Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2002 №8

Автоматические системы дозирования ESSEMTEC серии CDS

Власов Александр


Операция нанесения паяльной пасты/клея в технологии поверхностного монтажа является одним из основополагающих этапов и значительно влияет на его последующие стадии: установку компонентов и пайку оплавлением. При большом разнообразии оборудования существует два базовых метода нанесения материалов: с использованием устройств трафаретной печати и систем дозирования - диспенсеров. Один из мировых лидеров по производству гибких высокоточных систем дозирования. Уникальные конструктивные особенности устройств гарантируют высокую стабильность платформ и их простое обслуживание.

В основу работы любого принтера трафаретной печати (ручного, полуавтоматического или автоматического) заложен принцип нанесения расходного материала на подложку (печатную плату) через трафарет. Характерными чертами этого метода являются точность дозирования, высокая степень повторяемости процесса, сравнительно высокая производительность, удобство и простота обслуживания оборудования оператором. Уровень точности и производительность нанесения материалов этим способом определяется классом применяемого оборудования, качеством изготовления трафарета. Естественно, что при этом должны применяться высококачественные расходные материалы, а устройства — обслуживаться персоналом соответствующей квалификации, но эти требования законны для работы с любым техпроцессом и оборудованием.

Тонким местом этого метода является то, что для каждого вида печатных плат требуется изготавливать отдельный трафарет, а это связано с определенными материальными затратами, и, самое главное при форс-мажорных обстоятельствах, — с потерями времени. Такие ситуации часто возникают при большой номенклатуре выпускаемых изделий (особенно на этапе первого запуска в производство), при частых модернизациях узлов, при срочных заказах от внешних клиентов.

Применение потребителями большого спектра клеев и паяльных паст значительно расширяет специфические требования, предъявляемые к оборудованию для операций дозирования. Именно в этих ситуациях целесообразно применение автоматических систем дозирования, когда запросы потребителя могут быть легко удовлетворены использованием особо гибких автоматизированных платформ, где применены необходимые решения технологий дозирования.

Соблюдая эти и другие требования современного рынка, фирма ESSEMTEC предлагает целое семейство автоматических систем дозирования. Для гибкого использования потребителю доступны как автономные системы, так и системы, встраиваемые в конвейерные производственные линии. Две различные автоматизированные платформы фирмы ESSEMTEC обеспечивают потребителю оптимальный выбор, исходя из требований точности, скорости дозирования и производительности. Вашему вниманию предлагаются устройства автоматического дозирования на платформах CDS6700 и CDS6900.

CDS6700 CDS6900

Разнообразие различных опций дает возможность потребителю корректно сформировать требуемую конфигурацию системы на любой из предлагаемых платформ.

Основные характеристики систем:

  • полностью автоматизированный процесс дозирования;
  • одна или две индивидуально управляемые головки дозирования;
  • виды дозирования: капля, линия, капля/линия, круг, кривые, трехмерное дозирование;
  • бесконтактное или контактное дозирование;
  • цифровая видеокамера со светодиодной подсветкой;
  • встроенная система распознавания контрольных марок для выравнивания печатных плат;
  • высокая точность и повторяемость процесса;
  • точный микрошаговый двигатель или серводвигатель с линейной шкалой;
  • базовая ОС Windows98/2000;
  • настольное или напольное исполнение, конвейерное исполнение (стандарт SMEMA);
  • система автоматической калибровки высоты (лазером);
  • полная автоматическая настройка параметров для определения размеров капель дозирования;
  • быстрозаменяемые насадки для различных видов клапанов;
  • полная модульность системы внутри каждой платформы;
  • прямое программирование из CAD данных, интегрированная библиотека SMD-компонентов (совместима с библиотекой компонентов автоматов SMD фирмы ESSEMTEC);
  • автоматический перевод данных из программ установки SMD-компонентов (установочное оборудование фирмы ESSEMTEC);
  • клапаны дозирования с заданием параметров время/давление;
  • Клапаны дозирования шнекового типа (Архимедов винт);
  • клапаны поточного или струйного действия.

Особенности CDS

Все системы CDS оснащены с учетом последних изобретений в технологии дозирования. Этот фактор обеспечивает удобство ежедневной работы пользователя, особенно в тех случаях, когда большое количество параметров может влиять на результат работы.

Автоматизация рутинных задач с учетом уникальных возможностей системы должны помочь потребителю качественно управлять процессом дозирования.

Система автоматической калибровки высоты

Одним из важных критических параметров в течение дозирования является корректное смещение насадки по отношению к печатной плате. Дозирующие системы CDS могут быть оборудованы системами полной автоматической калибровки высоты. Это обеспечивается специальной программой, с помощью которой система автоматически измеряет корректную высоту (для каждого типа платы) перед каждым запуском процесса дозирования.

Лазер и видеосистема предотвращают повреждение печатной платы, так как не используется механический ограничитель хода дозирующей насадки, как это предусмотрено в аналогичных системах других фирм. Дополнительно это позволяет производить дозирование точек материала в позиции, которые недоступны при использовании механического ограничителя насадки.

Автоматическая регулировка параметров, влияющих на процесс дозирования

Объем дозирования находится в прямой зависимости от состояния материала. На процесс дозирования влияют: изменение температуры окружающей среды, различная вязкость материалов, величина заполнения картриджа материалом и т. д.

Использование специальной видеосистемы тестирования позволяет автоматически измерять и проверять размеры капель материала в определенном промежутке времени. Автомат контролирует дозирование капель и сравнивает их с заданным образцом. Если произошли изменения в размере капель в заданном интервале времени, все необходимые параметры автоматически регулируются и система продолжает работу без прерываний.

Программное обеспечение автоматического распознавания контрольных знаков

При работе с системами CDS доступно использование пакета программ автоматического распознавания контрольных знаков (марок). Эта программа обеспечивает автоматический поиск и определение двух марок на печатной плате. Некорректно установленная печатная плата может быть автоматически определена по контрольным знакам и программа самостоятельно скорректирует координаты дозирования соответственно смещению печатной платы. Это программное обеспечение входит в стандартную поставку моделей CDS в конвейерном исполнении и предлагается в качестве дополнения для локальных систем.

Система фиксации печатной платы на локальных системах

Обе системные платформы в стандартной поставке оборудуются устройством фиксации для односторонних и двухсторонних печатных плат.

На систему могут быть смонтированы дополнительный упор или вакуумные держатели. Также возможна установка вакуумного стола с внешней вакуумной помпой для фиксации гибких или чувствительных к фиксации плат.

Конвейерные системы (стандарт SMEMA)

Для систем на платформе CDS6700 предусматривается одноуровневый конвейер, встроенный внутри стандартного устройства фиксации печатной платы. Он присоединяется по стандарту SMEMA, что обеспечивает использование автомата дозирования как элемента производственной линии.

Система на платформе CDS6900 (более габаритная, чем CDS6700) позволяет встраивание трехуровневого конвейера. Посредством двух буферных зон (одна зона на входе, две — на выходе) время передачи печатной платы может быть минимизировано и достигнута более высокая скорость.

Обе конвейерные системы могут быть дополнительно встроены в ранее установленные локальные системы. Таким образом, может быть произведена модернизация ранее инсталлированных машин, а это обеспечивает инвестиционную защиту пользователя оборудования при повышении требований к производительности линии.

Подогревные платы для нагрева подложек и печатноых плат

В некоторых случаях используется соединение насадки дозирования с системой подогрева, что бывает необходимо для предварительного нагрева подложки. Эта система обеспечивает локальный нагрев отдельного компонента и предотвращает влияние термической реакции на окружающие компоненты. Система нагрева оборудуется PID-контроллером, который отслеживает точность установленной температуры.

Клапаны дозирования с заданием параметров время/давление

Клапаны дозирования с заданием параметров время/давление идеально подходят для дозирования адгезивов. В системах CDS материал не входит в прямой контакт с клапаном, что уменьшает потребность в регулярной чистке клапана. В комбинации с функцией компенсации высоты и видеосистемы для автоматической калибровки размера капли клапан используется для точного и быстрого применения. Такой клапан дозирования может быть представлен в двух исполнениях для программирования высоты по оси Z: с пневматической системой или системой мотопривода.

Клапаны дозирования шнекового типа

Для дозирования паяльной пасты рекомендуется использовать клапан с Архимедовым винтом (помпой). Это устройство основано на шаговом моторе с высокоточным управляемым шнеком винта. Процесс с использованием помпы обладает высокой степенью повторяемости при нанесении капель материала малого размера. Такой клапан дозирования может быть представлен в двух вариантах исполнения для программирования высоты по оси Z: c микрошаговым двигателем (платформа CDS6700), или c закрытой замкнутой системой сервопривода (платформа CDS6900).

Комбинированные системы дозирования

В некоторых случаях требуется производить дозирование двух или более объектов в одном процессе. Например:

  1. Заполнение контура (используется в модели CDS6940).
    Шаг 1: нанесение контура вокруг поверхности дозирования материалом среднего уровня вязкости.
    Шаг 2: заполнение контура материалом с низким уровнем вязкости.
  2. Нанесение паяльной пасты и клея (используется в модели CDS6930).

На одной системе требуется нанести одновременно пасту (опытная или малая партия изделий, а также селективное дозирование) и адгезив (например, для пайки волной SMD-компонентов). Для этих случаев на системы могут быть установлены два различных устройства (клапана) дозирования.

Корректный выбор клапана

В зависимости от применения, различные типов клапанов могут быть инсталлированы на некоторые базовые модели машин.

Клапаны распыления для нанесения покрытия, поточные клапаны (где материал может не быть в прямом контакте непосредственно с клапаном), клапаны реактивного распыления для высокоскоростных применений. Чтобы корректно определить соответствующий клапан (для решения вашей задачи) необходимо связаться со специалистами по данному оборудованию.

Примечание. Для корректно выбора клапана (при решении Вашей задачи) необходимо связаться со специалистами по данному оборудованию.

Особенности программного обеспечения

Программное обеспечение (ПО) разработано на основе 15 летнего опыта работы и обслуживания устройств дозирования специалистами фирмы ESSЕМТЕС. Данное ПО предоставляет оператору удобное обслуживание оборудования и поддерживает дружественный интерфейс программы в ОС Windows.

Все предлагаемые ПО действия могут быть выбраны простым нажатием кнопки мышки.

Особенности ПО:

  • графическая библиотека компонентов для быстрой установки;
  • программируемое смещение иглы для различных размеров капли материала;
  • интегрированный оптимизированный алгоритм;
  • быстрый процесс адаптации путем прямого изменения параметров;
  • адаптация к специфичным требованиям потребителя.

Преобразование информации установки компонентов (CAD-конвертор)

Пакет программ CDSCAD обеспечивает автоматическую генерацию координат дозирования из файла размещения компонентов любой программы CAD-формата.

Для всех систем автоматической установки SMD-компонентов (ESSEMTEC) существует ПО CAD-транслятор.

Для установочных машин производства других фирм доступны специфичные программы преобразования.

Дополнительные опции

Система подогрева насадки. Система подогрева насадок доступна для изделий, где температура имеет большое влияние относительно вязкости применяемого материала. В основном используется для адгезивов, но также и для герметизации изделий, что обеспечивает управление температурой дозирования компаунда через внешний контроллер температуры.

Система чистки насадки. Дополнительно доступна автоматическая система чистки насадки. Программный продукт обеспечивает программирование циклов чистки насадки и гарантирует поддержание насадки свободной от любого материала на внешней стороне насадки.

Таблица 1. Автоматы платформы CDS6700 (технические параметры)
Модели CDS6705 CDS6710 CDS6720 CDS6740
Применение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение Паяльная паста, адгезивы, герметики, варка, уплотнение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение, заполнение контура
Клапаны Время/давление Время/давление Архимедов винт Время/давление 2 доз. головки
Типы дозирования Капля, линии, кривые, круги Капля, линии, кривые, круги Капля, линии, кривые, круги Капля, линии, кривые, круги
Макс. скорость точек/ч 15000,00
Тип системы Настольный вариант, напольный вариант (опция)
Напольное исполнение Регулируемая фиксация печатной платы с суппортами и вакуумными пинами (опции)
Макс. размер печатной платы 550х568 мм
Макс. поверхность дозирования 440х400 мм 380х400 мм
Конвейерная система SMEMA-совместимый, одноуровневый конвейер
Макс. размер печатной платы для конвейерной системы 600х548 мм
Макс. поверхность дозирования для конвейерной системы 440х400 мм 440х400 мм
Высота под печатную плату (для конвейерной системы) 20 мм.
Стандартные особенности Прямая передача установочных данных из установок ESSEMTEC, обучающая видеосистема
Опции Сварная стальная станина, система распознавания маркеров, система автоматического измерения высоты, автоматическая калибровка размеров капли, CAD-транслятор, прямая передача установочных данных различных поставщиков, системы нагрева печатной платы и насадки, система чистки насадки
Система управления мотором Микрошаговый мотор для перемещения по осям X, Y
Пневмоуправление по оси Z Микрошаговый мотор по оси Z Микрошаговый мотор по оси Z & винтовая ось Пневмоуправление по оси Z
Таблица 2. Автоматы платформы CDS6900 (технические параметры)
Модели CDS6910 CDS6920 CDS6930 CDS6940
Применение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение Паяльная паста, адгезивы Паяльная паста, адгезивы, герметики, варка, уплотнение, заполнение контура Адгезивы, герметики, варка, уплотнение, заполнение контура
Клапаны Время/давление Архимедов винт 1xАрхимедов винт
1xВремя/давление
2xВремя/давление
Типы дозирования Капля, линии, кривые, круги, 3-D Капля, линии, кривые, круги, 3-D Капля, не интерполированные линии, кривые, круги, 3-D Капля, не интерполированные линии, кривые, круги, 3-D
Макс. скорость точек/ч 18000,00
Тип системы Настольный вариант, напольный вариант (опция)
Напольное исполнение Регулируемая фиксация печатной платы с суппортами и вакуумными пинами (опции)
Макс. размер печатной платы 600x568 мм
Макс. поверхность дозирования 500x500 мм 420x500 мм
Конвейерная система SMEMA совместимый, одноуровневый конвейер
Макс. размер печатной платы для конвейерной системы 400x300 мм
Макс. поверхность дозирования для конвейерной системы 400x500 мм
Высота под печатную плату (для конвейерной системы) 30 мм
Стандартные особенности Прямая передача установочных данных из установок ESSEMTEC, обучающая видеосистема
Опции Сварная стальная станина, система распознавания маркеров, система автоматического измерения высоты, автоматическая калибровка размеров капли, CAD-транслятор, прямая передача установочных данных различных поставщиков, системы нагрева печатной платы и насадки, система чистки насадки
Система управления мотором Микрошаговый мотор для перемещения по осям X, Y
Пневмоуправление по оси Z Микрошаговый мотор по оси Z Микрошаговый мотор по оси Z & винтовая ось Пневмоуправление по оси Z

Статьи в журнале "Технологии в Электронной промышленности" по теме печатные платы


Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке