ГлавнаяКарта сайтаКонтакты




Мобильные приложения 







Технологии монтажа

Общие сведения

Типовая последовательность действий при монтаже печатных узлов методом поверхностного монтажа состоит из нескольких этапов:
  • нанесение паяльной пасты (дозирование или трафаретная печать);
  • установка компонентов на плату;
  • групповая пайка (в конвекционной, инфракрасной или парофазной печи);
  • оптический контроль качества монтажа;
  • отмывка печатных узлов (при необходимости).

Рассмотрим более подробно этапы автоматического монтажа поверхностно-монтируемых элементов.



Для пайки элементов и удержания их на поверхности платы до момента образования паяного соединения используется паяльная паста, которая представляет собой порошкообразный припой с добавлением флюса и различных активаторов и присадок. Паста имеет гелеобразную консистенцию и должна обеспечивать очистку контактных площадок ПП и компонентов от оксидной пленки и др. примесей мешающих образованию паяного соединения, активацию флюса, равномерное образование качественного паяного соединения, а также удержание компонента на поверхности платы до момента пайки, т.е. обладать клеящими свойствами.

Паста
наносится на контактные площадки ПП через трафарет, отверстия в котором – апертуры – повторяют рисунок, расположение и форму контактных площадок на плате. Нанесение пасты происходит на автоматических принтерах трафаретной печати. Эти устройства оснащены видеосистемой, обеспечивающей точное совмещение трафарета с платой. Затем, с помощью специальных ракелей происходит продавливание пасты через отверстия в трафарете и ее нанесение на контактные площадки платы. Специальные устройства принтера контролируют различные параметры этого процесса (скорость перемещения ракеля, давление, скорость отрыва трафарета от платы и т.д.), а также выполняют такие операции, как контроль состояния и очистка трафарета и т.д.



Во многих случаях после этого процесса может выполняться контроль нанесения пасты, позволяющий выявить возможные дефекты. Эта операция может выполняться как отдельной специализированной установкой автоматической оптической инспекции, стоящей в линии после принтера и выполняющей контроль платы целиком, так и с помощью специальной опции – 2D инспекции, входящей в состав многих современных принтеров, которая выполняет контроль наиболее ответственных участков.

На следующем этапе происходит установка компонентов на плату. Сегодня существует множество автоматов, выполняющих данную операцию. Они отличаются по устройству, конструкции, производительности, возможностям и назначению. Зачастую в одной линии можно встретить два и более автомата установки компонентов, выполняющих свои определенные задачи. Например, скоростная установка простых чип-компонентов и установка компонентов, требующих высокой точности, компонентов больших размеров или сложной формы и т.д. Но, независимо от устройства станка, основная последовательность действий выглядит примерно одинаково: захват компонента из питателя, его центрирование с помощью видеосистемы, лазера или механическими захватами и установка на плату. Перед началом монтажа специальная видеосистема определяет координаты реперных меток на плате и вносит поправки на неточность позиционирования платы в рабочей области станка.



Для пайки собранных ПП в современных автоматических линиях могут применяться конвейерные печи для пайки методом конвекции, ИК-нагрева и другие. Наиболее высокое качество пайки и производительность обеспечивают конвекционные печи. В этих устройствах
собранная плата перемещается по конвейеру между несколькими зонами с разной температурой, горячий воздух в которые передается от нагревателей с помощью вентиляторов. Это обеспечивает равномерный прогрев всего изделия, плавный управляемый рост температуры до нужного пикового значения, и дальнейшее постепенное охлаждение спаянной платы, предотвращающее температурный стресс. Специальные модули печи контролируют распределение потоков воздуха внутри рабочей зоны и удаление из него продуктов, выделяющихся при нагреве флюса и активаторов паяльной пасты.
Спаянные модули проходят контроль с помощью установки автоматической оптической инспекции, которая позволяет распознать такие дефекты, как пропуск компонентов, их сщение, образование перемычек между выводами микросхем, непропаи и холодные пайки и т.д. Наиболее передовые установки также позволяют оценивать качество образованных паяных соединений. Проверка происходит в автоматическом режиме, платы, на которых были выявлены дефекты либо маркируются, либо эти данные передаются на ремонтную станцию, либо выводятся в наглядной форме оператору АОИ.
Если на собираемых модулях присутствуют элементы со скрытыми выводами, такие как BGA, CSP, QFN и другие, качество пайки которых невозможно определить с помощью оптических систем, применяются установки рентгеноскопического контроля. Они помогают обнаружить отсутствующие или не припаянные выводы, пустоты в паяном соединении, перемычки припоя между выводами и др. дефекты скрытых соединений.
Если требования к изделию подразумевают полное удаление остатков флюса и ионных загрязнений, то их отмывка производится в специальных установках, с помощью специальных жидкостей и применения их активаторов, таких как нагрев, ультразвук или барботаж.

Обзор нашего монтажного производства

На нашем предприятии функционируют три автоматических линии поверхностного монтажа, оборудованные современным оборудованием ведущих мировых производителей.
Все операции – загрузка и выгрузка плат на линию, нанесение паяльной пасты, установка компонентов, оплавление, оптический контроль – осуществляются в полностью автоматическом режиме, что позволяет минимизировать участие человека, повысить производительность и качество выпускаемых изделий.

Для нанесения паяльной пасты используются принтеры MPM концерна Speedline: UP2000HiE, Momentum. Все они оснащены современными видеосистемами для высокоточного совмещения трафаретов и плат, системами очистки трафаретов, 2D контролем нанесения пасты, что позволило добиться точного, повторяемого, качественного нанесения пасты.




На всех принтерах используется
пневматическая система натяжения трафаретов Alfa Tetra компании Cookson Electronics, что обеспечивает корректное натяжение полотна трафарета, повышает качество нанесения пасты и продлевает срок их службы.



Основой линий поверхностного монтажа являются установщики компонентов. На нашем предприятии используются автоматы фирмы Assembleon – такие как хорошо зарекомендовавшие себя гибкие многофункциональные машины TopazXII и MG1 или специализированные установщики – высокопроизводительные Sapphire и AX-501 или универсальный прецизионный AX201. Именно это оборудование позволяет нам обеспечить монтаж самого широкого спектра компонентов – от чипов 01005 до микросхем QFP, BGA, QFN любых размеров и с малым шагом выводов, широкой номенклатуры разъемов, длинной до 160мм, держателей сим карт и карт памяти, деталей высотой до 45 мм, а точность и функциональная оснащенность таких машин как Assembleon AX201 позволяет применять их в микроэлектронных приложениях.



Пайка происходит в конвекционных печах Electrovert и Ersa. Все они имеют 7 зон нагрева и 2 зоны охлаждения, что позволяет выстраивать температурные профили максимально соответствующие требованиям изделия и применяемых материалов и компонентов. Все печи подготовлены для работы в инертной среде и имеют водяное охлаждение. Рабочие параметры печей позволяют применять их для пайки изделий по бессвинцовой технологии, а различные опции – поддержка ПП по центру, подогрев конвейера в пиковых зонах, специальные системы циркуляции воздуха в рабочей зоне обеспечивают высококачественную пайку любых изделий.


Для точного подбора профиля пайки используется система термопрофилирования AutoM.O.L.E.®Xpert3, которая позволяет не только считывать текущие параметры, но и создавая температурную «подпись» каждой печи автоматически подбирать оптимальные режимы для конкретных изделий, контролировать и корректировать параметры работы, наглядно сопоставляя требуемые, заданные и реальные показатели.

После пайки изделия проходят проверку на системах Автоматической Оптической Инспекции. На нашем предприятии применяются установки Orbotech Vantage S22 и Cyberoptics Flex Ultra 18M. Данные системы выявляют различные дефекты пайки (смещения, отсутствие компонентов, непропаи и перемычки между выводами, и т.д.), считывать маркировку компонентов, распознавать полярность, оценивать качество паяных соединений. Важной особенностью этих систем является их способность работать с изделиями, собранными по бессвинцовой технологии.



Для контроля изделий с микросхемами в корпусах BGA, QFN и других элементов со скрытыми выводами на нашем предприятии используется установка рентгеноскопического контроля DAGE XD7600. Запатентованная конструкция данной установки дает возможность просматривать изделия под большими углами наклона без потери увеличения, что является важным для оценки паяных соединений некоторых типов компонентов.



Отмывка плат после монтажа происходит в автоматической системе отмывки FinnSonic. Данная установка состоит из последовательных ванн, оснащенных модулями для подогрева, барботажа и ультразвуковой очистки и позволяет применять различные промывочные жидкости и технологии очистки плат в зависимости от требований изделия и материалов. Перемещение плат между ваннами происходит автоматически. Контроль параметров работы отдельных модулей осуществляется общим контроллером, на котором и задаются все параметры программы отмывки.

© 1997—2017 ООО «Резонит» — печатные платы
при использовании любых материалов сайта, включая фотографии и тексты, активная ссылка на www.rezonit.ru обязательна.

pcb@rezonit.ru
+7 (495) 777-80-80

Офис в Санкт-Петербурге:
+7 (812) 677-80-80

Офис в Екатеринбурге:
+7 (343) 289-33-66