Ausrüstung Co., Ltd. Shenzhen-Bemore Technologie

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SMT-Platzierungsausrüstung
- May 11, 2017 -

SMT (Oberflächenmontagetechnologie) Komponenten-Platzierungssysteme , die üblicherweise als Pick-and-Place-Maschinen oder P & Ps bezeichnet werden, sind Robotermaschinen, die zum Aufstellen von Oberflächenmontagegeräten (SMDs) auf eine Leiterplatte (PCB) verwendet werden. Sie werden für hohe Geschwindigkeit, hohe Präzision Platzierung von breiten Palette von elektronischen Komponenten, wie Kondensatoren, Widerstände, integrierte Schaltungen auf die Leiterplatten, die wiederum in Computern, Unterhaltungselektronik sowie Industrie-, Medizin-, Automobil-, Militär-und Telekommunikations-Ausrüstung verwendet werden .

Geschichte

1980er und 1990er Jahre

Während dieser Zeit verwendete eine typische SMT-Montagelinie zwei verschiedene Arten von Pick-and-Place (P & P) Maschinen, die nacheinander angeordnet waren.

Die unbesetzte Platte wurde in eine Schnellplatziermaschine eingespeist. Diese Maschinen, die manchmal auch als Chip-Shooter bezeichnet werden , platzieren vorwiegend präzise, einfache Bauelemente wie Widerstände und Kondensatoren. Diese Hochgeschwindigkeits-P & P-Maschinen wurden um ein einziges Revolver-Design gebaut, das bis zu zwei Dutzend Stationen montieren kann. Wenn sich der Revolver dreht, nehmen die Stationen, die die Rückseite der Maschine passieren, Teile von Bandzuführungen auf, die auf einem beweglichen Wagen montiert sind. Wenn die Station um den Revolver herumgeht, passiert sie eine optische Station, die den Winkel berechnet, bei dem das Teil aufgenommen wurde, so dass die Maschine die Drift kompensieren kann. Dann, da die Station die Vorderseite des Revolvers erreicht, wird die Platte in die richtige Position bewegt, die Düse wird gesponnen, um das Teil in die richtige Winkelausrichtung zu bringen, und das Teil wird auf die Platte gelegt. Typische Chip-Shooter können unter optimalen Bedingungen bis zu 53.000 Teile pro Stunde oder fast 15 Teile pro Sekunde platzieren.

Da die Platine eher als der Revolver bewegt wird, können nur leichte Teile, die durch die gewaltsame Bewegung der Leiterplatte nicht locker geschüttelt werden, auf diese Weise platziert werden.

Von der Hochgeschwindigkeitsmaschine fährt die Tafel zu einer Präzisions-Platzierungsmaschine. Diese Pick-and-Place-Maschinen verwenden oft hochauflösende Verifizierungskameras und Feineinstellsysteme über hochpräzise lineare Encoder auf jeder Achse, um Teile genauer zu platzieren als die Hochgeschwindigkeitsmaschinen. Weiterhin sind die Präzisions-Bestückungsmaschinen in der Lage, größere oder mehr unregelmäßig geformte Teile, wie z. B. integrierte Großpaketen oder verpackte Induktorspulen und Trimpots, zu handhaben. Im Gegensatz zu den schnellen Platzierern verwenden Präzisions-Placer im Allgemeinen keine Revolver-Düsen und setzen stattdessen auf einen Gantry-gestützten beweglichen Kopf. Diese Präzisionsplatten beruhen auf Platzierungsköpfen mit relativ wenigen Aufnahmedüsen. Der Kopf hat manchmal eine Laser-ID, die eine reflektierende Markierung auf der PC-Platine scannt, um den Kopf auf die Platine zu richten. Teile werden von Bandzuführungen oder Schalen abgeholt, von einer Kamera gescannt (auf einigen Maschinen) und dann in die richtige Position auf dem Brett platziert. Einige Maschinen zentrieren auch die Teile auf dem Kopf mit zwei Armen, die sich in der Nähe des Teils befinden. Der Kopf dreht sich dann um 90 Grad und die Arme schließen sich wieder, um den Teil noch einmal zu zentrieren. Die Fehlergrenze für einige Komponenten ist in vielen Fällen weniger als ein halber Millimeter (weniger als 0,02 Zoll). Der Prozess ist ein wenig langsamer als die schnelle Platzierung, was eine sorgfältige Line-Balancing bei der Einrichtung eines Jobs erfordert, damit die Präzisions-Platzierungsmaschine zu einem Produktionsengpass wird.

2000 zu präsentieren

Wegen der enormen Kosten für die Herstellung von zwei getrennten Maschinen, um Teile, die Geschwindigkeitsbegrenzungen der Chipschützen und die Unflexibilität der Maschinen zu setzen, haben die Hersteller von elektronischen Bauteilen die Technik aufgegeben. Um diese Einschränkungen zu überwinden, zogen sie zu einer all-in-one modularen, mehrköpfigen und Multi-Gantry-Maschinen, die Köpfe schnell auf verschiedene Module vertauscht haben könnten, je nachdem, wie das Produkt an Maschinen mit mehreren Mini-Türmchen gebaut wurde, die in der Lage sind, das Ganze zu platzieren Spektrum von Komponenten mit theoretischen Geschwindigkeiten von 136.000 Komponenten pro Stunde.

2010 weiter

Tauschen von Köpfen auf Platzierungsmaschinen erforderten mehr Inventar von Köpfen und verwandten Ersatzteilen für verschiedene Köpfe, um die Ausfallzeiten zu minimieren. Siemens Siplace SX Maschine hat einen All-in-One-Kopf, der Komponenten von 01005 bis 50 mm x 40 mm platzieren kann. Darüber hinaus gab es ein neues Konzept, in dem der Benutzer die Leistung in Spitzenzeiten ausleihen konnte. Es gibt eine große Veränderung in der Branche Ansatz in diesen Tagen mit mehr Fokus auf Software-Anwendungen für den Prozess. Mit neuen Anwendungen wie POP- und Wafer-Platzierung auf dem Substrat bewegt sich die Branche über die herkömmliche Bauteil-Platzierung hinaus. Es gibt einen großen Unterschied in den Bedürfnissen der SMT-Nutzer. Für viele sind die Hochgeschwindigkeitsmaschinen aufgrund von Kosten und Geschwindigkeit nicht geeignet. Mit den jüngsten Veränderungen in der Konjunktur wird die Anforderung an die SMT-Platzierung auf die Vielseitigkeit der Maschine ausgerichtet, um mit kurzen Läufen und schnellem Umstieg umzugehen. Dies bedeutet, dass kostengünstigere Maschinen mit Vision-Systemen für SMT-Anwender eine erschwingliche Option bieten. Es gibt mehr Benutzer von Low-End- und Mid-Range-Maschinen als die ultraschnellen Platzierungssysteme.

Betrieb

Die Platzierungsausrüstung ist Teil einer größeren Gesamtmaschine, die spezifische programmierte Schritte zur Erstellung einer Leiterplattenmontage durchführt. Mehrere Subsysteme arbeiten zusammen, um die Komponenten auf die Platine aufzusetzen und korrekt zu platzieren . Diese Systeme verwenden normalerweise pneumatische Saugnäpfe, die an einer plotterartigen Vorrichtung befestigt sind, um zu ermöglichen, dass der Becher in drei Dimensionen genau manipuliert wird. Zusätzlich kann jede Düse unabhängig voneinander gedreht werden.

Komponenten-Feeds

Oberflächenmontageteile werden an den vorderen (und oft hinteren) Flächen der Maschine platziert. Die meisten Komponenten werden auf Papier oder Plastikband geliefert, in Bandspulen, die auf die an der Maschine angebrachten Anleger geladen werden. Größere integrierte Schaltkreise (ICs) werden manchmal in Schalen geliefert, die in einem Fach gestapelt sind. Häufiger werden ICs in Bändern statt Trays oder Stöcken bereitgestellt. Verbesserungen in der Feeder-Technologie bedeuten, dass das Bandformat zur bevorzugten Methode zur Darstellung von Teilen auf einer SMT-Maschine wird.

Die frühen Feeder-Köpfe waren viel sperriger, und als Ergebnis war es nicht entworfen, um der mobile Teil des Systems zu sein. Vielmehr wurde die Leiterplatte selbst auf einer beweglichen Plattform montiert, die die Bereiche des Brettes, die mit dem Zubringerkopf oben bevölkert werden sollten, ausgerichtet hat. [1]

Förderband

Durch die Mitte der Maschine befindet sich ein Förderband, an dem sich leere Leiterplatten bewegen und eine Leiterplattenklemme in der Mitte der Maschine. Die Platine wird eingespannt, und die Düsen nehmen einzelne Komponenten von den Zuführungen / Schalen auf, drehen sie in die korrekte Ausrichtung und legen sie dann mit hoher Präzision auf die Platinen auf die Leiterplatte. Hochleistungsmaschinen können mehrere Förderer haben, um mehrere zu produzieren Oder verschiedene Art von Produkten gleichzeitig.

Inspektion

Da das Teil von den Teilzuführungen auf beiden Seiten des Förderbandes zur Leiterplatte getragen wird, wird es von unten fotografiert. Seine Silhouette wird geprüft, ob es beschädigt oder fehlt (wurde nicht abgeholt), und die unvermeidlichen Registrierungsfehler bei der Abholung werden gemessen und kompensiert, wenn das Teil platziert wird. Zum Beispiel, wenn das Teil um 0,25 mm verschoben wurde und um 10 ° gedreht wurde, wenn es aufgenommen wurde, passt der Aufnehmerkopf die Platzierungsposition an, um das Teil an der richtigen Stelle zu platzieren. Einige Maschinen haben diese optischen Systeme auf dem Roboterarm und können die optischen Berechnungen ohne Zeitverlust durchführen und dadurch einen niedrigeren Deratingfaktor erzielen. Die High-End-Optiksysteme, die auf den Köpfen montiert sind, können auch verwendet werden, um Details der Nicht-Standard-Typ-Komponenten zu erfassen und sie in einer Datenbank für zukünftige Verwendung zu speichern. Darüber hinaus steht Ihnen eine fortschrittliche Software zur Überwachung der Produktions- und Interconnect-Datenbank zur Verfügung - vom Produktionsstandort bis hin zur Supply Chain - in Echtzeit.

Eine separate Kamera auf dem Pick-and-Place-Kopf fotografiert Markierungen auf der Leiterplatte, um ihre Position auf dem Förderband genau zu messen. Zwei Bezugszeichen, die jeweils in zwei Dimensionen gemessen werden, die in der Regel diagonal platziert sind, lassen sich die Ausrichtung und Wärmeausdehnung der Leiterplatte messen und kompensieren. Einige Maschinen sind auch in der Lage, die Leiterplattenschere zu messen, indem sie eine dritte Referenzmarke auf der Leiterplatte messen.

Variationen

Um den Abstand zu minimieren, den die Pickup-Gantry fahren muss, ist es üblich, mehrere Düsen mit separater vertikaler Bewegung auf einer einzigen Gantry zu haben. Dies kann mehrere Teile mit einer Fahrt zu den Anleger abholen. Auch die fortschrittliche Software in den neueren Maschinen ermöglicht es, verschiedene Roboterköpfe unabhängig voneinander zu arbeiten, um den Durchsatz weiter zu erhöhen.

Die Komponenten können vorübergehend an der Leiterplatte unter Verwendung der nassen Lötpaste selbst oder durch Verwendung von kleinen Blöcken eines separaten Klebstoffs, angewendet durch eine Leimabgabevorrichtung, haften.

Referenzen

  1. Ford, Michael. "Circuit Assembly Online Magazin - eine Geschichte der Platzierung Programmierung und Optimierung". Circuitsassembly.com Abgerufen 2016-05-10.

Ein paar: Kostenlose

Der nächste streifen: Mounter-Vision-System