Bauteilplatzierung

Bestückungs ist ein Elektronik-Herstellungsverfahren, das elektrische Komponenten legt exakt auf Leiterplatten, um die elektrischen Verbindungen zwischen den Funktionskomponenten und die Verbindungsschaltungsanordnung in der Leiterplatten zu schaffen. Die Komponentenleitungen müssen genau in der Lötpaste früher auf den Leiteranschlußflächen abgelagert getaucht werden. Der nächste Schritt nach der Bauteilplatzierung Löten. Es gibt drei Kategorien von Komponenten: aktive, passive und verbindet. Aktivkomponenten, wie Dioden, Transistoren, integrierte Schaltungen und optoelektronischen Bauelementen, eine Verstärkung oder Ausrichtung, um elektrische Signale mit Digitalverarbeitung und Lagerung. Passive Bauelemente, wie Widerstände und Kondensatoren, verwendet werden, um elektronisch "abzustimmen" eine Vorrichtung für eine optimale Leistung. Anschlüsse werden verwendet, um eine elektrische Kommunikation zwischen elektronischen Geräten.

Placement-Eingänge

  • Flexible placer, Chip-Shooter und andere Spezialmaschinen.
  • PWB mit Lot Druck.
  • Komponenten durch Feeder zugeführt.
  • Computerdateien: Computerprogramm steuert Lage der einzelnen Komponenten auf der PWB, Feeder-Lagerbestände, Bestückungsautomaten Vakuumhalter Fähigkeit, automatische Komponenten Neuausrichtung, Platzierungsgenauigkeit, Bildverarbeitungssysteme, und den Transport von Leiterplatten durch den Kalk.

Vermittlungsprozess

Grund Platzierung Sequenz umfasst im Allgemeinen: Brett Indexierung, Bord Registrierung Bezugs Vision Ausrichtung Komponente Pick-up, Bauteilzentrierung / Vision Inspektion, Bauteilplatzierung und Verpflegung Indizierung. Component Pick-up, Bauteilzentrierung / Vision Inspektion, Bauteilplatzierung werden für jede Komponente wiederholt. Manchmal werden Klebstoffzuführung und Online-elektrische Überprüfung auch in der Sequenz enthalten.

Durch den Prozess der Platine Indizierung wird der Schablonendruckten PWB in die entsprechende Stellung geladen. Passermarken oder auch als Bezugsmarkierungen bekannt, bieten gemeinsame messbare Punkte für alle Schritte im Montageprozess. Es gibt viele Arten von Bezugsmarkierungen. Globale Passermarken werden verwendet, um die Position aller Merkmale auf individueller Leiterplatte zu lokalisieren. Wenn mehrere Platten werden als Platte verarbeitet werden, die globalen Justiermarken kann auch als Panel Justiermarken genannt werden, wenn verwendet, um die Schaltungen von der Platte Bezugs lokalisieren. Lokalen Referenzmarken werden verwendet, um die Position eines einzelnen Flächenmuster oder eine Komponente, die einen genaueren Standort, wie einem 0,02 Tonhöhen QFP erfordern lokalisieren.

Vorstand wird durch Identifizierung globalen Bezugsmarkierungen auf der PWB entfernt. Dann werden die Feeder aufnehmen und zentrieren Sie die Komponenten in einem bekannten Abstand von der Komponente. Höhere Platzierungsgenauigkeit erfordert Hilfe von lokalen Referenzmarken durch optische oder Lasersensoren visualisiert. Vakuumaufnahmekopf entfernt Komponenten aus Feeder. Am Ende wird das Bauteil in der richtigen X, Y und Theta-Lage mit allen Leitungen Ionen die richtigen Pads in Kontakt mit Lotpaste platziert. Die PWBs mit allen Komponenten richtig platziert wird dann an den Reflow-Prozess zu bewegen.

Es gibt drei Hauptattribute, die in der Bestückungssystem berücksichtigt werden sollen: Genauigkeit, Geschwindigkeit und Flexibilität. Genauigkeit beinhaltet die Aspekte der Auflösung, Platzierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit. Geschwindigkeit umfasst die Aspekte der Geräte Vermittlungsquote, Derating-Strategie und Produktionsdurchsatz. Vermittlungsquote wird durch den Maschinentyp und der Abstand zwischen den Komponenten auf einer Leiterplatte bestimmt. Flexibilität beinhaltet die Aspekte der Komponentenvielfalt, Anzahl der Abzweige und PCB-Größenbereich.

Typen von Pick und Bestückungsautomaten

Ein Pick-and-Platzierung Maschine ist ein Roboter-Stil Maschine, die eine Vielzahl von Arten von Komponenten legt. Es umfasst Funktionen wie: Komponente pickup feeder Standorten, Vakuum-Pickup, Vision-System, automatische Komponenten Neuausrichtung, wiederholbare Platzierungsgenauigkeit und Transportsystem für Leiterplatten.

Die Bestückungsmaschine ist oft der wichtigste Teil der Produktionsanlagen für die Bauteile zuverlässig und genau genug, um Durchsatzanforderungen in einer kosteneffektiven Weise zu erfüllen. Typischerweise Oberflächenmontage Bestückungsausrüstung, einschließlich einer vollen Ergänzung der Anleger machen etwa 50% der Gesamtinvestitionskosten für eine mittlere Lautstärke Oberfläche erforderlich montieren Fertigungslinie.

Es gibt zwei Haupttypen von Aufnahme- und Bestückungsautomaten:

Chip-Shooter

Chip-Shootern werden für bis zu 90% 0f die gängigsten Komponenten wie passiven und kleine Wirkstoffe verwendet. Chip-Shootern sind schnell mit einem relativ geringen Genauigkeit. Als Ergebnis werden Chip Schützen zu Platzieren aktive Komponenten, die eine höhere Genauigkeit erfordern. Es gibt drei Haupttypen von Chip-Shootern: stationäre Revolver, Overhead-Adel und Revolverkopf.

Flexible Placer

Vergleicht man den Chip Shooter, sind flexibel Platzierern langsam mit einer hohen Genauigkeit. Als Ergebnis werden flexible placers verwendet zu Ort komplexe und I / O-aktive Komponenten wie QFPs wie höhere Leistung I / O-Komponenten erfordern im allgemeinen eine höhere Genauigkeit. Es gibt drei Haupttypen von flexiblen placer: Overhead-Adel, Revolverkopf und Split-Achse. Chip-Shootern und flexible Seifen werden in der Regel in Kombination zu benutzen und sie können wegen der fast 65% der gesamten Montagelinie Kosten zu betreiben.

Typen von Bestückungsköpfen

Overhead Gantry

Bestückkopf Overhead Gantry-style-Positionierungssystem basiert auf einer Portalträger montiert. Während der Sequenz, die senkrecht bewegt sich der Strahl zu der Richtung des Platzierungskopfes Bewegung, die zwei Freiheitsgrade in einer Ebene parallel zum Maschinentisch bietet. Die Leiterplatte und Speicher stationär zu halten während der Platzierung. Die Leiterplatte wird auf dem Tisch durch die Identifizierung globalen und lokalen Bezugsmarkierungen durch ein Vision-System entfernt. Diese Platzierungskopf entlang der Achse Balken bewegt, um Komponenten aus einem Feeder holen, und dann bewegt sich in Position, um die Komponenten zu platzieren. Ein Vakuum-Düse auf dem Platzierungskopf auf und ab bewegt senkrecht zur Z-Achse bereitzustellen und dreht sich in der horizontalen Ebene Theta Winkelausrichtung liefern. Manchmal wird auch eine sekundäre Vision-System angewendet, um die Richtigkeit und Ausrichtung der Komponenten nach der Aufnahme und vor der Platzierung zu überprüfen. Da die PCB und Speiser stationär bleiben im Bestückreihenfolge werden die zusätzlichen Quellen der Lageungenauigkeit beseitigt. Overhead Gantry-style-Maschine hat die beste Platzierungsgenauigkeit unter allen Arten und ist durch flexible Platzierern exklusiv genutzt. Es bietet eine größere Flexibilität und Genauigkeit, kann aber nicht die Geschwindigkeiten der anderen Stilen entsprechen. Maschinen mit mehreren Portale schneller Geschwindigkeit zu erreichen.

Stationäre Revolver / Festdrehkopf

Stationäre Revolversystem weist einen relativ höheren Geschwindigkeit durch eine Reihe von identischen Köpfe drehen auf einem einzigen Turm. Der Feeder bewegt sich in der X-Richtung auf einen festen Abholort. So viele wie 36 Vakuumdüsen um den Umfang des sich drehenden Revolverkopf bereitzustellen Z- und Theta-Ausrichtung. Revolver dreht mehrere Köpfe zwischen Aufnahme- und Platzierungsstellen. Die PCB bewegt sich in X- und Y-Richtung unter den rotierenden Köpfen, Anhalten unter der korrekten Platzierung Lage. Im Vergleich zu einem Portalkopf, die gleichzeitigen Bewegungen der Zuleitungen und Leiterplatten erheblich verbessern die durchschnittliche Vermittlungsquote. Da passive Komponenten nicht verlangen eine große Platzierungsgenauigkeit, wird sie ausschließlich in der Chip-Shootern angewendet. Stationäre Revolver System hat eine Begrenzung der große Platzbedarf für das Bewegen Feederbank erfordern. Die Möglichkeit, verdrängen Bauteile aufgrund der Moving Board-Mechanismus ist eine weitere Einschränkung.

Revolverkopf

Dieses System kombiniert die Geschwindigkeit Vorteil der stationären Turm und der Platzbedarf Vorteile der Overhead Gantry. Es wurde zuerst von Siemens verwendet wird. Die stationäre Revolver mit mehreren Aufnahmeköpfe führt gleichzeitige Funktionen während der Bewegung Komponenten von der Abholung bis zur Platzierungsstellen. Mehrere Revolver auf unabhängige Portale, mehrere Teile von stationären Anleger, bevor er nach der PWB abholen montiert. Die beweglichen Revolver und mehrere Türme bieten höhere Bestückleistung und stellen Revolverkopf kann sowohl Chip-Shootern und flexible Seifen verwendet werden. Aber nutzen sie in flexible Platzierern hatte Erfolg in Wirklichkeit begrenzt.

Split-Achsen-

In einem Split-Achs-System, bewegt sich der Platzierungskopf in der X, theta und Z-Richtung, während die PWB bewegt sich in der Y-Richtung. Als zwei beweglichen Komponenten beteiligt sind, um Split-Achs-Maschine etwas schwieriger zu erreichen, um eine hohe Genauigkeit zu vergleichen, um den Overhead Gantry-Maschine zu erreichen. Aber es stark Platzierungsgeschwindigkeit verbessert.

Vakuumdüse und Greifern

Vakuumdüsen werden häufig für die Handhabung aller Komponenten während der Platzierungsoperationen verwendet. Es gibt eine Vielzahl von Vakuumdüsengrößen für unterschiedliche Baugrößen. Nach kleinen Komponenten wird Überdruck oftmals zusätzlich zugeführt, um zum Zeitpunkt der Platzierung Vakuum, so dass das Bauteil wäre völlig sein Freisetzung aus der Düse.

Neben der Vakuumdüsen, könnten mechanische Greifer zum Handhaben von einigen seltsam geformten Teile erforderlich. Selbstzentrierung mechanische Greifer ermöglichen die gleichzeitige Aufnahme und automatische Zentrierung ohne die Notwendigkeit eines Vakuums. Eine Pinzette artigen Greifer würde das Teil zu halten, während Zentrierung entlang einer Achse. Jedoch gibt es einige Nachteile, die mit selbstzentrierenden mechanischen Greifern: Es ist möglich, daß die Greifkanten könnte Kontakt mit Epoxy oder Lotpaste aufweisen. Zusätzlich wird mehr Platz zwischen den Komponenten erforderlich sind, um die Greifer aufzunehmen.

Arten von Feeder

Feeders werden verwendet, um Komponenten mit dem beweglichen Aufnahmemechanismus von Bestückautomaten zu ernähren. Feeders bewegen einzelnen Komponenten zu einem festen Standort und auch die Aufnahmekopfes zu unterstützen bei der Entfernung von Komponenten aus der Verpackung. Da die Flexibilität und die Vermittlungsquote von Systemen zugenommen hat, so haben die Anforderungen an die Bauteilzuführung Systemen. Eine hohe Produkt-Mix und entsprechend kleinen Losgrößen führen zu häufigen Feeder-Wechsel. Schnelleinzug Umstellung ist erforderlich, um Maschinenausfallzeiten zu minimieren benötigt, sodass Anleger müssen für schnellen Austausch gestaltet werden. Hier sind einige der häufigsten Arten von Anlegern.

Tape & amp; Rollenförderer

Tape & Reel Feeder ist die am häufigsten verwendeten Feeder-Design. Tape-on-Reel Feeder sind mit einer Rolle, die auf eine Spule-Empfang platziert ist geladen. Die Peel-Off-Schlitten zieht das Rollenband nach vorne, bis die nächste Komponente in der Aufnahmeposition. Wenn der Sensor anzeigt, dass das Bauteil an der Aufnahmeposition bewegt, einen Halter nach unten und hängt sich das Tape. Bandzuführungseinrichtungen sind am besten geeignet für die Platzierung großer Mengen von identischen kleinen Bauteilen. Bandzuführungseinrichtungen in einer Vielzahl von Größen und kann für Small-Outline-ICs und Kunststoff-Chipträger verwendet werden. Der Hauptnachteil des Tape-Format ist die Unfähigkeit, die leeren Kassetten zu recyceln. Insbesondere im Fall von kleinen Chipvorrichtungen, wiegt das Band Abfallmaterials mehrmals über den verpackten Komponenten. Darüber hinaus gibt es zusätzliche Kosten für die Unterbringung kleinen kostengünstigen Komponenten in Band.

Stick Feeder

Stick Feeder für Komponenten im linearen Sticks verpackt gestaltet. Komponenten an die Aufnahmestelle durch die Schwerkraft oder Schwingungen bewegt. Er ernährt sich jeden gewöhnlichen SOP, SOT und PLCC, die in Stiftform verpackt sind. Aufgrund der unterschiedlichen Möglichkeiten der Anpassung der Größe der Fahrspur kann die Zuführung leicht an viele verschiedene Bauteiltypen angepasst werden.

Matrix Tray Feeder

Matrix Tray Feeder sind für große, empfindliche oder teure Komponenten. Sie sind aus der Notwendigkeit für den Umgang mit Quad-Flat-Packs und Fine-Pitch-Komponenten entwickelt. Diese halten die Komponenten sicher ohne Beschädigung der zerbrechlichen Zuleitungen. Eine ganze Matrix-Profilfach von Komponenten bewegt werden, um Zeilen oder einzelnen Komponenten zu bringen, um Abholort. Dieser Prozess wird oft langsamer Bandzuführeinrichtungen verglichen, die in Matrix Fächer ausgegeben Komponenten erfordern oft höhere Platzierungsgenauigkeit.

Großanleger

Großanleger können Chip-Design-Komponenten, die in großen Stückzahlen verwendet werden, zu behandeln. Schüttgutzuführung verzichtet normalerweise Komponenten, die in einem Massen Fall gespeichert sind, unter Verwendung einer einzigartigen Drehpositionierungsmechanismus zu positionieren und auszurichten Komponenten und führen sie zu dem Aufnahmeposition unter Verwendung einer rostfreien Stahlband. Sie sind billiger im Vergleich zu Bandzuführungseinrichtungen, wie es kein Band Verpackung, aber traditionell die Leistung der Großanleger ist aufgrund der Konstruktion und Schmutz während der Fütterungsprozess erstellt problematisch.

Direktkomponentenförderer

Die Direktdruck Anleger sind vor allem für Flip-Chip oder Chip-an Bord verwendet. Direktkomponentenförderer könnten separate und spezielle Produktionslinien für SMT, Bare Die zu beseitigen, und Flip-Chip durch die Kombination von ihnen in einem. Es könnte auch damit insgesamt Montagelösungen mit viel höherer Geschwindigkeit und Flexibilität, was zu niedrigeren Kosten pro Platzierung. Darüber hinaus könnte es kostspielig Prozesse wie Zwischenform Transfer in Taschenbandes, Surf-Band oder Wafflepacks vor der Anordnung zu eliminieren.

Bestückleistung

Die Platzierung Geschwindigkeit ist von vielen Faktoren in der Vermittlungsprozess beeinflusst.

Feeder Aufschlüsselung

Der Platzierungsgeschwindigkeit wird durch die Linie Ausfallzeiten betroffen. Seit Einzug Probleme sind die eine wichtige Quelle von Ausfallzeiten, sind die Reparatur und Wartung der Anleger von entscheidender Bedeutung für den Bestückungsvorgänge. Hier sind die gängigsten Methoden, um Probleme zu erkennen Feeder:

  • Die Zuführung ist die gewünschte Ausgabe oder die Leistung herab, nachdem sie bei dem gewünschten Niveau nicht erreicht. Der Anleger hat einen niedrigen oder verringerten Ausgabe.
  • Der Anleger arbeitet geräuschvoll nur in bestimmten Zeiträumen.
  • Der Anleger arbeitet aber Ausgang reduziert.
  • Der Anleger ist ungewöhnlich laut, aber erreicht normalen Ausgang.
  • Amplitude der Feeder allmählich verblasst oder sich langsam abnimmt.
  • Der Materialstrom Entladen von dem Speise turbulent ist, was zu Unregelmäßigkeiten Flusses zum Prozess.
  • Der Feeder-Ausgang ist inkonsistent, die Schaffung Feed Kursschwankungen.

Placement-System einrichten

Alle Online-Konfiguration reduziert die Kapazität und die unsachgemäße Setup-Verfahren könnten auch zusätzliche Zeile Ausfallzeiten. Keine Platten hergestellt werden könnte, wenn die Platzierung System nicht eingerichtet ist. Aufgrund der Komplexität des Zubringers einzurichten und Umstellungsprozess ist es wichtig, für die Betreiber bewusst sein, die verschiedenen Arten von Feeder-Mechanismen zu sein. Es gibt zusätzliche Werkzeuge, die umgesetzt werden könnten die Platzierung einzurichten, um zu helfen, wie Roll-up-Feeder-Wagen, just-in-time-Verfahren und Smart Feeder.

Bestückleistung Derating

Es Praxis ist es nicht möglich, die zitiert theoretische maximale Durchsatzrate für die Maschinen in einem Arbeitsvermittlungssystem zu erhalten. Es ist notwendig, die theoretischen Zahlen Leistungsminderung um realistische Werte, wegen der unerwarteten Ausfallzeiten, Gesellschaftslast zu erhalten und entladen Zeit und Maschinenkonfiguration. Weitere Faktoren sind PWB Größe, Bauteil-Mix, und die Anforderung für komplexere Bilderkennung für Fine-Pitch-Komponenten. Es gibt viele Techniken der Leistungsreduzierung. Globale Derating ist der Auffassung, systemweite Anschläge, Bummelstreiks und Set ups sowie Maschinenfaktoren. Um die Menge der globalen oder Systemleistungsreduzierung zu berechnen, sollte man den Mittelwert der Gesamtzahl der Bauteile pro Stunde in einem langen Zeitraum gegeben werden. Regelmäßige Halten sollte bei der Festlegung der Höhe der globalen Leistungsreduzierung benötigt das System einbezogen werden. Rigorose Leistungsminderung, die jedes Gerät im Dienst für ein bestimmtes Produkt einzeln hält, muss von speziellen Maschinenmodells für den Leitungsabgleich durchgeführt werden. Rigorose Derating-Werte sind für die vollständige Optimierung des Prozesses notwendig.

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