Notizie PCB - L'evoluzione degli elementi eterogenei SMT

Il vecchio adagio, "Il tempo è denaro", è ancora più adempiuto nella società smt tecnologicamente avanzata di oggi. Soprattutto nell'industria elettronica, il ciclo prodotto-mercato di computer, unità disco e prodotti portatili è stato abbreviato da pochi anni a 12 mesi o meno. L'emergere di prodotti più veloci, migliori ed economici sta evolvendo rapidamente. I produttori di apparecchiature originali (OEM, produttori di apparecchiature originali) e i produttori di elettronica a contratto (CEM, produttori di elettronica a contratto) che vogliono rimanere competitivi sul mercato globale devono automatizzare il più possibile per aumentare la produzione, la qualità e l'efficienza produttiva. I processi manuali sulla linea di produzione devono essere attentamente rivisti per determinare come automatizzare o ottimizzare questi processi.

La realtà dei componenti di forma speciale e la loro continua esistenza

L'assemblaggio Odd-form è un processo manuale a bassa efficienza, che può essere trovato anche sulle linee di produzione di tutto il mondo. È il posizionamento di componenti che possono avere forme insolite; richiede un trattamento speciale; il numero sul tabellone è piccolo; oppure ci sono altri problemi che non consentono di automatizzarlo attraverso un sofisticato sistema di posizionamento. Di solito, questi componenti a forma speciale sono assemblati a mano. A causa delle caratteristiche diversificate e dell'assenza di metodi di stabilizzazione regolabili, l'assemblaggio a forma speciale è solitamente considerato un problema post-automazione. Tuttavia, l'automazione profilata sta diventando una realtà in crescita per i leader del settore, che riconoscono che questo è un ostacolo inutile all'ottimizzazione di linee di produzione complete.

Forma strana per impostazione predefinita

Contrariamente all'idea originale, la tecnologia del foro passante non è completamente scomparsa. Infatti, l'avanzamento della tecnologia dei componenti per montaggio superficiale ha permeato l'uso di sempre più componenti passanti e componenti a forma speciale. Poiché i componenti standard di ieri sono sostituiti da pacchetti più piccoli e avanzati come flip chip e ball grid array (BGA), i restanti componenti standard sono diventati componenti di forma speciale. Ad esempio, sia i componenti DIP (dual inline package) che le apparecchiature DIP erano una volta standard nel montaggio PCB. Tuttavia, a causa delle limitazioni del suo utilizzo sui PCB, il DIP è un tipo comune di componente, quindi è impossibile acquistare apparecchiature che contengono solo questo tipo di componente.

Altri fattori di forma che in precedenza erano considerati componenti standard sono stati sostituiti da imballaggi di componenti più piccoli e più veloci. Esempi includono connettori, resistenze e condensatori. Anche se ridotto, l'uso di tali componenti non scomparirà a causa della sua affidabilità, integrità, costo e praticità, e non richiederà componenti di imballaggio piccoli o avanzati. Inoltre, molti componenti passanti sono più facili da acquistare e hanno tempi di consegna più brevi rispetto ai componenti per montaggio superficiale. Per tutti questi motivi, l'industria sembra rendersi conto che ha buon senso per il business utilizzare il più possibile componenti passanti e trattare il profilo come parte integrante del processo di assemblaggio futuro.

Forma strana per disegno

Altri fattori che continuano ad esistere nell'assemblaggio di componenti di forma speciale sono i componenti di forma speciale considerati nella progettazione. Questi componenti sono solitamente considerati di forma speciale perché sono equivalenti ad altri componenti di montaggio superficiale o foro passante sul PCB, le loro dimensioni e requisiti di lavorazione speciali. Esempi di questi componenti sagomati specifici per la progettazione includono trasformatori, LED, display, relè, intestazioni, SIMM, DIMM e connettori di alimentazione. Il valore che questo tipo di componente fornisce per il prodotto è che i prezzi di imballaggio più avanzati e più alti non possono essere soddisfatti e che può essere raggiunta una maggiore durata. Ad esempio, nell'industria automobilistica ad alta intensità di costi, i moduli elettronici di controllo del motore sono necessari per resistere a un ambiente difficile da tollerare. L'esposizione frequente a temperature e vibrazioni estremamente elevate richiede una tecnologia di assemblaggio stabile e affidabile ad un prezzo ragionevole. Alcuni esempi simili possono essere trovati nelle telecomunicazioni, elettronica informatica e elettronica di consumo. In queste applicazioni, costi e affidabilità sono la differenza tra successo e fallimento.

L'automazione eterogenea di oggi

Fino ad ora, i componenti di forma speciale esistenti hanno reso più difficile l'adozione di apparecchiature di automazione a causa della piccola quantità di posizionamento / plug-in. Inoltre, il problema con la forma strana per progettazione è che non c'è abbastanza attrezzatura flessibile per gestire questi componenti altamente misti di forma strana. Tuttavia, con la tecnologia di assemblaggio elettronico di forma speciale esistente, l'automazione è sia ragionevole che disponibile. Nella maggior parte dei casi, i produttori di apparecchiature offrono una flessibilità sufficiente per gestire componenti eterogenei altamente misti e ad alto volume su un'unica piattaforma. Utilizzando la tecnologia di oggi, i componenti a foro passante speciale e di montaggio superficiale possono essere montati con un unico sistema, fornendo avanzate tecnologie di alimentazione, posizionamento, presa e bloccaggio.

L'attuale tecnologia di alimentazione include metodi affidabili di alimentazione del nastro, del tubo, della bobina e del materiale sfuso. Questa miscelazione di diversi prodotti ha permesso di automatizzare quasi tutti i componenti di forma speciale. Ogni metodo di alimentazione ha i suoi vantaggi e svantaggi, a seconda della sua applicazione, ma tutti forniscono un metodo più affidabile, flessibile e veloce per la sostituzione manuale. Inoltre, mentre l'industria standardizza i metodi di imballaggio e alimentazione dei componenti, la tecnologia di alimentazione migliorerà.

La tecnologia di localizzazione attuale include la conformità tridimensionale (3-D) e la visione. La tecnologia di conformità 3D consente di posizionare i componenti in modo affidabile sull'alimentatore, eliminando inutili requisiti visivi. La soluzione di visione è adatta per applicazioni di forma speciale e di montaggio superficiale. La distanza più precisa dei perni e il design mutevole dell'imballaggio richiedono un posizionamento e un posizionamento affidabili.

L'attuale tecnologia di presa consente di lavorare quasi tutti i fori passanti di forma speciale e i componenti di montaggio superficiale in qualsiasi miscela e sequenza senza la necessità di cambiare utensili. La tecnologia esistente può essere afferrata attraverso il corpo o i perni del componente, che è efficace durante l'elaborazione DIP. La tecnologia di presa di oggi spazia dagli utensili di precisione, che gestiscono solo pochi tipi di componenti, agli utensili flessibili conformi 3-D, che possono gestire più tipi di componenti. Il tempo di ciclo e i requisiti di miscelazione/volume di solito determinano quale tecnologia è adatta per una determinata applicazione. Gli strumenti più sofisticati offrono migliori vantaggi per applicazioni a basso mix e volumi più elevati, mentre gli strumenti 3-D più flessibili producono migliori vantaggi per applicazioni a medio e alto mix e volumi medi.

L'attuale tecnologia di clinching è flessibile. La tecnologia di bloccaggio ad alta velocità, programmabile e singolo ditale consente di bloccare qualsiasi numero di pin in qualsiasi direzione (0~360°) e angolo. Ora è possibile serrare perni di grandi dimensioni (perni in acciaio fino a 0,062") e lo speciale programma di serraggio utilizzato per determinare il processo manuale può ora essere gestito in modo più affidabile e veloce con la tecnologia di serraggio odierna.

Il risultato di questi progressi tecnologici di forma speciale è che il lavoro precedentemente svolto manualmente offline (off-line) può essere completato in modo più efficace in linea attraverso un sistema di posizionamento completamente automatico o semi-automatico a forma speciale.

Dal manuale all'automazione: situazione eterogenea ideale

Ci sono alcune applicazioni che esistono nel processo automatizzato di assemblaggio a forma speciale che fornirà risultati più benefici e produttivi sulla linea di produzione rispetto al processo di assemblaggio manuale. Alcune di queste applicazioni includono:

Componenti che richiedono il processo pin-in-pasteComponenti difficili da maneggiare manualmente a causa delle loro dimensioni e forma, come LED, triacs, piccoli componenti assiali e intestazioni pin-inComponenti che richiedono agli utenti di tagliare e modellare, come TO-220Componenti non standard per montaggio superficiale con piedi densiComponenti con problemi di polaritàComponenti che richiedono il bloccaggio (cioè, piedi piegati dopo il plug-in), Come componenti con teste più pesanteMontaggio manuale di componenti ad alto volume che non possono mantenere il ritmo e la velocità della linea di produzione Componenti a perno di grandi dimensioni che richiedono il serramentoComponenti che richiedono programmi di serraggio specializzati Una volta acquistata l'attrezzatura automatica a forma speciale, il bilanciamento della linea di produzione è il passo successivo. Di solito, il sistema di posizionamento a forma speciale viene installato vicino alla fine della linea di produzione-dopo il sistema di componenti di montaggio superficiale superiore o la macchina speciale radiale o assiale plug-in, prima del processo di saldatura ad onda. Poiché la maggior parte dei componenti a foro passante può essere elaborata solo in un forno di saldatura ad onda piuttosto che in un forno di saldatura a riflusso, questo layout aiuta a mescolare i componenti con il processo di saldatura appropriato. Fino a quando tutti i componenti a foro passante non saranno in grado di resistere all'ambiente di saldatura a riflusso e la saldatura ad onda non sarà necessaria, il layout di questa linea di produzione continuerà in parte a dipendere dalla fornitura del processo di saldatura richiesto.

È economicamente conveniente per l'automazione profilata?

Il ritorno sull'investimento (ROI, ritorno sull'investimento) del sistema di assemblaggio completamente automatizzato può essere realizzato entro 12-18 mesi e lo standard per apparecchiature fisse simili e ad alto riutilizzo è da 3 a 5 anni. I metodi semi-automatici, con costi relativamente bassi delle immobilizzazioni, possono fornire rendimenti ancora più rapidi.

Inoltre, se si considera la perdita di reddito dovuta alla produzione di scarsa qualità solitamente prodotta da assemblaggio manuale a forma speciale, l'automazione può essere più ragionevole. Se si calcolano i costi aggiuntivi di rottami, rifiuti, rilavorazioni, riparazione, ri-ispezione delle merci restituite, spedizione e reimballaggio, liquidazione dei reclami, sostituzione e reputazione, il montaggio manuale a forma speciale potrebbe essere troppo costoso.

in conclusione

L'assemblaggio a forma speciale non è necessariamente un processo manuale. Per quelle fabbriche che hanno iniziato ad automatizzare i processi manuali che sono stati mantenuti sulle loro linee di produzione, il risultato dimostra che l'investimento è più ragionevole. Alcuni leader del settore ottengono un sacco di risparmi annuali solo in rilavorazioni, e i difetti di singola linea sono ridotti del 75%. Con tali vantaggi e l'esistenza di sistemi di assemblaggio automatici e semiautomatici, l'automazione dei processi manuali esistenti a forma speciale sulla linea di produzione è di buona importanza commerciale.

Quanto sopra è un'introduzione all'evoluzione dei componenti a forma speciale SMT. Ipcb fornisce anche produttori di PCB e tecnologia di produzione PCB.