Высшая степень гибкости и точности — серия автоматов трафаретной печати MPM Momentum Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Андрей КАМЕНКОВ

[email protected]

В преддверии выставки Productronica 2007 компания Speedline Technologies Inc. анонсировала выход в свет нового принтера трафаретной печати MPM Momentum (рис. 1), в котором учла все эти требования. Благодаря легкости в управлении, высокой функциональности и возможности быстрой переналадки на новый тип изделий, автомат трафаретной печати MPM Momentum идеально подходит для среднесерийных многономенклатурных производств. А если учесть характеристики точности и скорости печати, то можно сделать вывод, что Momentum также является идеальным решением для сложнейших крупносерийных производств электронных изделий. Новейшие технологии позволяют достигать времени цикла в 9 с (стандартное время цикла — 11 с, модель Momentum 125 — 13 с).

I

МРМ Momentum

I I

Рис. 1. Принтер трафаретной печати MPM Momentum

Высшая степень гибкости и точности —

серия автоматов трафаретной печати MPM Momentum

Конкуренция на рынке поставщиков оборудования для сборки электроники с каждым днем усиливается. Оборудование должно быть современным, функциональным, иметь несомненные технические преимущества и, в то же время, по цене быть доступным большинству производителей электроники. Высочайший уровень точности и гибкости — основное требование как крупных, так и небольших изготовителей электроники с диапазоном производства от простых изделий до сверхплотных мультиплицированных плат с компонентами 01005 и pBGA.

В этой статье рассказано обо всех возможностях и преимуществах данного автомата трафаретной печати.

Повторяемость совмещения и точность нанесения

Одними из важнейших параметров современного автомата трафаретной печати являются повторяемость совмещения и точность нанесения материала. Принтер MPM Momentum обладает уникальными параметрами среди машин своего класса:

• повторяемость совмещения — ±12,5 мкм при 6 сигма, Cpk > 2,0;

• точность нанесения — ±25 мкм при 6 сигма, Cpk > 2,0.

Данные результаты подтверждены независимым сторонним экспертом — сертификационным агентством “CeTaq Test” (рис. 2). Такие результаты достигаются за счет приме-

нения передовых технических решений от компании Speedline, реализованных в данной модели:

• специально разработанная безвибрацион-ная станина;

• передовая система технического зрения;

• применение приводов перемещения камеры и ракелей на основе ШВП;

• функция контроля давления с обратной связью — Compliance Routine.

База автомата

Основой любого автомата является станина (рис. 3). Ее конструкция и исполнение должны обеспечивать гашение любых вибраций, возникающих в процессе работы. Только при этом возможно качественное совмещение печатной платы и трафарета, а также достижение минимально возможного цикла работы. Автомат трафаретной печати

Tester Speedline Quality Control Serial No: M100106

Date: February 21,2007 Line: Momentum

1 Summary

1РСА АН All Strokes Combined

Board to Board Repeatability

Characteristic Specification Cm Gc 2.00 cmk >al 2.00 Result

x-offset —25.0 pm ... 25.0 pm 5.89 5.63 PASSED

y-offset —25.0 |jm ... 25.0 ym 2.58 2.49 PASSED

Number of Measurements 313

Рис. 2. Результаты измерений точности и повторяемости автомата Momentum

оборудование

технологии

1209

Momentum выполнен на основе прочной сварной виброгасящей станины. Данная конструкция обеспечивает надежность, свободный доступ и удобство технического обслуживания. Корпус автомата выполнен из листового металла, благодаря этому увеличивается прочность и жесткость конструкции в целом (что немаловажно даже при транспортировке оборудования), а также есть возможность легкой замены частей. Кроме того, в данном автоматическом принтере улучшены антистатические характеристики.

Система технического зрения

Одной из главных составляющих принтера трафаретной печати является система технического зрения (рис. 4), с помощью которой осуществляется процесс совмещения трафарета и печатной платы, а также реализуется 2D-инспекция печатной платы и трафарета. Автомат Momentum оснащен высокоскоростной цифровой USB-камерой, перемещающейся на основе ШВП, что позволяет увеличить скорость и точность совмещения. При помощи данной камеры осуществляется и 2D-инспекция качества нанесения паяльной пасты. Новая камера включает в себя те-лецентрические линзы, направленную белую LED-подсветку или инфракрасную, а также направленную белую кольцевую подсветку для улучшенного распознавания реперных знаков и контактных площадок. В автомате существует возможность создания видеомодели реперного знака, то есть вам как контрактному производителю больше не при-

дется ломать голову, если заказчик забыл сделать реперный знак на плате. Вы можете использовать любой объект.

Система позиционирования и перемещения ракелей

Для достижения высочайших показателей точности и повторяемости печати в автомате Momentum управление перемещением вперед/назад и по оси Z для каждого ракеля осуществляется на основе шарико-винтового привода (рис. 5). Система контроля давления ракеля гарантирует поддержание точности прилагаемого давления вне зависимости от типа ракелей и их жесткости.

С помощью программы Compliance Routine возможен контроль давления ракеля с обратной связью с учетом жесткости и типа ракеля (рис. 6). Система проанализирует жесткость лезвия и движение ракеля на заданной высоте и компенсирует жесткость (прогиб) тонкого лезвия. Таким образом, давление ракеля будет оптимальным независимо от типа лезвия.

Благодаря точному контролю перемещения ракелей в автомате трафаретной печати Momentum достигаются высокие показатели точности нанесения паяльной пасты — ±25 мкм при 6 сигма.

Система автоматической очистки трафарета

Базовая конфигурация принтера включает в себя программируемый очиститель трафарета для его влажной, сухой и вакуумной очистки с использованием специальной без-

О компании Speedline Technologies Inc.

Компания Speedline Technologies Inc. является признанным мировым лидером в области знаний, решений, сервиса и производства оборудования для автоматизированных линий поверхностного монтажа и полупроводниковой промышленности. Компания имеет многолетний опыт выпуска оборудования и является пионером в производстве принтеров трафаретной печати, установок пайки волной припоя и печей конвекционного оплавления припоя. Главный офис компании Speedline Technologies Inc. находится в г. Франклин, штат Массачусетс, США. В настоящее время компания предлагает производителям электронных изделий пять основных своих брендов: Accel — оборудование для отмывки изделий микроэлектроники, Camalot — автоматы дозирования, Electrovert — установки пайки волной припоя, печи конвекционного оплавления, а также системы отмывки печатных узлов, MPM — автоматы трафаретной печати и Protect — глобальный сервис, технологическая поддержка и решения по обучению специалистов.

ворсовой бумаги. Особенностью данного очистителя является применение легко сменяемой вакуумной планки, которую выбирают в зависимости от длины печатной платы. Использование рулона бумаги и вакуумной планки соответствующей длины дает возможность проводить более эффективную вакуумную очистку трафарета, так как нет лишнего всасывания воздуха с краев (что способствует снижению силы вакуума и, как следствие, некачественной очистке трафарета) и при этом осуществляется разумный расход очистительных материалов — бумаги

Рис. 7. Система автоматической очистки трафарета

и специального растворителя. В стандартную конфигурацию принтера уже входит три комплекта очистительной бумаги разной длины — 254, 460, 608 мм и три вакуумные планки — 254, 460, 608 мм.

Замена очистительной бумаги и вакуумной планки производится с передней стороны автомата, а система индикации состояния расходных материалов позволяет оператору своевременно отслеживать производственный процесс печати и при необходимости оперативно производить замену и добавление расходных материалов — емкость с растворителем также находится с передней стороны автомата (рис. 7б).

Применение данного специального решения на принтере MPM Momentum позволяет существенно улучшить качество очистки трафарета, что в свою очередь гарантирует более качественный процесс нанесения паяльной пасты и минимизацию количества дефектов на этапе нанесения.

Автоматическая расстановка поддерживающих штырей

ность контролировать перемычки между контактными площадками, производить анализ их возможного появления:

• 20-инспекция ПП на основе анализа контрастности;

• BridgeVision™ — инспекция печатной платы на основе анализа текстуры;

• 81епс1^8юп™ — инспекция трафарета на основе анализа текстуры.

Передовые возможности 20-инспекции — BridgeVision (рис. 9):

• запатентованная инспекция на основе анализа структуры;

• легкое распознавание перемычек пасты на контактных площадках ПП;

• возможность оценки угрозы появления перемычек.

Используя уникальные возможности 20-инспекции, такие как инспекция повернутых компонентов — любые компоненты, любые углы поворота (рис. 10), возможность создания шаблонов для инспекции компонентов BGA, |^BGA, а также возможность копирования и повторения этапов создания программы инспекции с использованием ранее «обученных» компонентов — для убыстрения программирования 20-инспекции, можно создавать рабочие программы для инспекции

При производстве сложных электронных изделий с двусторонним монтажом, когда с нижней стороны расположены хрупкие компоненты, особенно важно обеспечить точность расстановки поддерживающих штырей, чтобы исключить повреждение компонентов. Главным преимуществом автомата Momentum является программно управляемая расстановка поддерживающих штырей (рис. 8), что позволяет с высокой точностью расположить их в необходимых технологических местах. При этом минимизируется время, затрачиваемое оператором на подготовку оборудования к новому изделию, и гарантируется защита от повреждения компонентов с нижней стороны платы.

2D-инспекция качества нанесения паяльной пасты

Система 20-инспекции в данном автоматическом принтере может быть реализована как на основе анализа контрастности (стандартная конфигурация), так и на основе передового анализа текстуры, что дает возмож-

'П |Т|

W w

и A Ai Ли V- Ч? V Ч(в А. А. *. «üÿ ШГ т

-é- «// '/// Ии

(ИШЬ, 4ёШЬ / X. Лкы —

■у < ( г- I

в считаные минуты, что делает процесс перехода на другое изделие минимальным по времени.

Результаты проведенной инспекции используются специальным программным обеспечением для сбора и анализа статистических данных — SPC Collection, что позволяет реализовать следующие возможности:

• статистические данные записываются и отображаются в режиме реального времени для платы в целом, отдельных компонентов и/или для отдельных площадок;

• осуществляется экспорт в крупноформатные таблицы или другие форматы (Access);

• возможно воспроизведение статистичес-

ких данных для анализа процесса печати. Пользовательский интерфейс режима инспекции очень эргономичен и дружелюбен к оператору, есть возможность выводить результаты инспекции в виде таблиц и графиков, а также производить сортировку дефектов по группам компонентов и просматривать информацию по дефектам нанесения вплоть до отдельно взятой контактной площадки (рис. 11). ■

. ......

.О - А -*» '

и

( , J

а

KWibi |«Т

»

Рис. 10. Инспекция повернутых компонентов

Рис. 11. Пользовательский интерфейс режима инспекции

б