Boquillas de calidad y alimentadores son el núcleo de pick-and-place. En este artículo se describe cinco grandes temas asociados con el mantenimiento de la boquilla impropio y / o el uso de boquillas de baja calidad en el proceso de pick-and-place SMT.

Ningún equipo de SMT puede colocar con precisión los componentes y ejecutar de manera eficiente y sin boquillas y alimentadores de calidad. Estos dos factores son el centro del proceso de pick-and-place. Si la máquina es incapaz de recoger las piezas de manera sistemática o aferrarse a los componentes durante el transporte desde el alimentador de PCB, causará defectos. Un aumento en los defectos significa una disminución en la producción, con un costo a la compañía más dinero en un corto período de tiempo. Alimentador y la boquilla mantenimiento adecuado es crítico, especialmente con el crecimiento actual del mercado y los avances tecnológicos en equipos de SMT.

Boquilla de colocación es responsable de traer el componente SMT desde el alimentador a la PCB de forma segura, rápida y precisa.

A primera vista, el principio de la utilización de boquillas de presión de vacío y de precisión para permitir la colocación de componentes es básicas y directas. Es un proceso que se repite en cada tipo de equipo de montaje SMT. Hay cinco etapas distintas en el proceso de pick-and -place:

Picking: componentes SMT son retirados de un alimentador o la bandeja por una boquilla de vacío.

Negras: componentes se estabilizaron durante el movimiento rápido, mientras que la máquina detecta la alineación adecuada.

Transporte: componentes se transfieren desde la ubicación de recogida a la PCB para el montaje.

Colocación: componentes se reducen a su ubicación específica en la placa de circuito.

Estreno: componentes son liberados por la boquilla, que vuelve a la zona de picking para reiniciar el proceso.

Las boquillas son la primera y la última cosa que tocar todos los componentes colocados en un PCB. Pick-and- place boquillas pueden mover decenas de miles de piezas de cada hora (que comprende los componentes de una máquina de colocación por hora o habilitación CPH). Con tamaños de componentes electrónicos alcanzando proporciones microscópicas, los fabricantes de boquillas deben esforzarse para mantener las tolerancias de precisión y dimensiones exactas en sus diseños. Se requiere que estas boquillas para sujetar la pieza durante el transporte a la tarjeta mientras la

máquina está en movimiento y / o que gira a altas velocidades. La falta de mantenimiento de la boquilla adecuada y / o boquillas de baja calidad dará lugar a problemas de piezas, problemas de la máquina, y otros problemas de proceso.

Cinco Principales problemas de mantenimiento en el pick- and-place Machine

Cada etapa del proceso de colocación debe ser ejecutada varias veces sin fallo. Una revisión cuidadosa de estos procesos ha determinado los siguientes cinco temas principales asociados con el mantenimiento de la boquilla impropio y / o el uso de boquillas de baja calidad.

La pérdida de vacío. Pérdida de vacío puede ser responsable de algunos problemas, ya que puede evitar que la boquilla de recoger un componente desde el alimentador. También podría hacer que los componentes se desplacen en la boquilla durante el transporte. Una de las principales razones de la pérdida de potencia de menos de aspiración y de vacío es que la calidad de la boquilla no se mantiene durante el proceso de fabricación. La calidad y la estructura de la boquilla deben coincidir con el componente (s) que está diseñado para colocar. Otra cuestión relacionada con la pérdida de vacío es pobre lugar de entrega en el componente. Boquillas de baja calidad pueden causar fatiga adicional en el equipo pick-and -place como debe aclimatarse constantemente para mantener la eficiencia.

Boquillas cortos o desgastadas. Boquillas cortos o desgastadas acarrear problemas de recogida y pueden hacer que la parte que no sea incorporado correctamente en la goma de la soldadura. Cuando la parte no se coloca en la pasta de soldadura correctamente, no hay suficiente tensión superficial para sujetar la pieza mientras que la PCB se está moviendo. Partes cambiarán en el tablero. Uno de los beneficios de la monitorización longitud de la punta de la boquilla es que puede permitir el mantenimiento preventivo programado para evitar puntas de las boquillas de causar problemas de calidad.

Desgaste de la punta de la boquilla también puede causar menos vacío que se genera, lo que permite a las partes electrónicas caen o cambian durante el transporte. Nuevos avances en la cerámica, material de la EDS, y recubrimientos especiales permiten a los fabricantes de boquillas para el diseño de las boquillas con una excepcional durabilidad y resistencia, sobre todo en las condiciones extremas en las que trabajan.

Apegarse boquillas. Cuando se le pega la boquilla, que cambia drásticamente la altura a la que se presenta la boquilla. Hay algunas cosas que pueden hacer que esto suceda. Uno de los más destacados es la calidad del material utilizado para la fabricación de la boquilla. Con el tiempo, algunos plásticos y metales pueden deformarse, causando la boquilla para no encaja correctamente en su soporte. Esto da lugar a la adherencia de la boquilla durante la recolección, transporte, o etapas de colocación.

Más alto que la tasa de rechazo normal a la inspección. Las causas de las fallas mayores en la inspección SMT (visual, AOI o AXI) incluyen:

Componentes que no se presentaron a la boquilla en una posición coherente;

Mala iluminación de la boquilla de la degradación de los discos reflectantes o cara de la boquilla con el tiempo, los discos reflectantes sucios o la cara de la boquilla, o la mala calidad de los discos reflectantes o cara de la boquilla;

Altura de la boquilla es incorrecta;

Pegado boquillas de parte de altura establecida en el programa de forma incorrecta, boquillas desgastadas más allá de su tolerancia o tolerancias de longitud incorrectas en las boquillas.

Daño a los componentes y la placa de circuito (causados por ESD). Con el constante movimiento de las boquillas y los componentes, es posible construir cargas electrostáticas (ESD) en las puntas de las boquillas. Una vez liberado, este cargo puede

Figura 2. EDS durante el pick-and -place es una causa importante de daño.

Componentes electrónicos vitales daños que se colocan. La descarga electrostática es una de las principales causas de fallas del dispositivo en la industria electrónica y de semiconductores. Los fabricantes y usuarios de circuitos integrados (IC) deben tomar precauciones para evitar la EDS durante el proceso de pick-and -place. Fabricantes de boquillas también deben tomar precauciones por la investigación y el desarrollo de las boquillas que utilizan disipación electrostática (ESD también abreviado) Materiales.

La elección de un proveedor de la boquilla

OEM Equipo ya no son la única opción para las boquillas y los consumibles de SMT de alta calidad. Con tantos fabricantes de boquillas por ahí, puede ser difícil elegir el más adecuado. El mejor proceso es factorizar la relación precio- rendimiento. Elige un fabricante boquilla que ofrece productos de alta calidad a los precios más asequibles. Solicitar boquillas de muestra para realizar pruebas para garantizar que los productos funcionan tan bien o mejor que sus boquillas actuales. Considere los beneficios de garantía en piezas y proveedores que sirven para múltiples marcas y edades de los equipos, si usted tiene una línea mixta. Si el proveedor adecuado no es de origen antes de tiempo, montadores arriesgan tener que poner la producción en suspenso debido a los suministros pendientes de entrega.

Conclusión

Las boquillas tocan decenas de miles de componentes de cada hora. Son muy críticos con el proceso de pick-and -place. La necesidad de la boquilla preventiva apropiada

Figura 3. Un componente desechado.

Mantenimiento junto con el uso de boquillas de alta calidad es esencial. Mantenimiento adecuado de equipos de pick-and -place, boquillas y alimentadores puede salvar una empresa tiempo y dinero. Hay muchos problemas asociados con mal mantenimiento de equipo de colocación, especialmente boquillas. Algunos de estos problemas incluyen mispicking o extraviar componentes, cabeceo post- soldadura o componentes volteadas. Otros temas incluyen boquillas de fricción, componentes y daños a la placa de circuito, y mayores tasas de rechazo.

El proceso de pick-and -place es fundamental para una empresa de ensamblaje de productos electrónicos. Recuerde, una parada de la máquina que no se pueden colocar componentes SMT no pueden hacer dinero. Con medidas de mantenimiento preventivo adecuados combinados con boquillas de alta calidad de una fuente de confianza, mejores resultados se puede lograr en la línea de SMT.

Mantenimiento de la máquina de pick-and-place preventivas Esenciales

Cuando se trata de soluciones de automatización industrial avanzada, la máquina de pick-and-place es muy fiable y rentable . Sin embargo, debe proteger su inversión en pick-and-place máquinas para asegurarse de que siguen siendo seguros y eficientes, así como soportar a través de un ciclo de vida largo.

Aquí hay cinco tareas de mantenimiento que se deben realizar de forma rutinaria para evitar inoportunas pick-and-place averías de la unidad :

1. La realización de inspecciones rutinarias de seguridad

La principal preocupación de cualquier solución de automatización industrial, tales como máquinas de pick-and-place, es la seguridad.

Un programa interno de mantenimiento preventivo debe comenzar con una inspección y evaluación de los obstáculos del lugar de trabajo, cortinas de luz e interruptores de seguridad.

2. Limpie regularmente para prolongar la duración de ciclo esperado

Máquinas de pick-and-place de alta velocidad inherentemente tienen cargas de tensión significativos en los componentes mecánicos, habitualmente debido a las altas tasas de aceleración / deceleración. Para alcanzar la longevidad de sus unidades pick-and-place un objetivo debe ser reducir al mínimo las fuerzas de fricción para asegurar (o incluso ampliar) el ciclo de vida esperado de estas soluciones de automatización industrial.

La lubricación se utiliza a menudo para lograr este objetivo. La lubricación puede atrapar partículas y abrasivos. Una limpieza completa de la grasa y lubricantes abrasivo-atrapamiento acumulativa es crítico, antes de volver a la lubricación. Limpieza de una máquina de pick-and-place es muy similar a la limpieza de los motores o de cambiar el aceite en su coche. Hay que drenar el aceite viejo, porque los contaminantes en la unidad de pick-and-place acumulan con el tiempo.

3. Inspeccione las piezas en busca de desgaste o fatiga

Pinzas, dispositivos captadores de vacío y amortiguadores en las máquinas de pick-and-place se consideran componentes "perecederos". Esto es debido a las cargas de impacto y el contacto de fricción con las piezas manipuladas, así como altas tensiones causadas por las cargas de inercia y cambios rápidos en movimiento. Partes perecederos llevan la peor parte de una gran cantidad de fuerzas, llevando con el tiempo.

Las ventosas en las máquinas de pick-and-place deben tener sus superficies de contacto y paredes laterales inspeccionadas por desgaste o fatiga. Además, las pinzas se deben limpiar, vuelva a lubricar (en su caso) e inspeccionado para jugar mandíbula desgaste mediante un indicador. Generadores de vacío, así como el sistema de aire comprimido de entrada, deben tener los cambios de elementos de filtración en un horario predeterminado.

4. Inspeccione todos los aspectos eléctricos

Desde el punto de vista eléctrico de las máquinas de pick-and-place, los controladores montados en un panel deben tener su ventilación y filtración inspeccionadas para garantizar una refrigeración adecuada.

Del mismo modo, las conexiones de cable y pistas de cable deben ser inspeccionados para la fatiga o desgaste abrasivo, junto con la integridad de todas las conexiones eléctricas. Al realizar las inspecciones eléctricas de las unidades pick-and-place, este es un momento ideal para llevar a cabo también las actualizaciones de software y el registro de la vida de la batería relacionada con la memoria.

5. Llevar a cabo una evaluación final

Una vez que haya limpiado sus máquinas de pick-and-place y partes, junto con aspectos eléctricos y de seguridad inspeccionado, es necesario llevar a cabo una evaluación final de todo el sistema.

Su evaluación final de sus unidades de pick-and-place debería incluir la velocidad, la precisión y - lo más importante - la máquina de repetición sin error. Lo que usted es testigo durante su evaluación final debe ser anotado y registrado en los registros de la unidad pick-and-place con fines de tendencias.

Al seguir un programa de mantenimiento preventivo de rutina y metódico en sus máquinas de pick-and-place, a mejorar la eficiencia de fabricación globales que le ahorran tiempo y dinero en el largo plazo. Esto también garantiza la seguridad de sus trabajadores y de los procesos de producción sin problemas que producen productos de calidad para los clientes.

SMT (tecnología de montaje superficial) sistemas de colocación de componentes , comúnmente llamados pick-and-place máquinas o P & Ps, son robóticos máquinas que se utilizan para colocar de montaje en superficie de los dispositivos (DME) en una placa de circuito impreso (PCB). Se utilizan para la alta velocidad, alta precisión de la colocación de una amplia gama de componentes electrónicos, como condensadores , resistencias ,circuitos integrados en los PCBs que son a su vez utilizados en computadoras , electrónica de consumo, así como equipos industriales, médicos, automotriz, militar y de telecomunicaciones.

Funcionamiento 

El equipo de colocación forma parte de un equipo global más amplio que lleva a cabo los pasos programados específicas para crear una Asamblea PCB . Varios subsistemas trabajan juntos para recoger y correctamente colocar los componentes en el PCB. Estos sistemas normalmente utilizan neumáticos copas de succión , conectados a un trazador dispositivo similar para permitir que la copa para ser manipulado con precisión en tres dimensiones. Además, cada boquilla se puede girar de forma independiente.

Alimentaciones de componentes 

Componentes de montaje de superficie se colocan a lo largo de la parte delantera (y muchas veces la espalda) se enfrenta de la máquina. La mayoría de los componentes se suministran en papel o cinta de plástico, en rollos de cinta que se cargan en los comederos montados en la máquina. Grandes circuitos (CI) se suministran a veces dispuestos en bandejas que se apilan en un compartimiento. Más comúnmente CI se proporcionará en las cintas en lugar de bandejas o palos. Las mejoras en la tecnología de alimentador significan que formato de cinta se está convirtiendo en el método preferido de presentar piezas en una máquina de SMT.

Cinta transportadora 

A través de la mitad de la máquina hay una cinta transportadora, a lo largo de la cual viajan los PCB en blanco, y una PCB de sujeción en el centro de la máquina. El PCB se sujeta, y las boquillas de recoger los componentes individuales de los alimentadores / bandejas, girarlas a la orientación correcta y luego colocarlos en las almohadillas correspondientes en el PCB con las máquinas de gama alta precision.High puede tener múltiples transportadores para producir múltiples misma o de tipo diferente de productos de forma simultánea.

Inspección 

Como la pieza se realiza a partir de los alimentadores de piezas en cada lado de la cinta transportadora a la PCB, que es fotografiado desde abajo. Su silueta se inspecciona para ver si está dañado o falta (no fue recogido), y los errores de registro inevitables en camioneta se mide y compensa cuando se coloca la pieza. Por ejemplo, si la pieza se desplaza 0,25 mm y se gira 10 ° al recogerlo, el cabezal de recogida se ajustará la posición de colocación para colocar la pieza en la ubicación correcta. Algunas máquinas tienen estos sistemas ópticos en el brazo del robot y se pueden llevar a cabo los cálculos ópticos sin perder tiempo, lo que se consigue un factor de reducción de potencia inferior. Los sistemas ópticos de gama alta montados en las cabezas también se pueden utilizar para capturar los detalles de los componentes de tipo no estándar y guardarlos en una base de datos para uso futuro. Además de esto, el software avanzado está disponible para el control de la producción y la base de datos de interconexión - de la planta de producción a la de la cadena de suministro - en tiempo real.

Una cámara separada en la cabeza de pick-and-place retrata las marcas de referencia en el PCB para medir su posición sobre la cinta transportadora con precisión. Dos marcas de referencia, medida en dos dimensiones cada uno, generalmente colocados en diagonal, permiten la orientación de la PCB y la expansión térmica medirse y compensaron así. Algunas máquinas también son capaces de medir la cizalladura PCB mediante la medición de una tercera marca de referencia en el PCB.

Variaciones 

Para reducir al mínimo la distancia del pórtico de recogida tiene que viajar, es común tener varias boquillas con movimiento vertical independiente en un solo pórtico. Esto puede tomar varias piezas con un viaje a los alimentadores. Además, el software avanzado en las máquinas de nueva generación permite diferentes cabezas robóticas para trabajar independientemente uno de otro para aumentar aún más el rendimiento.

Los componentes se pueden adherir temporalmente a la PCB con la húmeda pasta de soldadura en sí, o mediante el uso de pequeñas gotas de una separada de adhesivo , aplicados por una máquina de dispensación de pegamento.

Años 1980 y 1990 

Durante este tiempo, una línea de montaje SMT típico emplea dos tipos diferentes de pick-and-place (P & P) las máquinas dispuestas en secuencia.

La junta despoblada fue alimentada a una máquina de colocación rápida. Estas máquinas, a veces llamados tiradores de chips, colocan principalmente de baja precisión, componentes de los paquetes simples, tales como resistencias y condensadores. Estas máquinas de P & P de alta velocidad se construyeron en torno a un solo diseño de torreta capaz de montar hasta dos docenas de estaciones. A medida que la torreta gira, las estaciones que pasan a la parte posterior de la máquina recogen partes de alimentadores de cinta montada en un carro móvil. A medida que la estación avanza alrededor de la torreta, que pasa a una estación óptica que calcula el ángulo en el que la parte fue recogido, permitiendo que la máquina para compensar la deriva. Entonces, como la estación alcanza la parte frontal de la torreta, la junta se mueve en la posición correcta, la boquilla se hace girar para poner la pieza en orientación angular adecuada, y la parte se coloca en el tablero. Tiradores típicos chips pueden, en condiciones óptimas, colocar un máximo de 53.000 piezas por hora, o casi 15 piezas por segundo.

Debido a que el PCB se mueve en lugar de la torreta, sólo piezas ligeras que no será soltado por el movimiento violento del PCB se pueden colocar de esta manera.

Desde la máquina de alta velocidad, la junta transita a una máquina de colocación de precisión. Estas máquinas de pick-and-place a menudo utilizan cámaras de alta resolución y verificación de los sistemas de ajuste fino a través de codificadores de alta precisión lineal en cada eje para colocar las piezas con mayor precisión que las máquinas de alta velocidad. Por otra parte, las máquinas de colocación de precisión son capaces de manejar las piezas más grandes o más de forma irregular, como los grandes circuitos integrados de paquetes o bobinas inductoras envasados y potenciómetros. A diferencia de los rápidos placeres, placeres de precisión en general no utilizan boquillas torreta montada y en su lugar se basan en una cabeza móvil pórtico soportado. Estos placeres de precisión dependen de cabezas de colocación con relativamente pocas boquillas de recogida. La cabeza a veces tiene un identificador de láser que escanea un marcador reflectante en la tarjeta de circuito impreso para orientar la cabeza a la junta. Las piezas se recogieron en los alimentadores de cinta o bandejas, escaneada por una cámara (en algunas máquinas), y luego se colocan en la posición correcta en el tablero. Algunas máquinas también se centran las partes en la cabeza con dos brazos que cerca del centro de la parte, la cabeza y luego gira 90 grados y los brazos cerca de nuevos al centro de la parte una vez más. El margen de error para algunos componentes es, en muchos casos, menos de la mitad de un milímetro (menos de 0,02 pulgadas). El proceso es un poco más lenta que la colocación rápida, lo que exige una cuidadosa línea de equilibrio cuando la creación de un puesto de trabajo, para que la colocación de la máquina de precisión se convierta en una producción cuello de botella . 

2000 hasta el presente 

Debido al alto costo de tener dos máquinas separadas para colocar las piezas, las limitaciones de velocidad de los tiradores de chips, y la falta de flexibilidad de las máquinas, los fabricantes de máquinas de componentes electrónicos abandonaron la técnica. Para superar estas limitaciones se movían a un modular todo-en-uno, multi-dirigido, y las máquinas multi-pórtico que podrían tener cabezas intercambiadas rápidamente en diferentes módulos en función del producto que se está construyendo a las máquinas con múltiples mini-torretas capaces de colocar la totalidad gama de componentes con velocidades teóricas de 136.000 componentes por hora.

2010 en adelante

Intercambio de cabezas en las máquinas de colocación necesarios más inventario de cabezas y repuestos relacionados sobre diferentes cabezales para minimizar el tiempo de inactividad. Máquina de Siemens Siplace SX tiene una cabeza de todo-en-uno que puede colocar los componentes que van desde 01.005 a 50 mm × 40 mm. Además de esto, hubo un nuevo concepto en el que el usuario puede pedir prestado el rendimiento durante los períodos pico. Hay un gran cambio en el enfoque de la industria en estos días, con más énfasis en las aplicaciones de software para el proceso. Con las nuevas aplicaciones como POP y la colocación de la oblea en el sustrato de la industria se está moviendo más allá de la colocación de componentes convencionales. Hay una gran diferencia en las necesidades de los usuarios de SMT. Para muchos, las máquinas de alta velocidad no son adecuadas debido al costo y la velocidad. Con los recientes cambios en el clima económico con el requisito para la colocación de SMT se enfoca en la versatilidad de la máquina para hacer frente a tiradas cortas y cambio rápido Esto significa que las máquinas de menor costo con sistemas de visión proporcionan una opción asequible para usuarios de SMT. Hay más usuarios de gama baja y máquinas de gama media que los sistemas de colocación de ultra rápidas.