PROCES PRO MONTÁŽ POVRCHU

Úvod do technologie povrchové montáže

Technologie povrchové montáže je oblast elektronické montáže používaná k montáži elektronických součástek na plochu desky s plošnými spoji (PCB), která se opírá o vkládání komponent přes otvory, jako u běžných montážních sestav. SMT byla vyvinuta pro snížení výrobních nákladů a také pro efektivnější využití prostoru s plošnými spoji. V důsledku zavedení technologie povrchové montáže je nyní možné vytvářet velmi složité elektronické obvody do menších a menších sestav s dobrou opakovatelností kvůli vyšší úrovni automatizace.

Co jsou SMD?

Zařízení pro montáž na povrch nebo SMD je termín používaný pro elektronické součástky používané v procesu montáže povrchu. Na trhu je k dispozici široká nabídka balíčků součástek SMD, které se dodávají v mnoha tvarech a velikostech - výběr je uveden níže:

Proces montáže na povrchovou montáž

Proces montáže povrchové montáže se spouští ve fázi návrhu, kdy jsou vybrány různé komponenty a PCB je navržena pomocí softwarového balíku, jako je Orcad nebo Cadstar ( jiné jsou k dispozici ).

Je důležité si uvědomit, že proces začíná v této fázi, neboť je to nejlepší čas, aby bylo možné zabudovat co nejvíce konstrukčních prvků, které umožní produkci přímo a bez hlavy. Docela často jsou obvody odvozeny od schematické fáze návrhu až po rozložení desek plošných spojů, přičemž hlavními faktory jsou funkčnost, která je samozřejmě velmi důležitá, avšak v ideálním případě by měla být začleněna konstrukce pro výrobu (DFM).

Jakmile je návrh desky plošných spojů dokončen a komponenty jsou vybrány, další fází je zaslání dat PCB do výrobní firmy PCB a součásti zakoupené nejvhodnějším způsobem usnadňující automatizaci. Návrh desky plošných spojů by měl být zvážen a specifikace vytvořena tak, aby bylo zajištěno, že formát, který obdrží PCB, je takový, jaký je očekávaný a vhodný pro použití strojů.

Komponenty jsou k dispozici zabalené mnoha různými způsoby, jako jsou na válcích, trubkách nebo v zásobnících, jak je vidět níže. Většina z nich je k dispozici na navijácích, které jsou preferovány, ale někdy jsou kvůli komponentám "Minimální objednané množství (MOQ's)" často dodávány v tubách nebo v krátkých pásech pásky. Obě tyto druhy balení lze použít, ale potřebují vhodné typy podavačů. Dodávané součásti, které jsou dodávány volně v pytlích, by měly být pokud možno vyloučeny, což může vést k umístění rukou nebo potřebám speciálních podávacích desek.

Všechny součásti s MSL (úroveň citlivosti na vlhkost) by měly být zpracovány v souladu s J-STD-033.

Programování strojů - Gerber / CAD na soubor Centroid / umístění / XY

Po obdržení desek plošných spojů a součástí je dalším krokem instalace různých strojů používaných ve výrobním procesu. Stroje, jako je stroj pro umístění a AOI (automatizovaná optická inspekce), vyžadují vytvoření programu, který je nejlépe generován z CAD dat, ale často to není k dispozici. Gerber data jsou téměř vždy k dispozici, protože to jsou údaje potřebné pro výrobu holé desky plošných spojů. Pokud jsou data Gerbera jedinými dostupnými daty, vytváření souboru centroid / placement / XY může být velmi časově náročné, a proto služba Surface Mount Process nabízí službu generování tohoto souboru .

Tisk pájecí pasty

Prvním strojem, který je nastaven ve výrobním procesu, je tiskárna na pájecí pasty, která je určena pro použití pájecí pasty pomocí šablony a stěrky na příslušné podložky na desce plošných spojů. Jedná se o nejčastěji používanou metodu pro použití pájecí pasty, ale tryskový tisk se stává stále oblíbenějším, zejména v oblasti subdodavatelských smluv, protože není potřeba šablony a úpravy jsou snadnější.

Udržování kontroly nad tímto procesem je kritické, jelikož jakékoliv vady tisku, pokud nedetekují, vedou k defektům dále po řádku. U sestav, které se stávají složitějšími, je design šablony klíčem a je třeba dbát na zajištění opakovatelného a stabilního procesu.

Kontrola pasty pájky (SPI)

Většina strojů pro výrobu pájecích strojů má možnost zahrnout automatickou kontrolu, ale v závislosti na velikosti desky plošných spojů může být tento proces časově náročný, a proto může být často upřednostňován samostatný stroj. Kontrolní systémy v tiskárnách s pájecí pastou používají 2D technologii, zatímco vyhrazené SPI stroje používají 3D technologii k tomu, aby umožnily důkladnější kontrolu včetně objemu pájecí pasty na jednu podložku a nikoliv pouze oblast tisku.

Umístění komponent

Poté, co byla potvrzena tištěná deska plošných spojů, že má správné množství pájecí pasty, přesune se do další části výrobního procesu, která je součástí umístění. Každá součást je vybírána z obalu buď pomocí vakuové nebo uchopovací trysky, kontrolována zrakovým systémem a umístěna na programované místo vysokou rychlostí.

Pro tento proces je k dispozici velké množství strojů a záleží na tom, jaký typ stroje je vybrán. Například pokud se firma zaměřuje na velké objemy stavění, pak bude míra umístění důležitá, nicméně pokud je zaměření malé dávkové / vysoké mixy, pak bude důležitější flexibilita.

Automatizovaná optická inspekce (AOI)

Po procesu umístění součástí je důležité ověřit, že nedošlo k žádným chybám a že všechny součásti byly správně umístěny před pájení. Nejlepší způsob, jak to provést, je použití zařízení AOI k provádění kontrol, jako je přítomnost komponentů, typ / hodnota a polarita.

Inspekce prvního článku (FAI)

Jedním z mnoha problémů pro výrobce subdodavatelských smluv je ověření prvního sestavení informací o zákaznících nebo kontrole prvního výrobku (FAI), které mohou být velmi časově náročné. Jedná se o velmi důležitý krok v procesu, protože jakékoli chyby, pokud nebyly zjištěny, mohou vést k vysokým objemům přepracování.

Zpracování pájky

Jakmile byly zkontrolovány všechny umístění komponentů, sestava desky plošných spojů se přemístí do spárovacího stroje, kde jsou všechny elektrické spoje mezi součástmi a deskami plošných spojů vytápěny tak, že se sestava ohřeje na dostatečnou teplotu. Zdá se, že to je jedna z méně komplikovaných částí montážních procesů, ale správný profil přefukování je klíčem k zajištění přijatelných spájených spár bez poškození součástí nebo sestavy v důsledku nadměrného tepla.

Při použití bezolovnaté pájky je pečlivě profilovaná sestava ještě důležitější, jelikož požadovaná teplota přetopení může být často velmi blízká maximálním jmenovitým teplotám mnoha komponent.

Post-reflow automatizovaná optická inspekce (AOI)

Poslední částí procesu montáže povrchové montáže je znovu zkontrolovat, zda nebyly provedeny žádné chyby pomocí zařízení AOI ke kontrole kvality spoje.

Se zavedením 3D technologií se tento proces stal spolehlivějším, stejně jako při 2D kontrole se vyskytovala vysoká úroveň falešných hovorů v důsledku interpretace 2D obrazu. Prohlížení 3D umožnilo provést přesnější měření a zajistit stabilnější kontrolní proces.

Jedním z nejnovějších vlastností kontrolních strojů je to, že mohou být propojeny do sítě, aby umožňovaly okamžitou zpětnou vazbu k předchozímu stroji, aby bylo možné provádět automatické úpravy. Například stroj AOI může být připojen k zařízení pro umístění tak, aby mohly být nastaveny pozice pro umístění komponentů a zařízení SPI může být připojeno k tiskárně, aby bylo možné provést úpravy zarovnání PCB na šablonu.

Zvýšení efektivity a produktivity

Je to šokující statistika, že v rámci elektronického průmyslu fungují mnohé operace na ploše, zejména v rámci subdodavatelského výrobního sektoru, jen 20% efektivní.

Existuje mnoho důvodů, které přispívají k tomuto číslu, ale v zásadě znamená, že se využívá pouze 20% kapitálových investic. Z finančního hlediska to povede k vyšším nákladům na vlastnictví a pomalejší návratnosti investic. Pro zákazníka to může způsobit prodloužení dodacích lhůt pro svůj produkt, a proto nebude podnikání na trhu tak konkurenční.

S efektivitou výroby na této úrovni se objeví řada nárazových efektů, které budou mít vliv na podnikání, jako jsou větší velikosti šarží, více kusů na skladě, více sestav ve WIP (probíhající práce) a pomalejší reakční doby na požadavky zákazníků .

S ohledem na tuto skutečnost existuje silná motivace ke zvýšení účinnosti při zachování kvality.