Ugelli di SMT
Oggi, vorrei condividere con voi il controllo delle dimensioni degli ugelli nel controllo sistematico degli alimentatori. Inizieremo con casi studio di problemi reali degli alimentatori legati agli ugelli, per poi discutere il piano di miglioramento per l'intero processo.
Innanzitutto, dobbiamo spiegare che ruolo svolge l'ugello nella macchina di posizionamento.
Ad esempio, l'ugello è come la nostra mano: è l'unico punto di contatto tra i componenti e l'apparecchiatura. La forza e la stabilità della presa determinano direttamente se i componenti possono essere posizionati senza problemi sulla scheda.
Anche problemi minori con l'ugello, come una deformazione di 0,05 mm o un'ostruzione di 0,1 mm, possono ridurre immediatamente la forza di aspirazione, causando la caduta dei componenti.
Secondo i white paper del settore, i problemi con gli ugelli rappresentano dal 35% al 45% di tutti i problemi degli alimentatori, rendendolo un'area critica che richiede molta attenzione.
Successivamente, discutiamo i problemi comuni che possono verificarsi con gli ugelli, portando a problemi con gli alimentatori.
Ho riassunto sette categorie di problemi comuni, che spiegherò in dettaglio in base alla situazione reale nelle officine SMT.
Caso 1. Deformazione della bocca di aspirazione
In parole povere, l'ugello è piegato o ammaccato.
Ci sono spazi quando si adatta al materiale.
Se il vuoto non è stretto, l'adsorbimento sarà instabile.
Quando producevamo resistenze 0402 prima,
E alcune macchine sono passate dallo 0,05 percento al 3 percento.
E si è scoperto che erano le siringhe 3, 4 e 5.
La testa si è piegata di 0,12-0,18 mm,
Lo spazio tra le resistenze supera lo standard.
L'aspirazione è solo la metà di quella forte.
Cade semplicemente quando ti muovi.
Per quanto riguarda la causa della deformazione, forse il perno di posizionamento degli alimentatori è usurato, forse il nastro di alimentazione non è nel posto giusto e l'ugello colpisce la guida durante il prelievo del materiale.
Potrebbe anche essere che l'ugello sia semplicemente troppo morbido.
Caso 2. Tazze di aspirazione ostruite
Le vie aeree sono state bloccate da polvere di pasta saldante e altri detriti,
causando il restringimento del passaggio dell'aria.
Di conseguenza, lo stato di vuoto si è stabilito lentamente,
e il prelievo ad alta velocità non ha potuto tenere il passo.
Quando si producevano condensatori chip 0201 in precedenza,
L'ugello n. 7 segnalava frequentemente errori di riconoscimento.
Dopo lo smontaggio, abbiamo trovato la via aerea piena di sporco giallo-marrone.
L'apertura originale di 0,8 mm era bloccata a soli 0,3 mm circa,
e la velocità del flusso d'aria era inferiore alla metà dello standard.
Ciò era dovuto ai residui di pasta saldante non puliti in tempo,
eccessiva polvere in officina e al design irragionevole della via aerea dell'ugello,
che consentiva alle impurità di accumularsi all'interno.
Un'altra ragione importante era che la frequenza di pulizia degli ugelli non poteva soddisfare le esigenze delle diverse condizioni ambientali.
Caso 3.Danno all'ugello
Se l'ugello presenta crepe o fessure, non solo perde il vuoto, ma può anche graffiare i terminali dei componenti.
La precedente produzione di condensatori 1206 ha avuto un tasso di scarto dell'8%,
e molti dei terminali dei condensatori sono stati danneggiati.
Basta guardare il bordo dell'ugello, ci sono sottili crepe con una profondità di 0,15-0,2 mm,
e il tasso di perdita di vuoto è superiore al 30%.
Ciò è dovuto principalmente alle bave sul bordo della striscia di materiale.
Quando l'ugello preleva il materiale, si macina contro di esso.
L'umidità in officina è troppo alta e l'ugello è corroso.
Caso 4. Modello di ugello inadatto
L'utilizzo di ugelli di grande diametro per componenti di piccole dimensioni causa deviazioni del materiale,
mentre l'utilizzo di ugelli di piccolo diametro per componenti di grandi dimensioni comporta un'aspirazione insufficiente.
In precedenza, qualcuno ha utilizzato ugelli 1206 per prelevare condensatori 0603,
con conseguente tasso di scarto del materiale dell'8%.
I condensatori non potevano essere prelevati o sono stati posizionati a 0,2-0,5 mm di distanza durante il montaggio.
Questo perché la configurazione del programma non seguiva la tabella di corrispondenza ugello-materiale.
Sebbene entrambi i tipi di ugelli fossero in magazzino,
una cattiva gestione rendeva difficile trovare il tipo di ugello corretto, portando a deviazioni dalla tabella di corrispondenza durante l'elaborazione.
Caso 5. Eccessiva usura dell'ugello
Dopo un lungo periodo di utilizzo, l'ugello diventa ruvido,
e non può aderire strettamente al materiale.
Graffierà anche il materiale.
La resa degli chip QFP44 è dell'8%.
Il tasso di graffio dei pin è del 5%. Aprendo l'ugello,
la parete interna è piena di graffi.
La finitura superficiale è ben oltre lo standard,
e l'aspirazione è instabile, variando da forte a debole.
Questo perché l'ugello non è stato cambiato in base alla sua frequenza di utilizzo;
era ancora realizzato in acciaio al tungsteno ordinario, che non è resistente all'usura.
non ci sono stati controlli giornalieri della rugosità superficiale.
Caso 6. Contaminazione della superficie dell'ugello
La superficie dell'ugello era contaminata da olio e grasso,
creando spazi tra il flusso e i materiali.
Ciò non solo ha causato perdite di vuoto, ma ha anche bloccato i materiali.
In precedenza, durante la produzione di resistenze 0201,
l'ugello non è stato pulito prima del funzionamento continuo,
con conseguente tasso di perdita di materiale del 6%.
Il 30% dei componenti si è attaccato all'ugello dopo il posizionamento.
L'ispezione ha rivelato residui spessi 0,025-0,03 mm sulla superficie dell'ugello,
causando l'angolo di contatto tra i materiali e l'ugello a superare gli standard con una forza adesiva significativa.
Ciò era dovuto alla mancata pulizia tempestiva dopo la produzione,
utilizzando un panno di cotone ordinario per la pulizia che lasciava fibre. Inoltre,
la perdita di lubrificante dell'asse Z dall'apparecchiatura ha contaminato l'ugello.
Caso 7. Scarsa aderenza tra ugello e asta di aspirazione
Lo spazio tra l'ugello e l'asta di aspirazione è troppo grande,
oppure ci sono impurità all'interno dell'asta di aspirazione.
Il vuoto fuoriesce dalla connessione,
con conseguente forza di aspirazione effettiva insufficiente dell'ugello.
Dopo aver sostituito l'ugello dell'induttore 0402 in precedenza,
il tasso di scarto del materiale dell'ugello 2 era del 9%.
Dopo l'ispezione, si è scoperto che la forza di aspirazione era inadeguata.
Durante lo smontaggio dell'asta di aspirazione,
era pieno di detriti metallici.
Anche il gioco di adattamento è al di fuori dello standard.
La forza di aspirazione si riduce della metà dall'ingresso dell'asta di aspirazione all'uscita dell'ugello,
perché l'asta di aspirazione non è stata pulita prima di sostituire l'ugello,
e l'asta di aspirazione è usurata.
L'apparecchiatura non ha rilevato se l'ugello era installato correttamente.
Dopo aver affrontato questi problemi.
Probabilmente ti starai chiedendo.
Qual è la soluzione?
Successivamente, ti guiderò attraverso un programma di miglioramento completo.
Dalla rilevazione della progettazione di sostituzione pulita alla formazione dei responsabili dell'inventario.
Ti spiegherò tutto.
Ispezione di livello 1
Eseguita dall'operatore ogni giorno prima della produzione.
Guarda l'aspetto con una lente d'ingrandimento 20x per vedere se ci sono problemi.
Misurazione dell'aspirazione con un manometro per vuoto
Il gioco non può superare 0,03 mm.
Ispezione di livello 2
Eseguita dal tecnico ogni settimana.
Misurazione della rugosità superficiale con strumenti professionali.
TIPAP (Valutazione delle prestazioni dell'intubazione tracheale).
Assicurarsi che la rugosità superficiale sia inferiore o uguale a 0,5 micrometri.
L'errore di planarità è inferiore o uguale a 0,01 mm.
Ispezione di livello 3
Eseguita mensilmente dagli ingegneri utilizzando il programma del piano di produzione e i dati del sistema MES.
Le prestazioni e la durata dell'ugello vengono valutate,
con il tasso di scarto del materiale richiesto inferiore o uguale allo 0,1%,
e la durata residua non inferiore al 10%.
Ove le condizioni lo consentano, sono state introdotte macchine per la pulizia degli ugelli completamente automatiche,
in grado di pulire 50 ugelli alla volta.
Queste macchine possono ospitare automaticamente ugelli di varie specifiche.
Il processo di pulizia prevede prima la pulizia a ultrasuoni,
seguita da spruzzatura ad alta pressione e infine asciugatura ad aria calda.
Dopo la pulizia, viene eseguita un'ispezione automatica utilizzando telecamere industriali per il controllo dell'aspetto,
manometri per vuoto per la misurazione dell'aspirazione,
e misuratori di flusso d'aria per il test del passaggio dell'aria.
I dati vengono caricati direttamente nel sistema MES,
e possono essere utilizzati solo ugelli qualificati,
mentre quelli non qualificati vengono ordinati per un'ulteriore elaborazione.
Per quanto riguarda la sostituzione e l'ottimizzazione della progettazione degli ugelli,
materiali diversi richiedono ugelli diversi,
e non possiamo più accontentarci di scelte casuali.
Per piccoli componenti come 0201 e 0402,
utilizziamo ugelli in lega di titanio con rivestimento diamantato,
che devono essere sostituiti ogni 45 giorni o dopo 30.000 utilizzi,
quando l'usura supera 0,01 mm.
Per componenti ordinari come 0603 e 0805,
utilizziamo ugelli in acciaio al tungsteno con rivestimento TN,
sostituiti ogni 60 giorni o dopo 50.000 utilizzi,
quando l'usura supera 0,02 mm o il tasso di scarto raggiunge lo 0,8%.
Per componenti di grandi dimensioni come QFP e BGA,
utilizziamo ugelli in lega di titanio con contatti in silicone elastico,
sostituiti mensilmente o dopo 20.000 utilizzi,
quando la deformazione del contatto supera 0,05 mm o il tasso di graffio dei pin raggiunge l'1%.
I miglioramenti del design includono passaggi d'aria conici,
transizioni di ingresso a forma di arco e filtri rimovibili.
È meno probabile che i detriti si accumulino e il flusso d'aria è più fluido.
Gli ugelli per piccoli componenti sono dotati di scanalature di aspirazione ad anello,
aumentando l'area di aspirazione del 25%.
Gli ugelli per componenti di grandi dimensioni utilizzano contatti elastici a tre punti per una migliore tenuta,
e abbiamo sviluppato un design con corpi universali e punte staccabili.
Il numero di tipi di ugelli è stato ridotto da 15 a 5,
riducendo i costi di inventario del 60%.
La ricerca degli ugelli è diventata molto più comoda,
insieme a una migliore gestione dell'inventario e della tracciabilità.
Incisione di codici QR su ogni ugello contenenti informazioni come modello,
numero dell'apparecchiatura e lotto di approvvigionamento.
Dallo stoccaggio alla manutenzione, l'intero processo è tracciabile.
Non dobbiamo più preoccuparci di ugelli persi o misti.
Per la gestione dell'inventario vengono utilizzati scaffali intelligenti con sensori di peso e sensori a infrarossi, che avvisano automaticamente in caso di scorte basse.
I controlli mensili dell'inventario possono essere eseguiti scansionando i codici,
con discrepanze controllate entro lo 0,5%.
Anche la formazione del personale è fondamentale,
con diversi contenuti di formazione per operatori, tecnici e ingegneri.
Gli operatori devono imparare a ispezionare gli ugelli e ad utilizzare le macchine di pulizia.
I tecnici devono sapere come riparare gli ugelli e regolare i parametri.
Gli ingegneri devono analizzare i dati e ottimizzare le soluzioni.
Potresti chiederti quanto saranno efficaci queste misure una volta implementate.
Lascia che ti condivida alcuni dati migliorati:
Il tasso medio di scarto per l'ugello è compreso tra lo 0,08 e lo 0,1 percento. Il tasso è sceso tra lo 0,05% e lo 0,08% dopo la riforma, un calo del 50%.
La durata dell'ugello è raddoppiata da 1-2 mesi a 2-4 mesi.
Il tasso di successo della pulizia automatizzata può raggiungere il 99,2% - 99,5%,
mentre il tasso di perdita degli ugelli è diminuito dallo 0,5% - 1,0% allo 0,05% - 0,1%.
Anche i costi di manodopera per la gestione degli ugelli sono stati ridotti dell'80%.
Il costo del lavoro per la gestione delle ventose è sceso anche dell'80%. Ci volevano cinque persone per cambiarle ogni settimana, ma ora può farlo una persona.
Naturalmente, il miglioramento non è una soluzione una tantum.
Conduciamo analisi tecniche mensili, esaminiamo i dati,
e affrontiamo i problemi ad alta frequenza.
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