Yamaha: suggerimenti per il montaggio e l’ispezione di componenti 0201

Come seguito all’articolo pubblicato il 20 marzo scorso, ecco ora alcuni suggerimenti di Yamaha IM per quanto riguarda l'assemblaggio a montaggio superficiale utilizzando condensatori e resistenze da 0201, esaminando i miglioramenti nel posizionamento e nell'ispezione che consentono ai produttori di ottenere elevati rendimenti e alta qualità.

Montaggio di precisione e sistemi di correzione

La raccolta accurata dei componenti è la chiave per un posizionamento soddisfacente e dipende dal corretto allineamento dell'ugello e dell'alimentatore, nonché dall'altezza di pick-up corretta. Quando si prelevano resistori o condensatori dimensionalmente ridotti, esiste una tolleranza minima per qualsiasi offset tra il centro del componente e il centro dell'ugello.I sistemi integrati di compensazione automatica della precisione correggono gli errori dovuti a fattori quali l'allineamento dell'alimentatore, il cambiamento di temperatura e le tolleranze relative alla macchina. Il sistema di compensazione multi-precisione (Multi-Accuracy Compensation System - MACS) di Yamaha utilizza la visione artificiale per identificare il centro del componente e confrontare la sua posizione con il centro dell'ugello per correggere eventuali deviazioni. Questo può ridurre l'errore posizionale da circa 30 μm a meno di 10 μm (3 sigma).
Vale anche la pena notare che l'ugello corretto per il prelievo di componenti 0201 mm ha un alesaggio di appena 0,1 mm e può facilmente bloccarsi. Poiché l'ispezione visiva di questi piccoli elementi è spesso poco pratica, il controllo automatico della bontà degli ugelli Yamaha serie YS a bordo ispeziona visivamente l'ugello usando le telecamere laterali e rivolte verso l'alto, e controlla le prestazioni del pickup. La Tabella 1 descrive gli elementi del controllo dello stato degli ugelli.

Tabella 1. Riepilogo del controllo automatico dello stato per ugelli di ridotte dimensioni.

La pulizia automatica di tutti gli ugelli contemporaneamente, utilizzando un detergente come l'unità di pulizia per gli ugelli SAWA, usando un sistema di pulizia a ultrasuoni integrato, può essere efficace ed efficiente. Dopo la pulizia, l'intero gruppo di ugelli viene reinstallato e allineato in un'unica operazione.
Si raccomanda inoltre di eseguire le operazioni di apprendimento automatico dell'altezza di pick-up per stabilizzarne il processo e consentire una maggiore precisione. Storicamente, l'altezza di pick-up viene determinata mediante il calcolo basato sulla misurazione manuale dello spessore del nastro portante. Per garantire una capacità di pick-up stabile e prevenire danni ai chip vulnerabili da 0201, il sistema di apprendimento automatico dell'altezza di pick-up di Yamaha misura ora l'altezza effettiva del nastro alimentatore portando l'ugello a contatto con il nastro dell'alimentatore e monitorando il cambiamento di pressione negativa.

Ispezione

Infine, le parti di dimensioni più ridotte rappresentano una sfida per i sistemi di ispezione ottica automatica (AOI) in linea, visto che si tenta sempre più di ottenere un'adeguata risoluzione dell'immagine senza ridurre il campo visivo e prolungando di conseguenza il tempo del ciclo di ispezione.
Oggi i sistemi AOI in linea di uso comune hanno un sensore della fotocamera di circa 5 Mpixel. Questi, in genere, hanno un campo visivo che porta a una risoluzione dell'immagine di circa 18 μm. Questo non è abbastanza buono per fornire un'immagine di parti da 0201 che devono essere analizzate facilmente e con precisione.
Senza cambiare la fotocamera, l'unico modo per aumentare la risoluzione è ridurre il campo visivo. Ciò significa che è necessario un numero maggiore di immagini per completare la routine di ispezione, il che si traduce in un tempo di ciclo più lungo.
I sistemi più recenti, come la serie YSi-V da 12 megapixel di Yamaha, sono dotati di telecamere ad alta velocità che consentono un'ispezione ad alta velocità e ad alta precisione con un ampio campo visivo e una risoluzione selezionabile di 12 μm o 7 μm. Questo è adeguato per ispezionare l'allineamento dei componenti di 0201 mm e la qualità dei giunti di saldatura.
Inoltre, l'ispezione può essere potenziata applicando anche l'ispezione multi-dimensionale e multi-angolare. La serie YSi-V di Yamaha è in grado di eseguire ispezioni visive 3D e 2D, in ciascuno dei quattro diversi angoli e in lunghezze d'onda rosse, blu e verdi, per fornire una vista multidirezionale di ciascun componente. Ulteriori funzioni integrate includono il controllo laser per complanarità e altezza dei componenti. Gli utenti possono scegliere tra vari metodi di imaging e di rilevamento, in base ai requisiti di ogni singola applicazione. La figura in apertura mostra come ottenere immagini di ispezione di alta qualità tramite una combinazione di fotocamera ad alta risoluzione e imaging 3D.

Conclusione

I componenti SMD 0201 stanno entrando in modo sempre più deciso sul mercato e richiederanno una precisione molto maggiore nei processi di stampa, posizionamento e ispezione. Nello stesso tempo, devono essere previste disposizioni adeguate per altri componenti più grandi che devono essere montati sullo stesso pannello.
Una combinazione di innovazioni di processo come la stampa serigrafica a due stadi, nuovi materiali come le paste Type 5.5 e tecnologie di montaggio avanzate tra cui il controllo dello stato degli ugelli, la compensazione della precisione e AOI ad alta risoluzione con imaging 3D possono rendere ogni assemblaggio di alta qualità e ad alto rendimento commerciale.

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