مقدمه
همانطور که محصولات الکترونیکی به سمت کوچک سازی، تراکم بالا و قابلیت اطمینان بالا در حال تکامل هستند، تعداد فزاینده ای از تولید کنندگان الکترونیک در حال ایجاد محصولات خود هستند.خطوط تولید SMT کاملاً خودکار.
این مقاله یک نمای کلی از تجهیزات اصلی مورد نیاز برای یک خط تولید کامل خودکار SMT ارائه می دهد. با ادغامراه حل های SMT NeoDen، هدف آن کمک به تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی است که بدانند چگونه خط تولید مونتاژ PCB را متناسب با نیازهای خاص خود بسازند.
یک فرآیند تولید خودکار استاندارد SMT معمولاً شامل موارد زیر است:
چاپ خمیر لحیم کاری → SPI → قرار دادن مولفه توسط دستگاه انتخاب-و- → لحیم کاری مجدد → AOI → اشعه ایکس- بازرسی → انتقال PCB و بافر
هر مرحله فرآیند یک وظیفه تولید مجزا را انجام می دهد و با هم کیفیت نهایی مجموعه PCB را تعیین می کند.
به عنوان مثال:
- چاپ خمیر لحیم کاری پایه و اساس لحیم کاری را ایجاد می کند
- بازرسی SPI به تشخیص زودهنگام ناهنجاری های چاپ خمیر لحیم کمک می کند
- دستگاه SMT بر راندمان تولید و دقت قرار دادن تأثیر می گذارد
- کوره Reflow قابلیت اطمینان اتصالات لحیم کاری را تعیین می کند
- AOI و X{0}}کیفیت محصول را تضمین می‌کنند
مرحله 1:چاپگر خمیر لحیم کاری SMT
1. چرا باید یکخط تولید SMTمجهز به چاپگر خمیر لحیم کاری خودکار هستید؟
در فرآیند تولید SMT، چاپ خمیر لحیم اولین مرحله در کل فرآیند مونتاژ PCB و مرحله مهمی است که بر کیفیت اتصال لحیم کاری تأثیر می گذارد. خمیر لحیم کاری دقیقاً از طریق یک شابلون روی محل‌های پد PCB پخش می‌شود و پایه‌ای قابل اعتماد برای کارهای بعدی تشکیل می‌دهد.قرار دادن کامپوننتولحیم کاری مجدد.
اگر در حین چاپ خمیر لحیم کاری مشکلاتی رخ دهد، حتی اگر دستگاه قرار دادن SMT بعدی دقت بسیار بالایی داشته باشد، ممکن است منجر به موارد زیر شود:
- اتصالات لحیم سرد
- توپ های لحیم کاری
- پل های لحیم کاری باعث اتصال کوتاه می شوند
- استحکام مفصل ناکافی
- افزایش نرخ کار مجدد PCB
در مقایسه با سنتیچاپ لحیم کاری دستی, چاپ خودکار لحیم کاری SMTمزایای زیر را ارائه می دهد:
- قوام چاپ بالاتر:تجهیزات خودکار می توانند فشار اسکاج، سرعت چاپ، فرآیند قالب گیری و موقعیت شابلون را دقیقاً کنترل کنند و خطاهای ناشی از عملیات انسانی را کاهش دهند.
- راندمان تولید بالاتر:چاپگرهای خمیر لحیم کاری خودکار می توانند به سرعت عملیات بارگیری و تخلیه PCB، تراز بینایی و چاپ را کامل کنند و آنها را برای محیط های تولید مداوم مناسب تر کند.
- کیفیت محصول سازگارتر:از طریق سیستم‌های بینایی و ساختارهای مکانیکی دقیق، نتایج چاپ خمیر لحیم کاری ثابت در دسته‌های مختلف PCB تضمین می‌شود.
2. محلول چاپگر خمیر لحیم کاری خودکار NeoDen ND450
NeoDen ND450 که برای تولید کنندگان لوازم الکترونیکی کوچک و متوسط{0}}و سناریوهای تولید SMT که نیاز به انعطاف پذیری بالایی دارند، طراحی شده است، راه حلی برای چاپ خمیر لحیم کاری با دقت بالا و پایدار- ارائه می دهد.
ویژگی های اصلی طراحی آن عبارتند از:
- مکانیزم چسباندن استنسیل با دقت بالا-
- سیستم موقعیت یابی خودکار PCB
- علامت گذاری عملکرد کالیبراسیون بینایی
- سکوی تنظیم دقیق سه محور-
این ویژگی های طراحی به تولید کنندگان کمک می کند تا کاهش دهند:
- مشکلات ناهماهنگی خمیر لحیم کاری
- در قسمت-پر کردن/روی-پر کردن نقص ها
- خطاهای تکرارپذیری در چاپ
مناسب برای:
- تحقیق و توسعه و تولید PCB
- تولید{0}دسته ای الکترونیکی کوچک
- کارخانه های EMS
- خطوط تولید SMT در مقیاس کوچک- تا متوسط-
برای شرکت هایی که به دنبال ایجاد یک فرآیند تولید SMT پایدار هستند،چاپگر خمیر لحیم کاری به عنوان یک نقطه شروع حیاتی برای کل خط تولید خودکار عمل می کند.
مرحله 2:بازرسی خمیر لحیم کاری سه بعدی
1. چرا خطوط تولید مدرن SMT به بازرسی SPI نیاز دارند؟
اگر PCB پس از چاپ مستقیماً به مرحله قرار دادن قطعات پیش رود، هر گونه ناهنجاری در حجم خمیر لحیم کاری معمولاً به مرحله لحیم کاری جریان مجدد بعدی منتقل می شود. این نه تنها هزینه های تعمیر را افزایش می دهد بلکه ممکن است بر تحویل تولید نیز تأثیر بگذارد. بنابراین، تعداد فزاینده ای ازخطوط تولید خودکار SMTمجهز به تجهیزات SPI به دنبال چاپگر صفحه نمایش هستند.
SPI از فناوری دید سه بعدی برای انجام بازرسی دیجیتالی نتایج چاپ خمیر لحیم استفاده می کند.
پارامترهای کلیدی بازرسی عبارتند از:
- ارتفاع خمیر لحیم کاری
- حجم خمیر لحیم کاری
- منطقه خمیر لحیم کاری
- شکل خمیر لحیم کاری
- چاپ افست
در مقایسه با بازرسی بصری دستی، SPI تجزیه و تحلیل داده های دقیق تر و سازگارتر را ارائه می دهد.
2. سیستم بازرسی خمیر لحیم کاری NeoDen S1 SPI
NeoDen S1 SPI یک سیستم بازرسی خمیر لحیم کاری سه بعدی است که برای خطوط تولید SMT طراحی شده است.
این سیستم از یک سیستم دید با دقت بالا- استفاده می‌کند که از دوربین‌های صنعتی و نور RGB برای تجزیه و تحلیل وضعیت چاپ خمیر لحیم روی PCB استفاده می‌کند.
قابلیت های بازرسی آن عبارتند از:
- اندازه گیری مساحت خمیر لحیم کاری
- اندازه گیری حجم خمیر لحیم کاری
- اندازه گیری ارتفاع خمیر لحیم کاری
- تشخیص افست خمیر لحیم کاری
همچنین پشتیبانی می کند:
- وارد کردن فایل Gerber
- ورودی داده های CAD
- تجزیه و تحلیل آماری SPC
- تولید گزارش بازرسی
این ویژگی ها به سازندگان لوازم الکترونیکی کمک می کند تا یک سیستم مدیریت داده هوشمندتر ایجاد کنند.
برای تولید{0}PCB با چگالی بالا، محصولات الکترونیکی دقیق، و سفارش‌های دسته‌ای کوچک- با مدل‌های متعدد، بازرسی SPI می‌تواند به طور مؤثر خطرات تولید را کاهش دهد و اولین-بازده عبور (FPY) را بهبود بخشد.
مرحله 3:SMT Pick and Place Machine
1. چرا ماشین انتخاب و مکان هسته اصلی خط تولید خودکار SMT است؟
پس از اتمام چاپ خمیر لحیم کاری و بازرسی SPI، PCB وارد مرحله قرار دادن قطعات می شود.
ماشین انتخاب-و-یکی از حیاتی ترین تجهیزات در کل خط تولید SMT است، این دستگاه وظیفه قرار دادن دقیق قطعات الکترونیکی مختلف را در موقعیت های تعیین شده روی PCB دارد، از جمله:
- مقاومت ها
- خازن ها
- تراشه های آی سی
- اجزای BGA
- اتصال دهنده ها
- سایر دستگاه های میکروالکترونیکی
برای تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی، عملکرد دستگاه انتخاب-و-مستقیماً تأثیر می‌گذارد:
- راندمان تولید SMT (CPH)
- استفاده از تجهیزات
- قوام محصول
- قابلیت انجام سفارش
2. هنگام انتخاب دستگاه SMT، عوامل زیر باید به طور جامع در نظر گرفته شوند:
الف سرعت قرار دادن
سرعت قرار دادن معمولاً بر حسب CPH (کامپوننت در ساعت) اندازه گیری می شود. خطوط تولید با سرعت بالا به تجهیزاتی با CPH بالا نیاز دارند تا نیازهای تولید- PCB با حجم بالا را برآورده کنند.
با این حال، برای کارخانه‌های کوچک و متوسط{0}}SMT، صرفاً دنبال کردن سرعت بالا ممکن است بهترین رویکرد نباشد، زیرا تولید واقعی نیز تحت تأثیر عواملی مانند پیچیدگی محصول، انواع اجزا، فرکانس تغییر و اندازه PCB است.
ب سیستم تشخیص بینایی
همانطور که PCB ها به طور فزاینده ای کوچک می شوند و{0}}چگالی بالایی دارند، اجزایی مانند 0201، 01005 و آی سی های-نقطه ریز رایج تر می شوند.
بنابراین، ماشین‌های پیشرفته SMT باید مجهز به سیستم‌های بینایی با دقت بالا-برای موارد زیر باشند:
- تشخیص علامت PCB
- تراز وسط اجزا
- تشخیص پین آی سی
- جبران موقعیت قرارگیری
هرچه سیستم بینایی پایدارتر باشد، دقت قرارگیری بالاتر است.
ج ظرفیت فیدر و راندمان تغییر خط
ظرفیت فیدر بیشتر به این معنی است:
- رویدادهای خرابی کمتر برای تغییرات مواد
- افزایش ظرفیت تولید مستمر
- پشتیبانی از انواع وسیع تری از انواع قطعات
3. NeoDen N10P-راه حل ماشین SMT با سرعت بالا
برای سازندگان SMT که به دنبال بهبود راندمان تولید و در عین حال انعطاف‌پذیری هستند، NeoDen N10P یک دستگاه خودکار قرار دادن SMT است که برای محیط‌های تولید با سرعت متوسط- تا-بالا طراحی شده است.
مزایای کلیدی آن عبارتند از:
الف. پیکربندی قرارگیری 8 سر با سرعت بالا-برای بهبود راندمان تولید
با هماهنگ کردن چندین هد قرارگیری، N10P می‌تواند به طور همزمان عملیات برداشت و قرار دادن چندین قطعه را انجام دهد. در مقایسه با دستگاه‌های تک-سر، این پیکربندی چند{3}}هد به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد:
- ظرفیت تولید مستمر
- کارایی جابجایی قطعات
- استفاده از تجهیزات
مخصوصا مناسب برای:
- کارخانه های PCBA
- تولید کنندگان EMS
- تولید کنندگان محصولات الکترونیکی چند مدل-
ب. سیستم تغذیه{1} با ظرفیت بالا، مناسب برای تولید PCB پیچیده
N10P از 80 تغذیه کننده نوار و قرقره پشتیبانی می کند که امکان پیکربندی انواع بیشتری از قطعات الکترونیکی را فراهم می کند.
این امر به ویژه برای تولید موارد زیر مهم است:
- لوازم الکترونیکی مصرفی
- تابلوهای کنترل صنعتی
- PCB تجهیزات ارتباطی
- و سایر محصولات با تعداد اجزای بالا.
موقعیت های بیشتر فیدر نیاز به تغییرات مکرر مواد را کاهش می دهد و تداوم تولید را بهبود می بخشد.
ج. سیستم‌های دید چندگانه از قرارگیری دقیق- اطمینان می‌دهند
N10P به چندین سیستم بینایی مجهز است، از جمله:
- دوربین دو علامت
- دوربین پرواز
- دوربین آی سی
از طریق فناوری بینایی، تجهیزات می توانند به طور خودکار اصلاح کنند:
- خطاهای موقعیت یابی PCB
- انحراف زاویه مولفه
- افست موقعیت قرار دادن
اطمینان از نصب{0}دقت بالای اجزای پیچیده.
مرحله 4:SMT Reflow Oven
1. چرا کوره جریان مجدد یک قطعه ضروری از تجهیزات در خط تولید SMT است؟
عملکرد کوره جریان مجدد: با کنترل دقیق مشخصات دما، لحیم کاری را در خمیر لحیم ذوب می کند و پس از خنک شدن، اتصالات لحیم کاری پایدار و قابل اعتماد ایجاد می کند.
کل فرآیند جریان مجدد معمولاً شامل موارد زیر است:
الف. مرحله پیش گرم کردن
دمای PCB به تدریج افزایش می یابد و باعث می شود:
- شار شروع به فرار می کند
- دمای PCB و قطعات به طور یکنواخت افزایش می یابد
این از مشکلات زیر ناشی از تغییرات سریع دما جلوگیری می کند:
- تاب برداشتن PCB
- شوک حرارتی به قطعات
ب. فاز خیساندن
این مرحله عمدتاً برای موارد زیر استفاده می شود:
- درجه حرارت را در تمام مناطق PCB یکسان کنید
- شار را فعال کنید
- تغییرات دما را کاهش دهید
این به ویژه برای PCBهای{0}}چگالی بالا مهم است.
ج. فاز جریان مجدد
پس از رسیدن به حداکثر درجه حرارت: ذرات فلز در خمیر لحیم ذوب می شوند و لحیم مایع را تشکیل می دهند. لحیم کاری یک اتصال قابل اعتماد با لنت های PCB و سرنخ های قطعه ایجاد می کند.
د. فاز خنک کننده
فرآیند خنک‌سازی سریع و در عین حال پایدار بر موارد زیر تأثیر می‌گذارد:
- ساختار مفصل لحیم کاری
- استحکام مفصل لحیم کاری
- قابلیت اطمینان محصول
2. چگونه اجاق SMT Reflow مناسب را انتخاب کنیم؟
هنگام انتخاب تجهیزات اجاق گاز، شرکت ها باید موارد زیر را در نظر بگیرند:
الف. تعداد مناطق دما: هر چه تعداد مناطق دما بیشتر باشد، کنترل منحنی دما دقیق تر است.
برای:
- BGA
- QFN
- PCB{0}}چگالی بالا
تجهیزات چند منطقه ای قابلیت مدیریت حرارتی بهتری را ارائه می دهند.
ب- قابلیت گردش هوای گرم
یک سیستم گردش هوای گرم عالی تضمین می کند:
- توزیع یکنواخت دما در دو طرف PCB
- گرمایش مداوم اجزای مختلف
- کاهش لکه های سرد و گرم
ج. دقت کنترل دما
یک سیستم کنترل دمای PID پایدار می تواند:
- به سرعت به تغییرات دما واکنش نشان دهید
- نوسانات دما را کاهش دهید
- از سازگاری بین دسته های تولید اطمینان حاصل کنید
3. محلول لحیم کاری Reflow NeoDen IN12C
NeoDen IN12C یک دستگاه لحیم کاری با جریان مجدد هوشمند است که برای پاسخگویی به نیازهای تولید مدرن SMT طراحی شده است و یک فرآیند لحیم کاری PCB پایدار را از طریق یک سیستم کنترل دما دقیق ارائه می دهد.
مناسب برای:
- PCB{0}}چگالی بالا
- محصولات الکترونیکی دقیق
- تولید SMT با حجم کوچک- تا متوسط-
یک . 12-طراحی منطقه برای کنترل دقیق دما
IN12C دارای 12 منطقه کنترل دما مستقل است که امکان تنظیم دقیق تر موارد زیر را فراهم می کند:
- منحنی های پیش گرمایش
- زمان نگه دارید
- دمای اوج جریان مجدد
- میزان سرمایش
ب. سیستم کنترل دما PID هوشمند برای بهبود پایداری لحیم کاری
IN12C از فناوری کنترل دما هوشمند استفاده می‌کند و از حسگرهای{1}دقیق بالا برای نظارت بر تغییرات دمای داخل اجاق در زمان واقعی استفاده می‌کند.
مزایا عبارتند از:
- واکنش سریع افزایش دما
- نگهداری دمای پایدار
- کاهش انحراف دما
کمک به سازندگان برای حفظ کیفیت لحیم کاری ثابت.
ج. گردش هوای گرم کارآمد برای بهبود یکنواختی لحیم کاری
لحیم کاری مجدد نه تنها به رسیدن به دمای تنظیم شده نیاز دارد، بلکه مهمتر از آن، اطمینان از توزیع ثابت گرما در مناطق مختلف PCB است.
IN12C توزیع گرما را در داخل فر از طریق سیستم گردش هوای گرم خود بهبود می بخشد و تضمین می کند که:
- اجزای بزرگ
- چیپس های کوچک
- مناطق پرجمعیت
همه به نتایج لحیم کاری پایدار می رسند.