การแนะนำ
สำหรับวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ทีมสตาร์ทอัพ หรือผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและขนาดกลาง-ที่เพิ่งเริ่มใช้ SMTSMT เครื่องจักรมักจะดูซับซ้อนกว่าความเป็นจริง: ตัวป้อน, หัวฉีด, Fiducials, กล้องบินได้, การตั้งโปรแกรมอัตโนมัติ... คำศัพท์ทางเทคนิคทั้งหมดนี้สามารถข่มขู่ผู้เริ่มต้นได้อย่างง่ายดาย
ในความเป็นจริง ตรรกะหลักของเครื่อง SMT นั้นไม่ได้ซับซ้อน พูดง่ายๆ ก็คือ จำเป็นต้องทำให้กระบวนการทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์: การป้อน → การเลือก → การระบุ → การวางตำแหน่ง → การจัดวาง
การทำความเข้าใจ 5 ขั้นตอนเหล่านี้หมายถึงการทำความเข้าใจฟังก์ชันที่สำคัญที่สุดของเครื่องหยิบและวาง ด้านล่างโดยใช้นีโอเดน N10Pเลือกและวางเครื่องตัวอย่างเช่น มาดูกันว่าเครื่อง SMT สมัยใหม่ทำงานเหล่านี้ให้สำเร็จได้อย่างไร
ระบบการป้อน: เครื่อง SMT "หยิบจับ" ส่วนประกอบได้อย่างแม่นยำได้อย่างไร
ความท้าทายแรกและSMT เครื่องจักรสิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือวิธีการจัดส่งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ ไปยังตำแหน่งหยิบได้อย่างน่าเชื่อถือ
โดยทั่วไปส่วนประกอบ SMT จะถูกป้อนในรูปแบบของเทป แท่ง หรือถาด ดังนั้นเครื่องจะต้องติดตั้งตัวป้อนที่เกี่ยวข้อง ที่นีโอเดน N10Pรองรับตัวป้อนเทป ตัวป้อนแบบแท่ง และอุปกรณ์ป้อนถาด ตัวป้อนเทปใช้สำหรับส่วนประกอบของเทป-และ-ตัวป้อนแบบม้วน ตัวป้อนแบบแท่งเหมาะสำหรับส่วนประกอบของตัวป้อนแบบแท่ง- และเครื่องป้อนแบบถาดจะใช้สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ไอซีเป็นหลัก
นอกจากนี้ N10P ยังมีความสามารถในการป้อนที่เพียงพอ โดยรองรับเครื่องป้อนเทป 80 เครื่อง เครื่องป้อนแบบแท่ง 20 เครื่อง และเครื่องป้อนถาด 60 เครื่อง และช่วยให้สามารถผสมเครื่องป้อนไฟฟ้าและนิวแมติกได้
1. เพราะเหตุใดเครื่องวางตำแหน่ง SMTมักจะล้มเหลวในการ "หยิบส่วนประกอบ"?
หากเครื่องวางตำแหน่ง SMT ไม่สามารถรับส่วนประกอบได้อย่างสม่ำเสมอ ปัญหาอาจไม่ได้อยู่ที่ตัวเครื่องเองเสมอไป สาเหตุที่พบบ่อย ได้แก่ การชดเชยในตำแหน่ง-การหยิบ ความสูงในการหยิบ-ที่ไม่เหมาะสม หัวฉีดอุดตันหรือเสียหาย และความกดอากาศไม่เพียงพอ
ที่คู่มือการใช้งาน NeoDen N10P แนะนำให้เริ่มกระบวนการแก้ไขปัญหาด้วยการตรวจสอบพารามิเตอร์เหล่านี้ สำหรับส่วนประกอบที่แตกต่างกัน อาจจำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ เช่น การหน่วงเวลาการเลือกตามประสิทธิภาพการรับจริง- ตัวอย่างเช่น ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่-และส่วนประกอบ 0402 อาจต้องมีความล่าช้าในการรับ-เพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ NeoDen N10P อยู่ที่ระบบป้อนความจุสูง- ซึ่งสามารถจัดการส่วนประกอบต่างๆ จำนวนมากได้พร้อมๆ กัน ทำให้เหมาะสำหรับโครงการผลิต PCB ที่มีส่วนประกอบหลากหลาย
การจดจำการมองเห็น: เครื่อง SMT รู้ได้อย่างไรว่าจะวางส่วนประกอบไว้ที่ไหน
หากตัวป้อนมีหน้าที่ "จัดส่งส่วนประกอบ" ระบบวิชันซิสเต็มมีหน้าที่บอกเครื่องจักรว่า "ส่วนประกอบนี้คืออะไร และควรวางอย่างไร"
ที่นีโอเดน N10Pมาพร้อมกับกล้อง Dual Mark กล้องถ่ายภาพด้านหน้า และกล้อง IC ซึ่งจัดการตำแหน่งอ้างอิง PCB และการจดจำภาพของส่วนประกอบประเภทต่างๆ ตามลำดับ
ในจำนวนนี้ กล้อง Fiducial ใช้เพื่อระบุจุดอ้างอิงบน PCB เนื่องจาก PCB อาจมีการโหลดด้วยความเบี่ยงเบนของตำแหน่งหรือเชิงมุม เครื่องจึงคำนวณจุดกำเนิดและมุมของ PCB ใหม่ตามจุดที่เชื่อถือได้เพื่อแก้ไขตำแหน่งการจัดวางจริง
1. เหตุใดจึงสามารถวางส่วนประกอบต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ แม้ว่า PCB จะอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ตรงแนวเล็กน้อยก็ตาม
ฟังก์ชัน Fiducial Align ที่อธิบายไว้ในคู่มือการใช้งาน NeoDen N10Pคำนวณตำแหน่งและมุมจริงตามจุดไว้วางใจของ PCB กล่าวอีกนัยหนึ่งคือSMTเครื่องวางตำแหน่งไม่เพียงแต่ "วางสุ่มสี่สุ่มห้า" ตามระบบพิกัดเชิงกลคงที่ แต่วางตำแหน่งส่วนประกอบตามสภาพที่แท้จริงของ PCB
2. เหตุใดส่วนประกอบขนาดเล็กและไอซีจึงต้องมีวิธีการจดจำการมองเห็นที่แตกต่างกัน
ส่วนประกอบที่มีแพ็คเกจต่างกันจะแตกต่างกันไปตามข้อกำหนดด้านขนาด รูปร่าง และการรับรู้
ซอฟต์แวร์ N10P นำเสนอวิธีการจดจำ เช่น Fly Calib, IC Calib และ IC Rotate Calib Flying Camera สามารถใช้กับส่วนประกอบทั่วไป เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ กล้อง IC เหมาะสำหรับ IC เช่น SOP และมุมของ IC ที่มีความแม่นยำสามารถตรวจสอบได้อีกครั้ง-โดยใช้ IC Rotate Calib
ข้อดีของ NeoDen N10P อยู่ที่การบูรณาการ Mark Camera, Flying Camera และ IC Camera ไว้ในอุปกรณ์เดียว ทำให้เกิดระบบวิชันซิสเต็มสำหรับการกำหนดตำแหน่ง PCB และการจดจำส่วนประกอบ
การวางตำแหน่งที่มีความแม่นยำ-สูง: เหตุใดจึงสามารถวางส่วนประกอบต่างๆ บนแผ่นได้อย่างแม่นยำ
เป้าหมายสูงสุดของกSMTเครื่องวางตำแหน่งไม่ใช่แค่การ "หยิบส่วนประกอบ" เท่านั้น แต่ยังต้องวางส่วนประกอบนั้นอย่างแม่นยำในตำแหน่งที่กำหนดบน PCB
NeoDen N10P มีความแม่นยำในการวางตำแหน่ง ±0.01 มม. พร้อมการควบคุมป้อนกลับสำหรับการเคลื่อนที่ XY จากตัวเข้ารหัสเชิงเส้นแบบแม่เหล็ก
อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง ความแม่นยำของตำแหน่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่ระบุของอุปกรณ์เท่านั้น พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ต้นกำเนิดของ PCB, Fiducials, ศูนย์กลางของหัวฉีด,-ตำแหน่งการหยิบ,-ความสูงในการหยิบ และความเร็วของตำแหน่ง ล้วนส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้าย
1. จะทำอย่างไรเกี่ยวกับการชดเชยตำแหน่ง? ตรวจสอบ 5 พื้นที่เหล่านี้ก่อน
หากวางส่วนประกอบคดเคี้ยวหรืออยู่นอกตำแหน่ง ให้จัดลำดับความสำคัญในการตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:
- ไม่ว่า fiducial จะได้รับการยอมรับอย่างถูกต้องหรือไม่
- ว่าแหล่งกำเนิด PCB ถูกต้องหรือไม่
- ไม่ว่าศูนย์หัวฉีดจะแม่นยำหรือไม่
- ตำแหน่งรับสินค้า-มีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่
- ความสูงของตำแหน่งและความเร็วของตำแหน่งมีความเหมาะสมหรือไม่
ที่คู่มือการใช้งาน NeoDen N10Pแสดงรายการข้อผิดพลาดในการจดจำการมองเห็น การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งกล้องที่ไว้วางใจได้ และจุดศูนย์กลางหัวฉีดที่ไม่ถูกต้อง ซึ่งเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ของความผิดปกติของความแม่นยำ และให้วิธีการปรับแต่ง เช่น การสอบเทียบกล้อง และการสอบเทียบหัวฉีดอย่างละเอียด
2. เหตุใดส่วนประกอบทั้งหมดจึงไม่สามารถวางด้วยความเร็วเท่ากันได้
สำหรับส่วนประกอบมาตรฐาน สามารถจัดลำดับความสำคัญของประสิทธิภาพการผลิตได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับส่วนประกอบที่เล็กกว่า 0402 และ IC ที่มีความแม่นยำ จำเป็นต้องลดความเร็วในการเคลื่อนที่และการวางตำแหน่งอย่างเหมาะสม เพื่อปรับปรุงความเสถียรและความแม่นยำของตำแหน่ง ซอฟต์แวร์ N10P ช่วยให้สามารถปรับความเร็วการเคลื่อนที่และความเร็วของตำแหน่งได้แยกกัน
ข้อดีของ NeoDen N10P ได้แก่: หัววางตำแหน่ง 8 หัวพร้อมการควบคุมลูป-แบบปิด ความเร็วในการวางตำแหน่งสูงสุด 20,000 CPH และการตอบสนองการเคลื่อนไหวผ่านตัวเข้ารหัสเชิงเส้นแบบแม่เหล็ก
การเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติ: เหตุใดเครื่องจัดตำแหน่ง SMT จึงต้องใช้หัวฉีดหลายอัน
1. ส่วนประกอบที่แตกต่างกันต้องใช้หัวฉีดที่มีขนาดและประเภทต่างกัน
ตัวอย่างเช่น ชิปขนาดเล็ก ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน SOP ไอซีขนาดใหญ่ และ BGA มีขนาดและรูปร่างแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกหัวฉีดที่เหมาะสม
NeoDen N10P รองรับข้อกำหนดหัวฉีดที่หลากหลาย เช่น CN020, CN030, CN040, CN065, CN100, CN220, CN400 รวมถึงหัวฉีดที่เหมาะสำหรับ IC และ BGA ในขนาดต่างๆ
2. จะเกิดอะไรขึ้นหากหัวฉีดไม่ตรงกัน?
หากขนาดหัวฉีดไม่ถูกต้อง อาจส่งผลให้การดูดไม่เพียงพอ อากาศรั่ว การดึงล้มเหลว หรือแม้แต่การดีดส่วนประกอบออก คู่มือยังระบุการอุดตันของหัวฉีด ความเสียหาย และขนาดหัวฉีดที่ไม่ตรงกันซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปของ "การหยิบล้มเหลว" และ "ส่วนประกอบที่ขว้างปา"
มูลค่าที่แท้จริงของการเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติคืออะไร?
เครื่อง N10P SMT มีตำแหน่งหัวฉีด 39 ตำแหน่ง และรองรับการเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติ
ซึ่งหมายความว่าเมื่อ PCB มีส่วนประกอบหลายชิ้นซึ่งมีประเภทบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน เครื่องจักรจะสามารถเลือกหัวฉีดที่เหมาะสมตามโปรแกรมได้โดยอัตโนมัติ ทำให้ผู้ปฏิบัติงานไม่ต้องหยุดเครื่องบ่อยครั้งเพื่อเปลี่ยนด้วยตนเอง
ข้อดีของการนีโอเดน N10Pอยู่ในการผสมผสานระหว่างตำแหน่งหัวฉีด 39- ตำแหน่งและฟังก์ชันการเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติ ซึ่งเพิ่มความยืดหยุ่นในระหว่างการวาง PCB ที่มีความหลากหลายสูง
ซอฟต์แวร์และการเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ: ผู้เริ่มต้นจะสร้างโปรแกรมการจัดตำแหน่งได้อย่างรวดเร็วได้อย่างไร
สำหรับผู้เริ่มต้น สิ่งที่ต้องเรียนรู้จริงๆ ไม่ใช่ปุ่มซอฟต์แวร์ทุกปุ่ม แต่เป็นความเข้าใจในความสัมพันธ์ระหว่าง PCB ส่วนประกอบ ตัวป้อน หัวฉีด และลำดับการจัดวาง
N10P รองรับฟังก์ชันต่างๆ เช่น การนำเข้าไฟล์ประสานงาน การตั้งโปรแกรมด้วยตนเอง -การเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ ไลบรารีส่วนประกอบ ไลบรารีรอยเท้า การกำหนดตัวป้อน และลำดับการจัดวาง
1. คุณจะสร้างโปรแกรมตำแหน่งได้อย่างไรเมื่อคุณมีไฟล์พิกัด PCB
กระบวนการพื้นฐานสามารถสรุปได้ดังนี้:
ไฟล์พิกัด → นำเข้า → การจับคู่ส่วนประกอบ → การตั้งค่าตัวป้อน → โปรแกรมอัตโนมัติ → ตรวจสอบ → การผลิต
หลังจากนำเข้าไฟล์พิกัดที่สร้างโดยซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ไปยัง N10P แล้ว ระบบสามารถจับคู่ข้อมูลส่วนประกอบตาม Footprint Library จากนั้น ให้ตั้งค่าตัวป้อนและหัวฉีด จากนั้นใช้โปรแกรมอัตโนมัติเพื่อช่วยในการสร้างลำดับการจัดวาง
2. โปรแกรมอัตโนมัติเป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมดหรือไม่?
ไม่มันไม่ใช่
วัตถุประสงค์ของโปรแกรมอัตโนมัติคือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานหัวฉีด การจัดสรรตัวป้อน และลำดับการจัดวางตามข้อมูลส่วนประกอบที่ป้อน หลังจากสร้างโปรแกรมแล้ว ผู้ปฏิบัติงานยังคงต้องตรวจสอบการกระจายหัวฉีด การกระจายตัวป้อน และลำดับการวาง
ข้อดีของ NeoDen N10P อยู่ที่คุณลักษณะโปรแกรมอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดงานการกำหนดค่าโปรแกรมที่ซ้ำกันลงได้อย่างมาก- ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับ PCB ที่มีส่วนประกอบหลากหลาย
5 ปัญหาการจัดตำแหน่ง SMT ที่พบบ่อยที่สุดที่มือใหม่ต้องเผชิญ
เมื่อคุณเข้าใจฟังก์ชันหลักทั้ง 5 ประการแล้ว ปัญหาทั่วไปหลายอย่างจะมีเส้นทางการแก้ไขปัญหาที่ชัดเจนจริงๆ
- ตัวป้อนไม่ให้อาหาร:ตรวจสอบการติดตั้งตัวป้อน ม้วนเทป พารามิเตอร์การป้อน และสถานะวงจรอากาศ
- ส่วนประกอบไม่ได้รับการหยิบขึ้นมา:จัดลำดับความสำคัญในการตรวจสอบ-ตำแหน่งหยิบ ความสูง-หยิบ หัวฉีด และความดันอากาศ
- ส่วนประกอบลดลง-บ่อยครั้ง:ตรวจสอบการจดจำการมองเห็น รอยเท้าของส่วนประกอบ ขนาดหัวฉีด และความสะอาดของหัวฉีด
- การวางตำแหน่งส่วนประกอบไม่ตรง:ตรวจสอบ Fiducial ศูนย์กลางหัวฉีด และการปรับเทียบกล้อง
- ปัญหาระหว่างการดำเนินการผลิตครั้งแรก:ไม่แนะนำให้ดำเนินการผลิตโดยตรงต่อจำนวนมาก คู่มือผู้ใช้ N10P แนะนำให้ทำตามลำดับนี้: การทดลองใช้งานแห้ง → การทดสอบการผลิตครั้งแรก → การตรวจสอบส่วนประกอบ → การผลิตต่อเนื่อง หลังจากตรวจสอบข้อกำหนดส่วนประกอบ การวางแนว ขั้ว และตำแหน่งของชิ้นแรกแล้ว ให้ดำเนินการผลิตอย่างต่อเนื่อง
เครื่องหยิบและวาง SMT แบบเดสก์ท็อปเหมาะสำหรับสถานการณ์การผลิตใด
สำหรับการสร้างต้นแบบ PCB การตรวจสอบ R&D และการผลิต SMT ขนาดเล็ก- ถึงปานกลาง-ความยืดหยุ่นของอุปกรณ์มักจะมีความสำคัญพอๆ กับความเร็วของมัน
N10P รองรับตัวป้อนจำนวนมาก การเปลี่ยนหัวฉีดอัตโนมัติ การจดจำการมองเห็น และการตั้งโปรแกรมอัตโนมัติ ทำให้เหมาะอย่างยิ่ง-สำหรับโครงการ PCB ที่เกี่ยวข้องกับความหลากหลาย ประเภทบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน และประสิทธิภาพในการจัดวางในระดับหนึ่ง
สำหรับ PCB ที่ยาว N10P สามารถรองรับ PCB ที่มีความยาวสูงสุด 1,500 มม. เมื่อกำหนดค่าด้วยสายพานลำเลียงแบบขยาย
ดังนั้น เมื่อเลือกเครื่องหยิบและวาง SMT แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่ CPH เพียงอย่างเดียว ควรพิจารณาความแม่นยำในการวางตำแหน่ง ช่วงส่วนประกอบ ความสามารถในการป้อน ระบบวิชันซิสเต็ม ระบบหัวฉีด ขนาด PCB และความสามารถของซอฟต์แวร์ด้วย
บทสรุป
เครื่องหยิบและวาง SMT ไม่ใช่แค่ "เครื่องวางส่วนประกอบอัตโนมัติ"
อันที่จริงมันเป็นผลลัพธ์ของระบบหลายระบบที่ทำงานร่วมกัน:
อุปกรณ์ป้อนจะจ่ายส่วนประกอบต่างๆ หัวฉีดจะหยิบชิ้นส่วนเหล่านั้น ระบบวิชันซิสเต็มจะระบุและจัดตำแหน่ง ชิ้นส่วนเหล่านั้น ระบบการเคลื่อนไหวจะเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนเหล่านั้นด้วยความแม่นยำ และซอฟต์แวร์จะประสานงานกระบวนการจัดวางทั้งหมด
หากคุณกำลังประเมินเลือก SMT และ วางเครื่องหรือวางแผนที่จะสร้างความสามารถในการประกอบ SMT ของคุณเองสำหรับการสร้างต้นแบบ PCB การตรวจสอบ R&D และการผลิตปริมาณน้อย-ถึง-ปานกลาง-