN:t, liittimet, LEDit, suojat tai erikoismuotoiset komponentit.
Nämä tiedot auttavat insinöörejä ymmärtämään syöttölaitteiden tarpeet, suutinvaatimukset, näkövaatimukset, sijoitusvaikeudet ja todellisen tuotannon työmäärän. Kaksi piirilevyä voivat näyttää kooltaan samanlaisilta, mutta jos yhdellä levyllä on enemmän komponentteja tai monimutkaisempia pakkauksia, tarvittava sijoitusratkaisu voi olla täysin erilainen.
Hyvän ratkaisun ei pitäisi vastata vain tämän päivän tuotantotarpeita. Sen pitäisi myös vastata koko SMT-tuotantovirtaa. Tavoitetuotanto, työvuorot, tuotevalikoima, tarkastusvaatimukset ja tulevat laajennussuunnitelmat vaikuttavat kaikki lopulliseen laitekokoonpanoon.
Esimerkiksi nopea poiminta- ja paikkakone ei välttämättä tuota todellista tuotantoarvoa, jos tulostin, reflow-uuni, AOI tai käsittelyjärjestelmä ei pysy perässä. Samalla tavalla joustava sijoituskone voi sopia paremmin tehtaille, jotka valmistavat useita piirilevymalleja pienemmissä erissä.
Tästä syystä koneen valinta tulisi yhdistää täydelliseen linjasuunnitteluun. Tavoitteena ei ole vain valita yksi kone, vaan rakentaa tuotantolinja, joka kulkee sujuvasti piirilevyjen lataamisesta juottamiseen, tarkastukseen, purkamiseen ja myöhemmin prosessin laajentamiseen.
Uusille tehtaille tai laajentuville valmistajille on usein vaikea arvioida oikeaa konetta vain luettelosta. Todellinen tuotanto vaatii kokemusta eri toimialoista, piirilevytyypeistä, komponenttipaketeista, tehdasasetteluista ja prosessivaatimuksista.
ICT tukee asiakkaita täydellisillä SMT-, DIP- ja conformal pinnoituslinjaratkaisuilla. Sen sijaan, että poimii ja aseta -konetta katsottaisiin yhtenä laitteena, ICT arvioi koko tuotantoprosessin, mukaan lukien juotospastan painatuksen, komponenttien sijoittelun, uudelleenvirtausjuottamisen, tarkastuksen, käsittelyn, läpireiän kokoonpanon ja pinnoitusvaatimukset tarvittaessa.
Monien toimialojen ja tuotetyyppien projektikokemuksen ansiosta ICT voi auttaa valmistajia suunnittelemaan käytännöllisemmän ratkaisun, joka perustuu piirilevytietoihin, tuoteosien rakenteeseen, tavoitekapasiteettiin, budjettiin ja tulevaan laajentumiseen. Tämä tekee projektista turvallisemman, tarkemman ja helpompia skaalata myöhemmin.
SMT pick and place -kone on paljon enemmän kuin kone, joka siirtää komponentteja syöttölaitteista piirilevylle. Se on ydinlaitteisto, joka yhdistää juotospastan tulostuksen, komponenttien sijoittelun, sulatusjuottamisen ja lopputarkastuksen täydelliseen SMT-kokoonpanoprosessiin.
Ymmärtämällä, miten se toimii, mitä osia se sisältää, mitä komponentteja se voi sijoittaa ja kuinka se toimii yhteistyössä muiden SMT-laitteiden kanssa, valmistajat voivat tehdä parempia päätöksiä suunniteltaessa piirilevykokoonpanon tuotantoa.
Uusissa tehtaissa poiminta- ja sijoituskoneen ymmärtäminen auttaa luomaan selkeän kuvan SMT-tuotannosta. Se selittää, miksi piirilevyn sijoittelu, syöttölaitteen vakaus, suuttimen kunto, näön kohdistus ja ohjelmiston ohjaus ovat tärkeitä päivittäisessä käytössä.
Kasvaville tehtaille tämä ymmärrys auttaa myös tunnistamaan prosessiriskit. Jos sijoitus on epävakaa, ongelma ei välttämättä tule yhdestä pisteestä. Se voi liittyä materiaaleihin, ohjelmointiin, syöttölaitteisiin, ylläpitoon, tulostuslaatuun, uudelleenjuoksun hallintaan tai koko SMT-linjan asennukseen.
Tästä syystä koneen perustiedot eivät ole hyödyllisiä vain aloittelijoille. Se auttaa myös tuotantotiimejä kommunikoimaan paremmin, vianmäärityksessä nopeammin ja suunnittelemaan vakaampia kokoonpanoprosesseja.
Poiminta- ja paikkakone voi parantaa nopeutta, toistettavuutta ja sijoitustarkkuutta, mutta se ei toimi yksin. Vakaa PCB-kokoonpano riippuu koko linjasta, mukaan lukien juotospastatulostin, SPI, reflow-uuni, AOI, käsittelylaitteet ja tuotannonhallinta.
Monissa tehtaissa SMT-linja on vain yksi osa koko valmistusprosessia. Jotkut tuotteet vaativat myös DIP-asennuksen, aaltojuottamisen, valikoivan juottamisen, PCBA-puhdistuksen, mukautuvan pinnoitteen, kovetuksen tai lopputarkastuksen. Jos näitä prosesseja ei oteta huomioon aikaisin, tehtaalla voi myöhemmin kohdata layout-ongelmia, prosessin pullonkauloja tai lisäinvestointeja.
Tästä syystä parhaan SMT-tuotannon suunnittelun tulisi aina katsoa yhden koneen ulkopuolelle. Sen tulisi ottaa huomioon koko tuotantovirta ensimmäisestä piirilevysyötöstä lopulliseen koottuun ja suojattuun piirilevyyn.
ICT tarjoaa enemmän kuin yksittäisiä SMT-koneita. Täydellisenä elektroniikan valmistusratkaisujen toimittajana ICT tukee asiakkaita SMT-tuotantolinjoilla, DIP-linjoilla, konformisilla päällystyslinjoilla, PCBA-käsittelyjärjestelmillä, tarkastuslaitteilla ja täydellisellä tehtaan tuotannon suunnittelulla.
Asiakkaille, jotka valitsevat keräilykoneen, ICT voi myös auttaa arvioimaan koko SMT-linjakokoonpanon todellisten tuotantotarpeiden perusteella. Tämä sisältää piirilevyn koon, materiaalirakenteen, komponenttivalikoiman, tehokohteen, tarkastusvaatimukset, tehdastilan, budjetin ja tulevat laajennussuunnitelmat.
ICT:llä on kokemusta useista toimialoista ja tuotesovelluksista, ja se auttaa valmistajia rakentamaan käytännöllisiä, vakaita ja skaalautuvia tuotantolinjoja. Aloitetaanpa projekti yhdestä poimintakoneesta tai täydellisestä SMT-, DIP- ja pinnoitetehdasratkaisusta, tavoite on sama: auttaa asiakkaita siirtymään laitevalinnasta luotettavaan tuotantoon pienemmällä riskillä.
SMT pick and place -kone on automatisoitu kone, joka sijoittaa pinta-asennuskomponentit piirilevyille piirilevyn kokoonpanon aikana. Se poimii komponentit syöttölaitteista, lokeroista tai putkista, tarkistaa niiden sijainnin visiojärjestelmällä ja sijoittaa ne oikeille piirilevytyynyille. Tätä konetta käytetään yleisesti elektroniikkatehtaissa, EMS-tuotannossa, LED-valaistuslinjoissa, autoelektroniikassa ja teollisuuden ohjauslevyjen valmistuksessa. Vakaa tuotantoa varten sen tulisi toimia yhdessä juotospastatulostimen, reflow-uunin, AOI:n ja muiden SMT-linjalaitteiden kanssa.
SMT-poiminta- ja -paikkakone toimii lataamalla piirilevyä, tunnistamalla vertailumerkit, poimimalla komponentteja syöttölaitteista, korjaamalla komponenttien sijaintia näkökohdistuksen avulla ja asettamalla jokaisen osan piirilevylle. Prosessia ohjataan ohjelmiston avulla ja sitä toistetaan jatkuvasti tuotannon aikana. Tämän ansiosta kone voi sijoittaa pieniä SMD-komponentteja, IC:itä, LEDejä ja muita paketteja paremmalla nopeudella ja johdonmukaisuudella kuin manuaalinen sijoittaminen. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi tehtaiden tulee valmistella tarkat tuoteluettelotiedot, piirilevytiedostot ja oikeat syöttölaitteen asetukset ennen tuotantoa.
SMT pick and place -koneeseen voidaan sijoittaa monia pinta-asennuskomponentteja, mukaan lukien vastukset, kondensaattorit, diodit, transistorit, IC:t, LEDit, QFP, QFN, BGA, liittimet ja pienet moduulit. Todellinen komponenttivalikoima riippuu koneen mallista, syöttölaitteen tyypistä, suutinjärjestelmästä, näköjärjestelmästä ja sijoitustarkkuudesta. Yksinkertainen LED-kortti saattaa vaatia vain normaalin sirun sijoittelun, kun taas autojen tai teollisuuden ohjauskortit voivat vaatia tukea suuremmille IC:ille ja liittimille. Ennen koneen valintaa tehtaiden tulee tutustua tuoteluetteloon ja komponenttipaketteihin huolellisesti.
Kyllä, monissa SMT-tuotantokeskusteluissa pick and place -kone ja lastuasentaja viittaavat vastaaviin laitteisiin. Molempia käytetään pinta-asennuskomponenttien sijoittamiseen piirilevyille. Erona on, että 'poimi ja aseta kone' on laajempi termi, kun taas 'chip mounter' viittaa usein koneisiin, jotka keskittyvät pienten sirukomponenttien, kuten vastusten, kondensaattoreiden ja LEDien nopeaan sijoittamiseen. Sekapiirilevytuotteita valmistavilla tehtailla on parempi tarkistaa koneen komponenttivalikoima, syöttökapasiteetti ja näkökyky pelkän nimen sijaan.
Tehtaan tulisi käyttää automaattista poiminta- ja sijoituskonetta, kun manuaalinen sijoittelu tulee liian hitaaksi, epäjohdonmukaiseksi tai vaikeasti hallittavaksi. Tämä tapahtuu yleensä, kun piirilevyn tilavuus kasvaa, komponenttien koko pienenee tai tuote vaatii vakaata toistettavuutta. Automaattinen sijoittelu on hyödyllinen EMS-tehtaille, LED-tuotannossa, kulutuselektroniikassa, autoelektroniikassa ja teollisissa piirilevykokoonpanoissa. Se auttaa vähentämään manuaalista riippuvuutta ja parantaa tuotantovirtaa. Uusien tai laajenevien tehtaiden osalta ICT voi auttaa tarkistamaan piirilevyn koon, tuoteluettelon, tavoitetuotannon ja täydelliset SMT-linjavaatimukset ennen ratkaisun suunnittelua.
