فارسی 
اتوماسیون کارخانه در مونتاژ PCB: چگونه خطوط SMT کیفیت و کنترل تولید را بهبود می بخشد
مونتاژ PCB دیگر فقط یک مرحله تولید ساده نیست. برای بسیاری از تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی، به یکی از مهمترین بخش های کیفیت محصول تبدیل شده است.
یک اشتباه کوچک در خط تولید می تواند منجر به لحیم کاری ضعیف، قطعات از دست رفته، عملکرد ناپایدار یا خرابی در میدان شود. به همین دلیل است که کارخانه های بیشتری از مونتاژ دستی یا نیمه دستی به تولید خودکار SMT می روند.
SMT یا Surface Mount Technology به قطعات الکترونیکی اجازه می دهد تا مستقیماً روی سطح PCB قرار گیرند. از اجزای کوچکتر، سرعت تولید بالاتر و کنترل فرآیند بهتر پشتیبانی می کند. اما ارزش واقعی SMT فقط سرعت نیست. یک خط SMT خوب به کارخانه ها کمک می کند تا فرآیندی پایدارتر و قابل ردیابی را ایجاد کنند.
برای شرکت‌هایی که بردهای کنترل، ماژول‌های قدرت، لوازم الکترونیکی خودرو، محصولات LED، دستگاه‌های صنعتی یا لوازم الکترونیکی مصرفی تولید می‌کنند، اتوماسیون کارخانه در مونتاژ PCB می‌تواند مدیریت تولید روزانه را بسیار آسان‌تر کند.
در مونتاژ PCB، خیلی چیزها در مدت زمان کوتاهی اتفاق می افتد.
خمیر لحیم کاری باید در موقعیت مناسب چاپ شود. قطعات باید به طور دقیق قرار داده شوند. تخته باید با مشخصات دمایی مناسب از داخل کوره جریان مجدد عبور کند. پس از آن، تجهیزات بازرسی باید بررسی کنند که آیا برد سطح کیفی مورد نیاز را برآورده می کند یا خیر.
اگر این مراحل به طور جداگانه انجام شوند، پیدا کردن مشکلات سخت تر می شود. اپراتورها ممکن است تنها پس از تولید بسیاری از بردها متوجه نقص شوند. در آن زمان، مواد، نیروی کار و زمان تولید هدر رفته است.
اتوماسیون به اتصال این مراحل به یک فرآیند کنترل شده کمک می کند.
یک خط مدرن SMT می تواند دستی را کاهش دهد. همچنین می تواند نظارت بر هر فرآیند را آسان تر کند. وقتی تجهیزات به درستی تطبیق داده شوند، کل خط قابل پیش بینی تر می شود. این کمک بزرگی برای کارخانه هایی است که هر روز به خروجی پایدار نیاز دارند.
یک خط کامل SMT معمولاً شامل چندین ماشین است. هر کدام کار خود را دارند، اما ماشین ها باید با هم کار کنند.
لودر PCB بردهای لخت را به خط تولید می فرستد. این به پایدار ماندن فرآیند تغذیه کمک می کند و تماس دستی با تخته ها را کاهش می دهد.
این مرحله ممکن است ساده به نظر برسد، اما همچنان مهم است. اگر تخته ها به آرامی تغذیه نشوند، کل خط می تواند متوقف شود. برای تولید با حجم بالا، بارگذاری پایدار باعث صرفه جویی در زمان می شود.
چاپگر خمیر لحیم کاری خمیر لحیم کاری را از طریق یک شابلون روی پدهای PCB اعمال می کند. این یکی از مهمترین مراحل در مونتاژ SMT است.
بسیاری از عیوب لحیم کاری از اینجا شروع می شود. اگر خمیر خیلی زیاد، خیلی کم باشد یا در موقعیت اشتباه چاپ شده باشد، ماشین های بعدی نمی توانند مشکل را به طور کامل برطرف کنند.
چاپ خوب به کیفیت شابلون، فشار، سرعت، پشتیبانی PCB و تراز بستگی دارد. به همین دلیل، بسیاری از کارخانه ها توجه زیادی به تنظیمات چاپگر دارند.
SPI به معنای بازرسی خمیر لحیم کاری است. خمیر لحیم کاری را پس از چاپ چک می کند.
این دستگاه می تواند ارتفاع، حجم، مساحت و افست خمیر را بررسی کند. این به کارخانه کمک می کند تا مشکلات چاپ را زودتر، قبل از قرار دادن اجزا پیدا کند.
این مفید است زیرا تشخیص زودهنگام همیشه ارزان تر از تعمیر دیرهنگام است. اگر خمیر لحیم کاری اشتباه باشد، خط می تواند متوقف شود و فرآیند چاپ را قبل از اینکه تخته های بیشتری تحت تأثیر قرار گیرد، تنظیم کند.
دستگاه انتخاب و قرار دادن قطعات را روی PCB قرار می دهد. این دستگاه اصلی برای مونتاژ SMT است.
باید اندازه‌های مختلف، بسته‌ها، فیدرها، نازل‌ها و موقعیت‌های قرارگیری اجزا را مدیریت کند. برای PCB های مدرن، قطعات ممکن است بسیار کوچک و فشرده باشند. این دقت را بسیار مهم می کند.
ماشین جاسازی نیز باید با نیازهای واقعی تولید کارخانه مطابقت داشته باشد. برخی از کارخانه ها به سرعت بسیار بالایی نیاز دارند. برخی دیگر برای دسته های کوچک و متوسط به انعطاف بیشتری نیاز دارند. بهترین انتخاب به نوع محصول، پیچیدگی BOM و برنامه تولید بستگی دارد.
پس از قرار دادن، PCB وارد کوره جریان مجدد می شود. خمیر لحیم ذوب می شود و اتصالات لحیم بین اجزا و لنت ها را تشکیل می دهد.
فرآیند جریان مجدد پایدار برای کیفیت لحیم کاری بسیار مهم است. مشخصات دما باید با خمیر لحیم کاری، مواد PCB، ضخامت تخته و الزامات اجزا مطابقت داشته باشد.
اگر دما به خوبی کنترل نشود، کارخانه ممکن است اتصالات لحیم سرد، سنگ قبر، حفره ها یا آسیب اجزا را ببیند. به همین دلیل است که تنظیمات فر مجدد را نباید حدس زد. آنها باید بر اساس برد واقعی آزمایش و تنظیم شوند.
AOI به معنای بازرسی نوری خودکار است. PCB مونتاژ شده را پس از جریان مجدد بررسی می کند.
AOI می تواند عیوب رایج مانند قطعات گم شده، جهت اشتباه، افست، اتصالات لحیم کاری ضعیف، پل زدن و مسائل قطبی را تشخیص دهد. این به اپراتورها کمک می کند مشکلات را به سرعت پیدا کنند و روند را بهبود بخشند.
برای بسیاری از کارخانه ها، AOI تنها یک ماشین بازرسی نیست. همچنین یک ابزار بازخورد است. نتایج بازرسی می تواند نشان دهد که در کجا فرآیند نیاز به توجه دارد.
یک خط SMT خوب بیشتر از تخته های مونتاژ شده به کارخانه می دهد. اطلاعات فرآیند مفیدی را در اختیار کارخانه قرار می دهد.
هنگامی که بازرسی خمیر لحیم کاری، قرار دادن، جریان مجدد و AOI در یک جریان تولید به هم متصل می شوند، کارخانه می تواند بفهمد که کجا مشکلات رخ می دهد. اپراتورها می توانند سریعتر پاسخ دهند. مهندسان می توانند پارامترهای فرآیند را بر اساس داده های واقعی تنظیم کنند.
این امر به ویژه زمانی مهم است که یک کارخانه انواع مختلف PCB را مدیریت می کند.
یک روز خط ممکن است تابلوهای LED را اجرا کند. روز بعد ممکن است تابلوهای کنترل صنعتی را اجرا کند. پس از آن، ممکن است بردهای منبع تغذیه یا لوازم الکترونیکی خودرو تولید کند. هر محصول دارای اندازه ها، اجزاء، نیازهای لحیم کاری و نقاط بازرسی متفاوت است.
اتوماسیون تغییر را سازماندهی می کند. همچنین وابستگی به تجربه شخصی را کاهش می دهد. البته اپراتورهای ماهر همچنان مهم هستند. اما یک خط پایدار به تیم کمک می کند تا با استانداردهای واضح تر کار کند.
بسیاری از کارخانه ها ابتدا روی سرعت تولید تمرکز می کنند. که قابل درک است. همه خواهان خروجی بالاتر هستند.
اما در مونتاژ PCB، سرعت بدون کنترل می تواند تلفات بیشتری ایجاد کند.
قبل از تولید انبوه، کارخانه باید اندازه PCB، طراحی پانل، لیست اجزا، نوع خمیر لحیم کاری، طرح شابلون، طرح تغذیه، استانداردهای بازرسی و مشخصات جریان مجدد را بررسی کند. این جزئیات بر کیفیت نهایی تأثیر می گذارد.
یک راه حل عملی SMT باید در مورد محصول واقعی برنامه ریزی شود، نه فقط در مورد مشخصات ماشین.
به عنوان مثال، کارخانه ای که تخته های LED ساده تولید می کند ممکن است به خط متفاوتی از بردهای کنترل خودرو کارخانه ای نیاز داشته باشد. کارخانه ای با تولید با ترکیب بالا و حجم کم ممکن است به تغییر انعطاف پذیر بیشتر اهمیت دهد. یک کارخانه با سفارشات زیاد ممکن است به سرعت و خروجی مداوم اهمیت بیشتری بدهد.
به همین دلیل است که بسیاری از تولیدکنندگان ترجیح می دهند با تامین کننده ای کار کنند که بتواند فرآیند کامل تولید را بررسی کند. ICT راه حل های خط تولید SMT را برای برنامه های مختلف مونتاژ PCB، از جمله انتخاب ماشین، بحث فرآیند، نصب و پشتیبانی آموزشی ارائه می دهد.
هدف فقط خرید ماشین آلات نیست. هدف واقعی ساخت خطی است که بتواند به راحتی در تولید روزانه کار کند.
اتوماسیون نمی تواند همه مشکلات را برطرف کند. مونتاژ PCB هنوز به مهندسی خوب، مواد خوب و مدیریت تولید خوب نیاز دارد.
اما می تواند بسیاری از مشکلات رایج را کاهش دهد.
جابجایی دستی می تواند باعث خراش، آلودگی، جهت اشتباه تخته یا تغذیه ناپایدار شود. تجهیزات جابجایی خودکار تماس غیر ضروری با PCB را کاهش می دهد.
این برای محصولاتی که نیاز به تولید تمیز و پایدار دارند مفید است.
SPI و AOI به کارخانه ها اجازه می دهند مشکلات را زودتر پیدا کنند. به جای منتظر ماندن تا آزمایش نهایی، تیم می تواند مشکلات فرآیند را در طول تولید ببیند.
این کار دوباره کاری را کاهش می دهد و به محافظت از برنامه های تحویل کمک می کند.
چاپگر کنترل شده و اجاق جریان مجدد می تواند قوام لحیم کاری را بهبود بخشد. این برای محصولاتی که در کنترل صنعتی، الکترونیک قدرت و الکترونیک خودرو استفاده می‌شوند، مهم است، جایی که قابلیت اطمینان اهمیت زیادی دارد.
هنگامی که هر مرحله از فرآیند نظارت می شود، یافتن علت اصلی یک نقص آسان تر می شود.
اگر لحیم کاری زیاد باشد، تیم می تواند چاپ را بررسی کند. اگر یک جزء جابجا شود، می توانند محل قرارگیری را بررسی کنند. اگر اتصالات لحیم کاری ضعیف باشند، می توانند مشخصات جریان مجدد را بررسی کنند.
این امر عیب یابی را سریع تر و کاربردی تر می کند.
تولید هوشمند همیشه به معنای یک کارخانه بسیار پیچیده نیست.
برای بسیاری از تولید کنندگان لوازم الکترونیکی، این کار با پیشرفت های ساده شروع می شود. خط باید به روشی پایدارتر اجرا شود. جمع آوری داده های تولید باید آسان تر باشد. اپراتورها باید مشکلات را سریعتر پیدا کنند. مهندسان باید بر اساس حقایق تصمیم بگیرند نه حدس و گمان.
برخی از خطوط SMT همچنین می توانند با سیستم های ردیابی، MES، اسکن بارکد و نظارت بر تولید متصل شوند. این ابزارها به کارخانه ها کمک می کنند تا اطلاعات کلیدی تولید را ثبت کنند.
برای محصولاتی که نیاز به ردیابی با کیفیت دارند، قابلیت ردیابی بسیار مفید است. اگر بعداً مشکل کیفیت ظاهر شد، کارخانه می‌تواند سابقه تولید را بررسی کند و بفهمد کدام دسته، ماشین، مواد یا فرآیند ممکن است مرتبط باشد.
این موضوع در الکترونیک خودرو، الکترونیک پزشکی، کنترل صنعتی و محصولات انرژی اهمیت بیشتری پیدا می کند.
هیچ خط SMT واحدی وجود ندارد که مناسب هر کارخانه باشد.
قبل از انتخاب تجهیزات، یک سازنده باید به چند سوال فکر کند:
چه اندازه های PCB تولید خواهد شد؟
کوچکترین جزء چیست؟
چند محصول مختلف روی خط اجرا می شود؟
تولید روزانه مورد انتظار چقدر است؟
آیا SPI مورد نیاز است؟
آیا AOI 2D کافی است یا AOI 3D مورد نیاز است؟
آیا کارخانه بعداً به MES یا قابلیت ردیابی نیاز دارد؟
آیا فضای کافی برای خط مستقیم وجود دارد یا اینکه چیدمان نیاز به تنظیم دارد؟
این سؤالات اساسی به نظر می رسند، اما می توانند بعداً از بسیاری از مشکلات جلوگیری کنند. یک خط SMT به خوبی برنامه ریزی شده باید متناسب با محصول، طرح ساختمان، تیم و رشد آینده باشد.
همچنین بررسی نمونه های واقعی تولید قبل از تصمیم گیری مفید است. کارخانه‌های مختلف ممکن است طرح‌بندی خطوط و انتخاب‌های فرآیند متفاوتی داشته باشند. ICT چندین مورد پروژه مونتاژ PCB را به اشتراک می گذارد که نشان می دهد چگونه راه حل های SMT، DIP، پوشش، بازرسی و اتوماسیون در کارخانه های مشتری واقعی استفاده می شود.
کیس‌های واقعی مفید هستند زیرا نشان می‌دهند که چگونه تجهیزات در تولید روزانه استفاده می‌شود، نه تنها نحوه ظاهر آن در یک کاتالوگ.
اتوماسیون کارخانه در مونتاژ PCB فقط جایگزینی افراد با ماشین آلات نیست. این در مورد ایجاد پایداری بیشتر، قابل مشاهده تر و آسان تر کردن تولید است.
یک خط SMT خوب به کاهش خطاهای دستی کمک می کند. بازرسی را بهبود می بخشد. از کیفیت لحیم کاری بهتر پشتیبانی می کند. همچنین به مهندسان اطلاعات بیشتری برای بهبود فرآیند می دهد.
برای تولید کنندگان لوازم الکترونیکی، این می تواند تفاوت واقعی ایجاد کند. کنترل بهتر فرآیند به معنای نقص کمتر، تحویل روان تر و اطمینان بیشتر در کیفیت محصول است.
همانطور که محصولات PCB کوچکتر، پیچیده تر و به طور گسترده در کاربردهای حیاتی مورد استفاده قرار می گیرند، اتوماسیون SMT همچنان نقش مهمی در تولید الکترونیک مدرن ایفا خواهد کرد.
