Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2003 №6

Широкономенклатурное мелкосерийное SMT- производство: чем оснастить?

Демин Сергей  
Михайлов Владислав  

Представители екатеринбургской фирмы «АВЕРОН» на страницах нашего журнала делятся своим опытом оснащения мелкосерийного производства электронных устройств по технологии поверхностного монтажа.

Характер производственных задач

Наша фирма с 1990 года производит медицинское лабораторное оборудование и изделия промышленного назначения, в том числе со сложной электронной начинкой. Спецификой производства является весьма широкая номенклатура (многие десятки плат) при небольшой серийности изделий (от сотен до тысяч штук в год). Этапу серийного производства каждого изделия предшествует стадия отработки прототипов. С развитием элементной базы производится и модернизация выпускаемой продукции — словом, проблема оперативного изготовления изделий широкой номенклатуры является для нас исключительно важной.

Выбор технических средств

На определенном этапе развития нами был осуществлен переход на технологию поверхностного монтажа (SMT). По производительности нас вполне устроила настольная камерная печь ERSA TT-500A. Установку компонентов на платы наши монтажники осуществляют вручную на агрегате DIMA FP-100 с держателем плат АСП 1.0 собственного производства, также в более простом варианте с помощью вакуумного пинцета АВП 1.0, производимого нашей фирмой. Более извилистым оказался наш путь к устройству для нанесения паяльной пасты на печатные платы. Освоив на практике оба способа ручного нанесения пасты — дозатор и трафаретный принтер, мы пришли к выводу, что ни тот, ни другой нас не устраивает. Ручной дозатор хорош низкой ценой и гибкостью применения в ремонтных работах, а также для нанесения материалов при очень скромных объемах производства. К сожалению, человеческий фактор в производстве не всегда стабилен. Напротив, трафаретный принтер выгодно применять при большей серийности и редких изменениях печатной платы, поскольку цена стального трафарета с лазерной резкой немалая. В итоге, для наших условий, когда предприятие производит малыми партиями большое количество разнообразных приборов, вне конкуренции оказался автоматический дозатор паяльной пасты. Совмещая в себе высокую степень перенастраиваемости (для перехода с одной платы на другую достаточно перезагрузить файл), высокую скорость нанесения пасты (до 10 тыс. точек в час) и отличную повторяемость (не хуже 0,1 мм), автоматический дозатор DOTMASTER голландской фирмы DIMA SMT Systems оказался для нас оптимальным в технико-экономическом отношении выбором. Посвятив изрядное время исследованию российского рынка оборудования в поиске недорогой модели автоматического дозатора, мы пришли к выводу, что альтернатив предложению DIMA в данном классе производительности, точности и в подходящей нам ценовой категории попросту нет. После приобретения этого агрегата мы на удивление легко освоили его на практике, несмотря даже на отсутствие русскоязычного перевода документации — настолько у него простой и дружественный к пользователю интерфейс. Не погружаясь глубоко в технические детали, представление о дозаторе DOTMASTER можно получить из следующих параграфов.

DOTMASTER: механика или пневматика

Дозатор поставляется в двух вариантах: первый — для работы с модулем прецизионного дозирования (не требующим внешнего источника сжатого воздуха), второй — для работы с внешним компрессором. Модуль прецизионного дозирования с шаговым двигателем и вращающейся спиралью Архимеда позволяет наносить точки с высокой точностью, невзирая на изменение вязкости паяльной пасты и ее количества в картридже. Для дозирования материалов с помощью внешнего компрессора DOTMASTER оборудован воздушным трактом, включающим в себя редуктор, программно управляемый электромагнитный клапан и систему предотвращения вытекания материалов с низкой вязкостью. Достоинством «воздушного» варианта является легкость перехода от одного дозируемого материала к другому (например, от пасты к клею): для этого не обязательно каждый раз очищать помпу от остатков материала, а достаточно лишь заменить шприц-картридж и дозирующую иглу.

DOTMASTER: прграммное обеспечение гибкости

Дозатор подключается к компьютеру через стандартный СОМ-порт. Системные требования к компьютеру более чем скромны: с работой справляется даже процессор i486 с 4 Мбайт ОЗУ. В комплекте с дозатором поставляется черно-белый промышленный монитор, на который выводится изображение с камеры, встроенной в головку дозатора. Разумеется, вместо него при желании можно подключить цветной монитор. Процесс инсталляции программного обеспечения в среде Windows занимает несколько секунд. С техническими возможностями DOTMASTER удобно ознакомиться на примере печатной платы, поставляемой в комплекте и содержащей образцы контактных площадок для различных типов корпусов. Тестовая программа обеспечивает дозирование пасты на эти площадки оптимальным образом.

DOTMASTER позволяет описывать плату вручную или путем автоматического конвертирования данных о печатных платах из САПР во входное представление файлов дозатора (конвертер поставляется отдельно). Заметим, что при средней плотности монтажа даже без программы-конвертера ручной процесс ввода описания платы занимает немного времени: в среднем плата размером примерно 1 дм2 с количеством контактных площадок различных типов порядка 150 шт. описывается за 8–10 минут. Процедура сводится к описанию координат и типов точек. Под типом точки подразумеваются ее основные характеристики: время дозирующего импульса (который определяет объем капли), время задержки головки над точкой и высота расположения дозирующей иглы над платой в этой точке. В базовое программное обеспечение DOTMASTER входит библиотека типов точек, которая облегчает процесс описания платы, а также редактор типов точек, в котором можно корректировать любые параметры стандартных точек и создавать новые. С помощью видеокамеры головка устанавливается над контактной площадкой, и производится запись координат точки. Результатом описания платы является отдельный файл, который хранится на жестком диске. Переход от одной платы к другой подразумевает просто загрузку соответствующего ей файла.

Товар сегодня или знания навсегда?

Стоит ли вообще задумываться о развертывании собственной технологической линии в условиях изобилия предложений контрактного производства? В нашем случае ответ очевиден и позитивен. Для других производств экономическая целесообразность определится прежде всего размером серии и сложностью монтажа. Суперточные высокопроизводительные автоматы и высококвалифицированные технологи контрактных производств без преувеличения откроют новые горизонты возможностей для изготовления средних и крупных серий, тогда как мелкие серии могут оказаться для них или для вас нерентабельны. Наряду с экономическим фактором, для многих предприятий важна максимизация независимости от смежников, устойчивость и безопасность (информационная — вследствие опасений раскрыть ноу-хау, кадровая — из-за утраты собственных технологов в момент ненадобности их услуг). Эти и некоторые другие мотивы (включая творческие!) являются основанием для существования и развития малых технологических линий SMT. Для принятия взвешенного решения о целесообразности внедрения малой линии SMT на предприятии, а также для обучения персонала новым технологиям полезно ознакомиться с успешно действующими предприятиями, такими, как «АВЕРОН». Осенью 2003 года мы открываем краткосрочные учебно-практические курсы по технологии SMT для начинающих. Мы не предлагаем тиражирование изделий заказчика на нашем оборудовании, как это делают контрактные производства. Но мы готовы содействовать всем желающим в получении технологических знаний и опыта, что не входит в задачи контрактных производств. Разумеется, небескорыстно: распространение знаний (а также оборудования и сервиса) нам представляется рыночным сегментом, достойным приложения ресурсов и творческих сил.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке