SMT-Düsen
Heute möchte ich Ihnen die Düsenmaßkontrolle in der systematischen Feeder-Kontrolle vorstellen. Wir beginnen mit Fallstudien zu tatsächlichen düsenbezogenen Feeder-Problemen und besprechen dann den Verbesserungsplan für den gesamten Prozess.
Zunächst müssen wir erklären, welche Rolle die Düse in der Bestückungsmaschine spielt.
Die Düse ist beispielsweise wie unsere Hand - sie ist der einzige Kontaktpunkt zwischen den Bauteilen und der Ausrüstung. Die Stärke und Stabilität des Griffs bestimmen direkt, ob Bauteile reibungslos auf der Platine platziert werden können.
Selbst geringfügige Probleme mit der Düse, wie z. B. eine Verformung von 0,05 mm oder eine Verstopfung von 0,1 mm, können die Saugkraft sofort verringern und dazu führen, dass Bauteile herunterfallen.
Laut Branchen-Whitepapers machen Düsenprobleme 35 % bis 45 % aller Feeder-Probleme aus, was sie zu einem kritischen Bereich macht, der besondere Aufmerksamkeit erfordert.
Als Nächstes besprechen wir die häufigen Probleme, die mit Düsen auftreten und zu Feeder-Problemen führen können.
Ich habe sieben Kategorien häufiger Probleme zusammengefasst, die ich anhand der tatsächlichen Situation in SMT-Werkstätten im Detail erläutern werde.
Fall 1. Verformung des Saugmunds
Vereinfacht ausgedrückt, ist die Düse verbogen oder eingedellt.
Es gibt Lücken, wenn sie zum Material passt.
Wenn das Vakuum nicht dicht ist, ist die Adsorption instabil.
Als wir zuvor 0402-Widerstände produzierten,
Und ein paar Maschinen gingen von 0,05 Prozent auf 3 Prozent.
Und es stellte sich heraus, dass es die Spritzen 3, 4 und 5 waren.
Der Kopf war um 0,12-0,18 mm verbogen,
Der Spalt zwischen den Widerständen überschreitet den Standard.
Die Saugkraft ist nur halb so stark.
Es fällt einfach ab, wenn man sich bewegt.
Was die Ursache für die Verformung betrifft, so ist vielleicht der Locator-Pin der Feeder abgenutzt, vielleicht befindet sich das Zuführband nicht an der richtigen Stelle und die Düse stößt beim Aufnehmen von Material gegen die Schiene.
Es könnte auch sein, dass die Düse einfach zu weich ist.
Fall 2. Verstopfte Saugnäpfe
Der Luftweg war durch Lötzinnstaub und andere Ablagerungen blockiert,
wodurch sich der Luftdurchgang verengte.
Infolgedessen wurde der Vakuumzustand langsam aufgebaut,
und die Hochgeschwindigkeitsaufnahme konnte nicht mithalten.
Bei der Herstellung von 0201-Chipkondensatoren zuvor,
Düse Nr. 7 meldete häufig Erkennungsfehler.
Bei der Demontage stellten wir fest, dass der Luftweg mit gelb-braunem Schmutz gefüllt war.
Die ursprüngliche 0,8-mm-Öffnung war auf nur etwa 0,3 mm blockiert,
und die Luftstromgeschwindigkeit betrug weniger als die Hälfte des Standards.
Dies lag daran, dass das restliche Lot nicht rechtzeitig gereinigt wurde,
übermäßiger Staub in der Werkstatt und die unvernünftige Gestaltung des Düsenluftwegs,
was es Verunreinigungen ermöglichte, sich im Inneren anzusammeln.
Ein weiterer wichtiger Grund war, dass die Düsenreinigungsfrequenz nicht den Anforderungen der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen entsprach.
Fall 3.Düsenschaden
Wenn die Düse Risse oder Lücken aufweist, entweicht nicht nur das Vakuum, sondern es können auch die Leitungen der Bauteile zerkratzt werden.
Die vorherige Produktion von 1206-Kondensatoren hatte eine Ausschussrate von 8 %,
und viele der Kondensatorleitungen waren beschädigt.
Allein durch Betrachten des Randes der Düse gibt es feine Risse mit einer Tiefe von 0,15-0,2 mm,
und die Vakuumleckrate beträgt mehr als 30 %.
Dies ist hauptsächlich auf die Grate am Rand des Materialstreifens zurückzuführen.
Wenn die Düse das Material aufnimmt, reibt sie daran.
Die Luftfeuchtigkeit in der Werkstatt ist zu hoch und die Düse ist korrodiert.
Fall 4. Ungeeignetes Düsenmodell
Die Verwendung von Düsen mit großem Durchmesser für kleine Bauteile führt zu Materialabweichungen,
während die Verwendung von Düsen mit kleinem Durchmesser für große Bauteile zu unzureichender Saugkraft führt.
Zuvor verwendete jemand 1206-Düsen, um 0603-Kondensatoren aufzunehmen,
was zu einer Materialausschussrate von 8 % führte.
Die Kondensatoren konnten entweder nicht aufgenommen oder während der Montage 0,2-0,5 mm versetzt platziert werden.
Dies lag daran, dass die Programmkonfiguration nicht der Düsen-Material-Zuordnungstabelle folgte.
Obwohl beide Düsentypen auf Lager waren,
erschwerte schlechtes Management das Auffinden des richtigen Düsentyps, was zu Abweichungen von der Zuordnungstabelle in der Verarbeitung führte.
Fall 5. Übermäßiger Verschleiß der Düse
Nach langer Nutzungsdauer wird die Düse rau,
und sie kann nicht eng am Material anhaften.
Sie zerkratzt auch das Material.
Die Ausbeute von QFP44-Chip-Verpackungen beträgt 8 %.
Die Stiftkratzrate beträgt 5 %. Beim Öffnen der Düse,
ist die Innenwand voller Kratzer.
Die Oberflächengüte liegt weit über dem Standard,
und die Saugkraft ist instabil und variiert von stark bis schwach.
Dies liegt daran, dass die Düse nicht entsprechend ihrer Nutzungsfrequenz gewechselt wurde;
sie bestand immer noch aus gewöhnlichem Wolframstahl, der nicht verschleißfest ist.
es gab keine täglichen Überprüfungen der Oberflächenrauheit.
Fall 6. Verunreinigung der Düsenoberfläche
Die Düsenoberfläche war mit Öl und Fett verunreinigt,
wodurch Lücken zwischen dem Flussmittel und den Materialien entstanden.
Dies verursachte nicht nur Vakuumlecks, sondern klemmte auch Materialien fest.
Zuvor, während der 0201-Widerstandsproduktion,
wurde die Düse vor dem Dauerbetrieb nicht gereinigt,
was zu einer Materialverlustrate von 6 % führte.
30 % der Bauteile blieben nach der Platzierung an der Düse haften.
Die Inspektion ergab Rückstände von 0,025-0,03 mm Dicke auf der Düsenoberfläche,
wodurch der Kontaktwinkel zwischen Materialien und Düse die Standards mit erheblicher Haftkraft überschritt.
Dies lag daran, dass nach der Produktion nicht rechtzeitig gereinigt wurde,
die Verwendung von gewöhnlichem Baumwolltuch zum Abwischen, das Fasern hinterließ. Zusätzlich,
kontaminierte Z-Achsen-Schmiermittel, das aus der Ausrüstung austrat, die Düse.
Fall 7. Schlechte Passform zwischen Düse und Saugstange
Der Spalt zwischen Düse und Saugstange ist zu groß,
oder es befinden sich Verunreinigungen im Inneren der Saugstange.
Das Vakuum entweicht aus der Verbindung,
was zu einer unzureichenden tatsächlichen Saugkraft der Düse führt.
Nach dem Austausch der 0402-Induktivitätsdüse zuvor,
betrug die Materialausschussrate von Düse 2 9 %.
Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass die Saugkraft unzureichend war.
Beim Zerlegen der Saugstange,
war sie voller Metallabfälle.
Das Passspiel liegt ebenfalls außerhalb des Standards.
Die Saugkraft sinkt von der Saugstangeneintrittsöffnung bis zum Düsenende um die Hälfte,
da die Saugstange vor dem Austausch der Düse nicht gereinigt wurde,
und die Saugstange abgenutzt ist.
Das Gerät hat nicht erkannt, ob die Düse richtig installiert war.
Nachdem wir diese Probleme angegangen sind.
Sie fragen sich wahrscheinlich.
Was ist die Lösung?
Als Nächstes führe ich Sie durch ein umfassendes Verbesserungsprogramm.
Von der Erkennung der Reinigungsersatzkonstruktion bis zur Schulung von Inventarmanagern.
Ich werde Ihnen alles erklären.
Inspektion der Stufe 1
Wird vom Bediener jeden Tag vor der Produktion durchgeführt.
Betrachten Sie das Aussehen mit einer 20-fachen Lupe, um festzustellen, ob Probleme vorliegen.
Messen der Saugkraft mit einem Vakuummeter
Das Spiel darf 0,03 mm nicht überschreiten.
Inspektion der Stufe 2
Wird vom Techniker jede Woche durchgeführt.
Messen der Oberflächenrauheit mit professionellen Instrumenten.
TIPAP (Tracheal Intubation Performance Assessment).
Stellen Sie sicher, dass die Oberflächenrauheit kleiner oder gleich 0,5 Mikrometern ist.
Der Ebenheitsfehler ist kleiner oder gleich 0,01 mm.
Inspektion der Stufe 3
Wird monatlich von Ingenieuren unter Verwendung des Werkstattprogramms und der Daten aus dem MES-System durchgeführt.
Die Düsenleistung und -lebensdauer werden bewertet,
wobei die Materialausschussrate kleiner oder gleich 0,1 % sein muss,
und die verbleibende Lebensdauer nicht unter 10 % liegen darf.
Wo es die Bedingungen zulassen, wurden vollautomatische Düsenreinigungsmaschinen eingeführt,
die in der Lage sind, 50 Düsen gleichzeitig zu reinigen.
Diese Maschinen können automatisch Düsen verschiedener Spezifikationen aufnehmen.
Der Reinigungsprozess umfasst zunächst die Ultraschallreinigung,
gefolgt von Hochdrucksprühen und schließlich Heißlufttrocknung.
Nach der Reinigung wird eine automatische Inspektion mit Industriekameras zur Sichtprüfung durchgeführt,
Vakuummessgeräten zur Saugkraftmessung,
und Luftstrommessern zur Luftwegprüfung.
Die Daten werden direkt in das MES-System hochgeladen,
und nur qualifizierte Düsen können verwendet werden,
während unqualifizierte für die weitere Verarbeitung sortiert werden.
In Bezug auf den Düsenwechsel und die Designoptimierung,
benötigen verschiedene Materialien unterschiedliche Düsen,
und wir können uns nicht mehr mit zufälligen Auswahlen begnügen.
Für kleine Bauteile wie 0201 und 0402,
verwenden wir Düsen aus Titanlegierung mit Diamantbeschichtung,
die alle 45 Tage oder nach 30.000 Einsätzen ausgetauscht werden müssen,
wenn der Verschleiß 0,01 mm überschreitet.
Für gewöhnliche Bauteile wie 0603 und 0805,
verwenden wir Wolframstahldüsen mit TN-Beschichtung,
die alle 60 Tage oder nach 50.000 Einsätzen ausgetauscht werden,
wenn der Verschleiß 0,02 mm überschreitet oder die Ausschussrate 0,8 % erreicht.
Für große Bauteile wie QFP und BGA,
verwenden wir Düsen aus Titanlegierung mit elastischen Silikonkontakten,
die monatlich oder nach 20.000 Einsätzen ausgetauscht werden,
wenn die Kontaktverformung 0,05 mm überschreitet oder die Stiftkratzrate 1 % erreicht.
Zu den Designverbesserungen gehören konische Luftwege,
bogenförmige Einlassübergänge und abnehmbare Filter.
Die Ablagerungen sind weniger wahrscheinlich, sich anzusammeln, und der Luftstrom ist gleichmäßiger.
Kleine Bauteildüsen verfügen über ringförmige Saugnuten,
wodurch die Saugfläche um 25 % vergrößert wird.
Große Bauteildüsen verwenden dreipunktige elastische Kontakte für eine bessere Abdichtung,
und wir haben ein Design mit universellen Körpern und abnehmbaren Spitzen entwickelt.
Die Anzahl der Düsentypen wurde von 15 auf 5 reduziert,
wodurch die Lagerkosten um 60 % gesenkt wurden.
Die Düsensuche ist viel bequemer geworden,
zusammen mit einer verbesserten Bestands- und Rückverfolgbarkeitsverwaltung.
Wir gravieren QR-Codes auf jede Düse, die Informationen wie Modell enthält,
Gerätenummer und Beschaffungslos.
Von der Lagerung bis zur Wartung ist der gesamte Prozess nachvollziehbar.
Wir müssen uns keine Sorgen mehr über verlorene oder gemischte Düsen machen.
Für die Bestandsverwaltung werden intelligente Regale mit Gewichtssensoren und Infrarotsensoren verwendet, die automatisch vor niedrigem Bestand warnen.
Monatliche Inventurprüfungen können durch Scannen von Codes durchgeführt werden,
wobei Abweichungen innerhalb von 0,5 % kontrolliert werden.
Auch die Personalschulung ist von entscheidender Bedeutung,
mit unterschiedlichen Schulungsinhalten für Bediener, Techniker und Ingenieure.
Bediener müssen lernen, wie man Düsen inspiziert und Reinigungsmaschinen bedient.
Techniker müssen wissen, wie man Düsen repariert und Parameter anpasst.
Ingenieure müssen Daten analysieren und Lösungen optimieren.
Sie fragen sich vielleicht, wie effektiv diese Maßnahmen sein werden, sobald sie umgesetzt werden.
Lassen Sie mich Ihnen einige verbesserte Daten mitteilen:
Die durchschnittliche Ausschussrate für die Düse liegt zwischen 0,08 und 0,1 Prozent. Die Rate ist nach der Reform auf zwischen 0,05 % und 0,08 % gesunken, ein Rückgang von 50 %.
Die Düsenlebensdauer hat sich von 1-2 Monaten auf 2-4 Monate verdoppelt.
Die automatische Reinigungsdurchlaufquote kann 99,2 % bis 99,5 % erreichen,
während die Düsenverlustrate von 0,5 % bis 1,0 % auf 0,05 % bis 0,1 % gesunken ist.
Auch die Arbeitskosten für die Düsenverwaltung wurden um 80 % gesenkt.
Die Arbeitskosten für die Verwaltung der Saugnäpfe sanken ebenfalls um 80 Prozent. Früher brauchte man fünf Leute, um sie jede Woche zu wechseln, aber jetzt kann es eine Person tun.
Natürlich ist die Verbesserung keine einmalige Lösung.
Wir führen monatlich technische Analysen durch, überprüfen Daten,
und gehen auf häufig auftretende Probleme ein.
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