Увеличение «золотого часа» на вашей сборочной линии: исправлять или выбрасывать?

Увеличение «золотого часа» на вашей сборочной линии: исправлять или выбрасывать?

15 Июня 2018

Введение

Первый час после получения травмы, также называемый «золотым часом», травматологи считают наиболее важным временем для успешного проведения неотложной терапии. Возможно, это не то же самое, что и ситуация между жизнью и смертью, но несколько минут простоя сборочной линии поверхностного монтажа могут стоить миллионы долларов. И в процессе поверхностного монтажа также существует понятие «золотого часа».

Общепризнано, что более 70 % дефектов пайки связано с процессом нанесения паяльной пасты. Эти дефекты представляют серьезную проблему в отрасли, особенно с учетом тенденции к миниатюризации компонентов и появлением типоразмера 0201M. Производители не могут позволить себе выбрасывать платы с установленными на ней компонентами из-за логистических проблем, а также из-за лишних затрат на компоненты. Однако, если производитель не сможет быстро устранить возникающую проблему с нанесением пласты, то риск возникновения дефектов распространится на большой объем плат. Ведущие производители систем контроля, например, Koh Young Technology, прилагают все усилия, чтобы расширить «золотой час», внедряя инновационные решения, такие как интегрированные инструменты коррекции дефектов нанесения пасты.

Почему нужно контролировать количество припоя

Какое количество припоя идеально? Слишком большое количество припоя приведет к образованию перемычек при пайке, а недостаточное количество паяльной пасты может привести к таким дефектам, как возникновение перемычек, эффект «надгробного камня» и другие. В широко распространенном поверхностном монтаже часто встречается дефект в виде недостаточного количества припоя, поскольку паяльная паста имеет тенденцию забивать небольшие отверстия трафарета и не может попасть на контактную площадку. Инновационные решения позволяют исправлять подобные дефекты.

Исправление дефекта

Способы исправления дефекта нанесения пасты можно разделить на два типа: традиционный (контактное нанесение с помощью иглы) и бесконтактная струйная технология. Оба метода имеют как преимущества, так и ограничения. Из таблицы 1 видно, что дозирование с помощью иглы подходит для многих типов монтажа, включая монтаж BGA-микросхем. Однако в такой системе должно выполняться требование к одинаковому расстоянию по оси z между подложкой и концом иглы. Из-за нестабильности расстояния уменьшается повторяемость и точность. Бесконтактная струйная технология — совсем другой, относительно новый метод — имеет превосходную скорость дозирования, но она менее гибкая из-за ограниченного количества типов паяльной пасты, сертифицированных для струйного нанесения.

01005
(0402 мм)
0201
(0603 мм)
0402
(1005 мм)
CSP
0,3 мм
CSP
0,4 мм
Дозирование с помощью иглы
Струйное нанесение

Таблица 1. Рекомендуемый метод нанесения в зависимости от типа монтажа

Автоматическое дозирование с повышенной точностью

Сегодняшнее производство нуждается в гибком и простом в использовании оборудовании. Компания Koh Young отвечает этим потребностям отрасли, представляя новую систему дозирования «Auto Repair» для своей высокопроизводительной платформы KY8030-3 — системы трехмерного контроля паяльной пасты). В системе Auto Repair компании Koh Young для точного измерения расстояния по оси z вместо механических датчиков применяются лазерные сенсоры. Этот инновационный метод демонстрирует превосходные результаты при анализе сходимости и воспроизводимости (рис. 2).

Среднеквадратическое отклонение объема (%) Среднеквадратическое отклонение площади (%)

Рис. 2. Результаты оценки повторяемости значений объема и площади для системы Koh Young (каждый тест выполнялся независимо по 50 раз)

Система трехмерного контроля паяльной пасты компании Koh Young может с высокой точностью инспектировать и выявлять дефекты припоя во многом благодаря своей точно спроектированной механической конструкции. В отличие от других систем трехмерного контроля, в которых контроль выполняется в процессе движения, система компании Koh Young использует технику «stop and shoot». При этом устраняются нежелательные вибрации и необходимость сшивания изображений. При оснащении высокоскоростной платформы KY8030-3 системой Auto Repair, вы получаете комплексное решение для вашего производства.

Минимум обслуживания

Компания Koh Young в процессе разработки системы Auto Repair учитывала такие вопросы, как обслуживание системы и простота эксплуатации. В системе дозирования паяльной пасты Auto Repair компании Koh Young, в отличие от других систем, не используется поршень. Поршень может раздавить частицы припоя и вызвать засорение сопла. Вместо этого в диспенсере Auto Repair используется давление воздуха, что уменьшает износ и увеличивает срок службы сопла. Это также значительно увеличивает интервал между обслуживанием — до семи дней. Если требуется чистка, замена шприца происходит быстро и легко благодаря специальной конструкции держателя, позволяющей освобождать его в одно касание. Минимизация обслуживания повышает рентабельность инвестиций за счет сокращения трудовых и материальных затрат.

Превосходная гибкость

Имеет ли система Auto Repair компании Koh Young другие преимущества? Да. Благодаря очень гибкому конструктивному исполнению можно учесть большое число производственных переменных. Например, представьте, что у вас есть сто печатных плат с разными топологиями и разными компонентами — для каждого типа компонентов требуется разное количество паяльной пасты. В этом случае система Auto Repair может оказаться эффективным решением, особенно в случае работы с небольшими BGA-микросхемами и миниатюрными компонентами для поверхностного монтажа (рис. 3). Она может дозировать припой для устранения ошибок, связанных с недостаточным количеством припоя, в широком диапазоне типоразмеров компонентов, включая 0402M при расстоянии между площадками более 100 мкм. Кроме того, динамическое отслеживание оси Z автоматически регулирует расстояние между головкой и поверхностью платы для поддержания идеального фокусного расстояния и предотвращения ошибочного распознавания из-за деформаций печатных плат. Такая гибкость позволяет пользователям легко увеличивать объемы производства и эффективность своих сборочных линий.

Площадка для BGA Площадка для конденсатора
ДО ПОСЛЕ ДО ПОСЛЕ
Объем: 5,57 %
Площадь: 16,25 %
Объем: 62,79 %
Площадь: 86,54 %
Объем: 58,92 %
Площадь: 73,66 %
Объем 89,21 %
Площадь: 95,9 %

Рис. 3. До и после нанесения пасты системой Auto Repair компании Koh Young

Будущее за умными заводами

Индустрия 4.0 все активнее принимается многими предприятиями. Завод — это не статичный объект, а динамичная зона, где техника взаимодействует друг с другом для выполнения сложных задач. Фактически, систему Auto Repair компании Koh Young во многих аспектах уже можно отнести к Индустрии 4.0. Совмещая трехмерный контроль с системой исправления дефектов, она воплощает собой замкнутый процесс и устраняет лишние операции очистки плат или перемещение их в отходы. Кроме того, в ее состав входит панель управления процессом в реальном времени, с помощью которой операторы могут оперативно проверять качество исправления дефектов и принимать правильные решения, сравнивая данные с предыдущими результатами.

Какое будущее ждет систему Auto Repair на умных заводах? В идеальном будущем оборудование должно с самого начала исправлять дефекты, поэтому дополнительные работы по устранению дефектов могут и вовсе не понадобиться. Неужели производители все еще будут нуждаться в системе Auto Repair? Может оказаться, что ответом будет «Да», поскольку все это произойдет не в ближайшем будущем. Действительно, умный завод не исключит необходимость в исправлениях, вместо этого он улучшит функциональность. Auto Repair с искусственным интеллектом может распознавать сложные формы площадок для припоя, делать выводы и давать рекомендации по оптимизации процесса печати паяльной пасты.

Заключение

Процесс нанесения пасты — один из самых важных этапов на сборочной линии поверхностного монтажа, поскольку он является источником большинства дефектов. Преимущество быстрого устранения дефектов этого процесса значительно повышает экономию средств за счет устранения необходимости в операции чистки, последующей обработки и снижения доли выбрасываемых плат. По мере увеличения стоимости и сложности работ по исправлению дефектов возможность продлить «золотой час» с помощью системы Auto Repair повышает производительность и объем выхода годной продукции производства.

Будучи номером 1 на рынке и абсолютным лидером в технологиях, Koh Young разрабатывает инновационные решения для преодоления проблем отрасли, расширения возможностей процессов и повышения производительности заводов. С этой целью компания дополнительно создала три научно-исследовательских центра, чтобы совершить качественный скачок в технологическом лидерстве и конкурентоспособности. Компания Koh Young продолжает интегрировать достижения в области искусственного интеллекта во многие свои системы, отвечая на вызов проблемы «золотого часа» и открывая путь для новых рынков и отраслей за пределами технологии поверхностного монтажа.