A beültetési folyamat fontos lépése az alkatrészek elhelyezése a nyomtatott áramköri lapon, ami a felületszerelt alkatrészek (SMD) esetében egy automatizált Pick & Place géppel történik.
A Pick & Place gépek használata sokkal gyorsabb és pontosabb, mint a kézi beültetés.
Az ilyen gépek automatizált regisztrációval és szupergyors alkatrészelhelyezésre képesek, beépített ellenőrzésekkel, amelyek különböző kamerákat használnak.
Videó megtekintése – Pick & Place
Pick & Place
Ahhoz, hogy a Pick & Place gépünk alkatrésszel tudja ellátni a nyomtatott áramköri lapokat, szükségünk van némi előkészületre.
Először is feltöltjük a rajzolaton alapulómprogramot a Pick & Place gépre, a Mycronic Mycenter munkaállomásra, illetve a BOM-ot (Anyagjegyzék) és a CPL-t (Alkatrész elhelyezési lista).
A Pick & Place gépet a már korábban adagolókba töltött alkatrészekkel is ellátjuk.
A nyomtatott áramköri lapokat forrasztópasztával nyomtatjuk, és a paszta felvitelt automatikus forraszpaszta ellenőrző géppel (SPI) vizsgáljuk.
A felületszerelt alkatrészek általában szalag, cső vagy tálca formátumban érkeznek.
A szalagos alkatrészekhez adagolókat (feeder) használunk. Különböző méretű adagolókat a különböző szélességű szalagokhoz.
Az adagoló tárban van egy kis csap, amely a szalagot a következő pozícióba indexeli, hogy a következő alkatrészt felvehesse.
A csövek egy “rázóba” kerülnek, amely a csőben lévő alkatrészt előre rázza a megfelelő felvételi pozícióba.
Végül, a tálcák külső méretei rögzítettek, de a belső elrendezés az alkatrész alapján változhat. Gépeink egyszerre akár 8 ilyen tálcát is képesek kezelni.
Egy MY300 gép összesen 10 tárhelyet tartalmaz. Ha mindegyiket 8 mm-es szalagos alkatrészekkel használjuk, akkor 160 különböző alkatrész ültethető egy gépen.
Ez az elméleti maximum, a kiválasztott alkatrésztípusoktól függően egy tipikus PCB esetében körülbelül 90-100 egyedi alkatrészt ültetünk egy gépen.
Pick & Place gépeink egy sorba illeszthetőek, ezért ha több egyedi ültetésre van szükség egy PCB-re, akkor két összekapcsolt Pick & Place géppel rendelkező sorral megduplázhatjuk ezt a számot.
Minden adagoló, cső és tálca azonosító chippel és vonalkóddal van ellátva.
Az alkatrészek egyedi azonosító vonalkódot kapnak, amely számos információt tartalmaz az alkatrészről, beleértve a gyártói cikkszámot (MPN), a mennyiséget és a méretet, valamint egyéb geometriai és elektromos információkat.
Az alkatrészek és adagolók vonalkódjai az alkatrész összeállítási (kitting) folyamat során összekapcsolódnak. Ezeket az alkatrészeket bárhol elhelyezhetjük a gépeken, az adagolóban lévő chip megmondja a gépnek, hogy melyik alkatrész hol van.
A beültetés pontossága alapvető fontosságú. A Pick & Place gép 3 referenciapontot használ a panel helymeghatározásához és az orientáció megállapításához.
Amennyiben több egyedi kártya van egy panelen, akkor minden egyes egyedi kártyának saját fiduciálisa van. A fiduciálisok optikai referenciapontok, amelyeket minden egyes PCB rézrétegébe maratásra kerülnek.
A Pick & Place gép egyfejes és többfejes ültetővel rendelkezik. Az egyedülálló fej lassabb, de különböző formájú és nehéz alkatrészeket képes felvenni.
A többfejű ültető egyszerre 8 alkatrészt képes felvenni és így gyorsabban ülteti azokat.
Mérnökeink az alkatrészek alakja és súlya alapján választják ki a megfelelő felszedőfejet, és a gép a beültetési folyamat során automatikusan követi ezeket az utasításokat.
Az alkatrész felvétele után a MY300 optikai központosító kamerája képet készít az alkatrészről, miközben azt a beültetési terület felé mozgatja.
A Pick & Place gép ezután automatikusan azonosítja az alkatrész kivezetéseit, méreteit, forgását és a CAD program X és Y koordinátái által meghatározott megfelelő pozícióba helyezi az alkatrészt.
A Pick & Place gép képes az alkatrész ellenállását, kapacitását és induktivitását is mérni “menet közben”.
Ezek a mérések kissé lassítják a folyamatot, de növelik a pontosságot és így elkerülhetők a hibák, ami kritikus pont prototípus gyártásakor.
Abeültetési folyamat során a Pick & Place gép különböző logokat készít, amelyekmkésőbb elemezhetők.
Ezek a logok rengeteg információt tartalmaznak, többek között a beültetési időt, a sebességet, a felszedési hibákat, az elhelyezési hibákat, a fejhasználatot, sőt még a adagolási információkat és a géphibákat is ellenőrizhetjük. A Pick & Place gép minden egyes megrendeléshez használt programot is regisztrálja.
A leggyakoribb hiba az azonosítási hiba, amikor a gép nem tudja azonosítani alulról az alkatrészt a kamera segítségével. A sikerességi arányt fénybeállításokkal vagy az alkatrész újratanításával tudjuk javítani a gépnek.
Előfordul, hogy az alkatrészek elakadnak az adagolókban vagy a csövekben, így a gép nem tudja felvenni őket. Ilyenkor kézzel kell eltávolítanunk az alkatrészeket, és beállítanunk az alkatrészadagolást, hogy a gép újra fel tudja venni.
Hibákat kapunk akkor is, ha nem a megfelelő felvevőfejet választjuk ki, vagy ha a gép nem észleli a fiduciálisokat. Gépkezelőink feladata az ilyen jellegű hibák megoldása.
Néhány akatrész esetében a beültetés általunk nem lehetséges, vagy amelyek speciális figyelmet igényelnek:
- Minimális átlépés: Alapvetően min. 0.40 mm átlépéssel rendelkező alkatrészek beültetését vállaljuk. Ennél kisebb étlépés esetén alkatrészenként kell kiértékelnünk a beültetési lehetőségeket.
- Speciális alkatrészek – speciális szerszámok: Speciális alkatrészek speciális szerszámokat igényelnek, mint például a lencsés LED-ek, speciális csatlakozók, peremcsatlakozók, MELF-alkatrészek, stb. Prototípusgyártás esetén hatékonyabb lehet az ilyen alkatrészek kézzel történő beültetése.
- Minimális szalaghossz – extra alkatrészek szükségesek: A szalagszélességnek legalább 8 mm-nek kell lennie, és legalább 50 mm-re van szükségünk ahhoz, hogy a szalagot az adagolóba toljuk. A cső- és tálcás alkatrészek esetében nincsenek ezek a korlátozások. Kisebb alkatrészeknél 1212-ig legalább 10 extra alkatrészre van szükségünk a szalagon, más alkatrészeknél 1 extra darabra.
Előfordul, hogy a Pick & Place gép elutasítja az alkatrészeket, ennek oka számos tényező lehet, többek között a helytelen felszedés, a rossz vákuum, az elhelyezőfej túlzott gyorsulása vagy a hibás azonosítás.
A Pick & Place gépnek van egy tárolója, ahová ezeket a feltételezhetően rossz vagy nem azonosított alkatrészeket dobja.
Előfordul, hogy az alkatrészek mozgás közben leesnek és elvesznek a gépben, mérnökeink a tapasztalatok alapján megpróbálják optimalizálni a Pick & Place programokat az ilyen hibák elkerülése érdekében.
