> Автоматизация смены продукта и иные функции принтера YAMAHA YSP10 для повышения производительности линии SMD монтажа

Автоматизация смены продукта и иные функции принтера YAMAHA YSP10 для повышения производительности линии SMD монтажа

12.11.2021

Сегодняшние предприятия по производству электроники, будь то OEM или ODM / EMS, должны иметь возможность обрабатывать типы компонентов от самых маленьких SMD-чипов до крупных полупроводниковых интегральных схем, а также нестандартные компоненты, такие как большие разъемы, которые монтируются в сквозные отверстия. Кроме того, частая смена продукта - обычная ситуация, и ее необходимо выполнять как можно быстрее и эффективнее.

Сегодняшние предприятия по производству электроники, будь то OEM или ODM / EMS, должны иметь возможность обрабатывать типы компонентов от самых маленьких SMD-чипов до крупных полупроводниковых интегральных схем, а также нестандартные компоненты, такие как большие разъемы, которые монтируются в сквозные отверстия. Кроме того, частая смена продукта - обычная ситуация, и ее необходимо выполнять как можно быстрее и эффективнее.

Ускорение смены продукта на линии

При сборке плат на высокой скорости на линии для поверхностного монтажа и в производственных сценариях, предполагающих множество переналадок в день, автоматизация как можно большего числа задач по смене продукта может помочь сэкономить время и избежать человеческих ошибок, которые в противном случае приводят к производственным потерям и требуют дополнительное время на исправление. Автоматическое переключение программ (APCO), может быстро выполнить изменение программы и обеспечить загрузку правильной программы на все машины линии. Что касается установщиков компонентов, можно настроить питатели для работы с несколькими продуктами без необходимости их замены.

Смена программы трафаретного принтера - более сложная процедура, которая обычно включает удаление паяльной пасты с трафарета, его очистку, удаление и замену трафарета, перенастройку поддерживающих пинов и перенастройку ракеля. На рисунке 1 описана полная последовательность необходимых действий. Чтобы завершить переключение, сборку необходимо остановить, пока не будут выполнены все действия. При этом весь процесс может занять 10-15 минут.

 

Рис. 1. Последовательность смены изделия для трафаретного принтера

Такие процедуры, как удаление и замена трафарета, для удовлетворительного выполнения обычно требуют обучения оператора. Автоматизация трудоемких задач, связанных с заменой продукта, оказалась серьезным вызовом.

Значительно изменив внутреннюю структуру стандартного трафаретного принтера, компания Yamaha создала новый принтер YSP10 (рисунок 2), получивший награду Global SMT, с возможностями автоматического переключения между продуктами, включая замену трафарета, замену поддерживающих пинов, а также извлечение и перенос ролика паяльной пасты на следующий трафарет.

 

 

   

Рис. 2. Принтер Yamaha YSP10, оптимизированный для автоматизированного переключения продуктов

Весь процесс переключения может быть завершен за 3-5 минут, и производство может быть немедленно возобновлено без каких-либо дополнительных проверок, точной настройки или кондиционирования паяльной пасты. Последовательность, показанная на рисунке 3, показывает, как значительно сократилось время завершения переключения.

Рис. 3. Оптимизированная автоматическая последовательность сокращает время переналадки более чем на 60%

Комбинация новой и проверенной головки Yamaha 3S (качающийся одинарный ракель) (рис. 4) позволяет оптимизировать угол атаки ракеля с помощью сервопривода для обеспечения оптимального заполнения апертуры. Известно, что угол атаки ракеля оказывает большее влияние на заполнение апертуры, чем другие параметры, такие как скорость и давление ракеля. В частности, любой растворитель, который может присутствовать на поверхности трафарета сразу после завершения цикла очистки, может вызвать появление дефектных отложений припоя на первых платах при возобновлении работы. В принтере есть система регулировки заполнения, которая автоматически изменяет угол ракеля, чтобы компенсировать разницу в заполнении из-за растворителя. Это помогает предотвратить дефекты печати, не требуя дополнительных действий или задержки для высыхания трафарета.

Рис. 4. Головка 3S позволяет автоматически оптимизировать угол ракеля. 

Обработка рулона паяльной пасты также автоматизирована. Паста автоматически удаляется с трафарета и сохраняется в виде рулона. После замены пасту можно снова нанести на новую поверхность трафарета. Перед возобновлением печати измеряется диаметр рулона пасты и при необходимости добавляется дополнительная паяльная паста в соответствии с системой контроля стабильности печати (PSC). Печать можно продолжить немедленно, используя новую программу, как только первая плата из новой партии попадет в машину. Система PSC часто измеряет диаметр рулона пасты во время нормальной работы принтера, что способствует воспроизводимости процесса, помогая обеспечить постоянное заполнение апертуры.

Точная встроенная 2D-инспекция паяльной пасты

Пользователь принтера YSP10 из Бельгии, работающий на производственной линии, предназначенной для автомобильных сборок, обнаружил, что встроенная (2D) система инспекции, встроенная в принтер показала точность, сопоставимую с точностью специальной трехмерной проверки паяльной пасты (системы SPI). Следовательно, эта встроенная 2D-система (рис. 5) может гарантировать надежные результаты инспекции паяльной пасты в течение стандартного времени цикла принтера. Обладая полем обзора (FOV) 30 мм x 22,5 мм и разрешением 18,7 мкм, эта система может определять дефекты печати для прецизионных трафаретов для таких компонентов, как небольшие микросхемы SMD и BGA с шагом 0,5 мм. Система обеспечивает автоматическую обратную связь, чтобы вызвать очистку трафарета при обнаружении проблем, связанных с пастой.

 

Рис. 5. Встроенная 2D-инспекция может работать так же точно, как и специализированная система SPI.

 

Заключение

Задачи, связанные с заменой трафаретных принтеров, исторически сложнее всего автоматизировать. В то время как установка компонентов и оптическая инспекция, достаточно легко поддаются автоматизации смены продукта, замена продукта на принтере оставалась трудоемкой задачей, выполняемой оператором. Этот последний рубеж теперь завоеван, что позволяет автоматизировать задачи по смене продукта, связанные со всем оборудованием в линии поверхностного монтажа, что приводит к повышению производительности и качества продукта.