SMT-Düsenmanagement

Heute möchte ich mit Ihnen die Düsenmaßkontrolle in der systematischen Zuführungssteuerung besprechen. Wir beginnen mit Fallstudien zu tatsächlichen düsenbezogenen Zuführungsproblemen und diskutieren dann den Verbesserungsplan für den gesamten Prozess.

Zuerst müssen wir erklären, welche Rolle die Düse in der Bestückungsmaschine spielt.

Zum Beispiel ist die Düse wie unsere Hand – sie ist der einzige Kontaktpunkt zwischen den Komponenten und der Ausrüstung. Die Stärke und Stabilität des Griffs bestimmen direkt, ob Komponenten reibungslos auf der Platine platziert werden können. Selbst geringfügige Probleme mit der Düse, wie z. B.0,05 mm Verformung oder0,1 mm Verstopfung, können sofort die Saugkraft reduzieren und dazu führen, dass Komponenten herunterfallen.

Laut Branchen-Whitepapers machen Düsenprobleme 35% bis 45% aller Zuführungsprobleme aus, was sie zu einem kritischen Bereich macht, der besondere Aufmerksamkeit erfordert.

Als Nächstes wollen wir die häufigsten Probleme besprechen, die bei Düsen auftreten und zu Zuführungsproblemen führen können.

Ich habe sieben Kategorien von häufigen Problemen zusammengefasst, die ich detailliert anhand der tatsächlichen Situation in SMT-Werkstätten erläutern werde.

Einfach ausgedrückt ist die Düse verbogen oder eingedellt. Es gibt Lücken, wenn sie auf das Material passt. Wenn das Vakuum nicht dicht ist, ist die Adsorption instabil. Als wir zuvor 0402-Widerstände produzierten, stiegen einige Maschinen von 0,05 Prozent auf 3 Prozent. Und es stellte sich heraus, dass es die 3., 4. und 5. Spritzen waren. Der Kopf war um 0,12-0,18 mm verbogen, der Spalt zwischen den Widerständen überschritt den Standard. Die Saugkraft war nur halb so stark. Sie fiel einfach ab, wenn man sich bewegte. Als Grund für die Verformung kann der Locator-Pin des Zuführers abgenutzt sein, das Zuführband kann nicht richtig positioniert sein und die Düse stößt beim Aufnehmen des Materials gegen die Schiene. Es kann auch sein, dass die Düse einfach zu weich ist.

Die Luftleitung war durch Lötpastenstaub und andere Ablagerungen blockiert, wodurch sich der Luftdurchgang verengte. Infolgedessen wurde der Vakuumzustand langsam erreicht und die Hochgeschwindigkeitsaufnahme konnte nicht mithalten. Bei der Produktion von 0201-Chipkondensatoren meldete die Düse Nr. 7 häufig Erkennungsfehler. Nach der Demontage fanden wir die Luftleitung mit gelbbraunem Schmutz gefüllt. Die ursprüngliche 0,8 mm Öffnung war auf nur etwa 0,3 mm verstopft, und die Luftstromgeschwindigkeit betrug weniger als die Hälfte des Standards. Dies lag an der nicht rechtzeitigen Reinigung von Lötpastenresten, übermäßigem Staub in der Werkstatt und dem unvernünftigen Design der Düsenluftleitung, das die Ansammlung von Verunreinigungen im Inneren ermöglichte. Ein weiterer wichtiger Grund war, dass die Reinigungsfrequenz der Düse den Bedürfnissen unterschiedlicher Umgebungsbedingungen nicht gerecht wurde.

Wenn die Düse Risse oder Lücken aufweist, leckt sie nicht nur Vakuum, sondern kann auch die Anschlüsse der Komponenten zerkratzen. Die vorherige Produktion von 1206-Kondensatoren hatte eine Ausschussrate von 8%, und viele der Kondensatoranschlüsse waren beschädigt. Allein am Rand der Düse gibt es feine Risse mit einer Tiefe von 0,15-0,2 mm, und die Vakuumleckrate beträgt mehr als 30%. Dies liegt hauptsächlich an den Graten am Rand des Materialstreifens. Wenn die Düse das Material aufnimmt, reibt sie daran. Die Luftfeuchtigkeit in der Werkstatt ist zu hoch und die Düse korrodiert.

Die Verwendung von Düsen mit großem Durchmesser für kleine Komponenten verursacht Materialabweichungen, während die Verwendung von Düsen mit kleinem Durchmesser für große Komponenten zu unzureichender Saugkraft führt. Zuvor verwendeten einige 1206-Düsen, um 0603-Kondensatoren aufzunehmen, was zu einer 8% Materialausschussrate führte. Die Kondensatoren konnten entweder nicht aufgenommen werden oder wurden während der Montage 0,2-0,5 mm außerhalb der Position platziert. Dies lag daran, dass die Programmkonfiguration der Düsen-Material-Zuordnungstabelle nicht folgte. Obwohl beide Düsentypen auf Lager waren, erschwerte ein schlechtes Management das Auffinden des richtigen Düsentyps, was zu Abweichungen von der Zuordnungstabelle bei der Verarbeitung führte.

Nach langer Nutzungsdauer wird die Düse rau und haftet nicht mehr eng am Material. Sie zerkratzt auch das Material. Die Ausbeute bei der Verpackung von QFP44-Chips beträgt 8%. Die Rate der Pin-Kratzer beträgt 5%. Beim Öffnen der Düse ist die Innenwand voller Kratzer. Die Oberflächengüte liegt weit über dem Standard und die Saugkraft ist instabil, schwankt zwischen stark und schwach. Dies liegt daran, dass die Düse nicht entsprechend ihrer Nutzungshäufigkeit gewechselt wurde; sie bestand immer noch aus gewöhnlichem Wolframstahl, der nicht verschleißfest ist. Es gab keine täglichen Prüfungen der Oberflächenrauheit.

Die Düsenoberfläche war mit Öl und Fett verschmutzt, was zu Lücken zwischen dem Flussmittel und den Materialien führte. Dies verursachte nicht nur Vakuumleckagen, sondern auch klebende Materialien. Zuvor, bei der Produktion von 0201-Widerständen, wurde die Düse vor dem kontinuierlichen Betrieb nicht gereinigt, was zu einer 6% Materialverlustrate führte. 30% der Komponenten blieben nach der Montage an der Düse haften. Die Inspektion ergab 0,025-0,03 mm dicke Rückstände auf der Düsenoberfläche, was dazu führte, dass der Kontaktwinkel zwischen den Materialien und der Düse die Standards mit erheblicher Haftkraft überschritt. Dies lag an der fehlenden rechtzeitigen Reinigung nach der Produktion, der Verwendung von gewöhnlichem Baumwolltuch zum Abwischen, das Fasern hinterließ. Zusätzlich kontaminierte Z-Achsen-Schmierstoffaustritt aus der Ausrüstung die Düse.

Der Spalt zwischen Düse und Saugstange ist zu groß oder es befinden sich Verunreinigungen in der Saugstange. Das Vakuum entweicht aus der Verbindung, was zu einer unzureichenden tatsächlichen Saugkraft der Düse führt. Nach dem Austausch der 0402-Induktor-Düse betrug die Materialausschussrate der Düse Nr. 2 9%. Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass die Saugkraft unzureichend war. Beim Zerlegen der Saugstange war sie voller Metallspäne. Der Passungsabstand liegt ebenfalls außerhalb des Standards. Die Saugkraft sinkt vom Eingang der Saugstange zum Ausgang der Düse um die Hälfte, da die Saugstange vor dem Austausch der Düse nicht gereinigt wurde und die Saugstange abgenutzt ist. Die Ausrüstung hat nicht erkannt, ob die Düse richtig installiert war.

Nachdem diese Probleme angesprochen wurden. Sie fragen sich wahrscheinlich. Was ist die Lösung?

Als Nächstes führe ich Sie durch ein umfassendes Verbesserungsprogramm. Von der Erkennung über die saubere Austauschgestaltung bis hin zur Schulung von Lagerverwaltern. Ich werde Ihnen alles erklären.

Wird vom Bediener täglich vor der Produktion durchgeführt. Betrachten Sie das Aussehen mit einer 20-fachen Lupe, um festzustellen, ob Probleme vorliegen. Messung der Saugkraft mit einem Vakuummeter. Der Spalt darf nicht überschreiten 0,03 mm.

Wird vom Techniker wöchentlich durchgeführt. Messung der Oberflächenrauheit mit professionellen Instrumenten. TIPAP (Tracheal Intubation Performance Assessment). Sicherstellen, dass die Oberflächenrauheit kleiner oder gleich 0,5 Mikrometer ist. Der Ebenheitsfehler ist kleiner oder gleich 0,01 mm.

Wird monatlich von Ingenieuren unter Verwendung des Shopfloor-Programms 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% liegt. Wo es die Bedingungen zulassen, wurden vollautomatische Düsenreinigungsmaschinen eingeführt, die 50 Düsen gleichzeitig reinigen können. Diese Maschinen können Düsen verschiedener Spezifikationen automatisch aufnehmen. Der Reinigungsprozess umfasst zunächst eine Ultraschallreinigung, gefolgt von einer Hochdrucksprühung und schließlich einer Heißlufttrocknung. Nach der Reinigung erfolgt eine automatische Inspektion mit Industriekameras zur Aussehensprüfung, Vakuummessgeräten zur Saugkraftmessung und Luftstrommessern zur Prüfung der Luftdurchgänge. Die Daten werden direkt in das MES-System hochgeladen, und nur qualifizierte Düsen dürfen verwendet werden, während nicht qualifizierte zur weiteren Verarbeitung sortiert werden. Bezüglich des Düsenersatzes und der Designoptimierung erfordern unterschiedliche Materialien unterschiedliche Düsen, und wir können uns nicht mehr mit zufälligen Entscheidungen begnügen. Für kleine Komponenten wie 0201 und 0402 verwenden wir Düsen aus Titanlegierung mit Diamantbeschichtung, die alle 45 Tage oder nach 30.000 Anwendungen ersetzt werden, wenn der Verschleiß 0,01 mm überschreitet. Für gewöhnliche Komponenten wie 0603 und 0805 verwenden wir Düsen aus Wolframstahl mit TN-Beschichtung, die alle 60 Tage oder nach 50.000 Anwendungen ersetzt werden, wenn der Verschleiß 0,02 mm überschreitet oder die Ausschussrate 0,8% erreicht. Für große Komponenten wie QFP und BGA verwenden wir Düsen aus Titanlegierung mit elastischen Silikonkontakten, die monatlich oder nach 20.000 Anwendungen ersetzt werden, wenn die Kontaktnachgiebigkeit 0,05 mm überschreitet oder die Pin-Kratzerrate 1% erreicht. Designverbesserungen umfassen konische Luftkanäle, bogenförmige Einlaufübergänge und abnehmbare Filter. Ablagerungen sammeln sich weniger wahrscheinlich an und der Luftstrom ist gleichmäßiger. Düsen für Kleinteile verfügen über ringförmige Saugrillen, die die Saugfläche um 25% erhöhen. Düsen für Großteile 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, was die Lagerkosten um 60% senkt. Die Düsensuche ist viel einfacher geworden, zusammen mit einer verbesserten Lager- und Rückverfolgbarkeitsverwaltung. Wir gravieren QR-Codes auf jede Düse, die Informationen wie Modell, Gerätenummer und Beschaffungscharge enthalten. Von der Lagerung bis zur Wartung ist der gesamte Prozess rückverfolgbar. Wir müssen uns keine Sorgen mehr um verlorene oder vermischte Düsen machen. Intelligente Regale mit Gewichtssensoren und Infrarotsensoren werden für die Lagerverwaltung verwendet und warnen automatisch bei niedrigem Lagerbestand. Monatliche Inventurprüfungen können durch Scannen von Codes durchgeführt werden, wobei Abweichungen innerhalb von 0,5% kontrolliert werden. Die Personalschulung ist ebenfalls entscheidend, 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 einstellt. Ingenieure müssen Daten analysieren und Lösungen optimieren.

Sie fragen sich vielleicht, wie effektiv diese Maßnahmen nach ihrer Umsetzung sein 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 0,05% bis 0,08% gesunken, eine Reduzierung um 50%. Die Lebensdauer der Düse hat sich von 1-2 Monaten auf 2-4 Monate verdoppelt. Die automatische Reinigungsquote kann 99,2% bis 99,5% erreichen, während die Düsenverlustrate von 0,5% bis 1,0% auf 0,05% bis 0,1% gesunken ist. Die Arbeitskosten für das Düsenmanagement sind ebenfalls um 80% gesunken. Die Arbeitskosten für die Verwaltung der Saugbecher sind ebenfalls um 80 Prozent gesunken. Früher brauchten fünf Leute, um sie jede Woche zu wechseln, jetzt kann es eine Person tun. Natürlich ist Verbesserung keine einmalige Lösung. Wir führen monatlich technische Analysen durch, überprüfen Daten und beheben häufig auftretende Probleme. Vierteljährlich vergleichen wir uns mit großen Unternehmen wie Huawei und Foxconn, lernen von ihren fortschrittlichen Technologien und führen KI-Modelle ein, um die Verschleißzeit von Düsen vorherzusagen, mit dem Ziel einer 95% Vorhersagegenauigkeit. Unser Ziel ist es, Null Fehler und Null Materialausschuss für SMT-Düsen zu erreichen, die Produktion reibungsloser zu gestalten und die Produktionskosten zu senken. Und auf diese Weise arbeiten Sie auch viel weniger. Ich hoffe, Sie können das, was wir heute besprochen haben, auf Ihre tatsächliche Arbeit anwenden und die Probleme mit Düsen und dem Wegwerfen von Abfallmaterialien in der Werkstatt vollständig lösen.

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