Статьи 

Гибкость и производительность! Автоматизация сборки электроники на базе 3D-MID

admin

Разработка современного изделия электроники практически всегда подразумевает  рост надежности и функциональности, при этом уменьшение массы и габаритов, удешевление проектирования и производства по сравнению с изделием-предшественником. Конструктор часто оказывается перед необходимостью сочетания в рамках одного устройства электрических и механических элементов и узлов. Активно развивающимся по сей день направлением, решающим такие задачи, является внедрение устройств 3D-MID. Новейшие гибридные монтажные центры S10/S20 от YAMAHA MOTOR способны полностью автоматизировать процесс сборки таких устройств!

3D-MID

Мы не будем подробно останавливаться на изготовлении 3D монтажных оснований, подходах к решению задачи установки компонентов на поверхности и конструкциях соответcтвующих сборочных линий или отдельных автоматов. Просто кратко напомним о том, что же такое 3D-MID технология и покажем как просто и эффективно реализовать сборку таких устройств на базе одной гибкой и высокопроизводительной платформы i-PULSE.

3D-MID (Molded Interconnect Devices) – литые монтажные основания, изготовленные по технологии создания коммутационных структур. Трехмерность дает возможность значительно упрощать конструкцию изделия самой физической геометрией  основания и создавать рабочие поверхности строго ориентированные между собой. Технология открывает новые возможности для производителей электроники в совершенствовании их изделий. Корпуса и детали конструкции могут становиться элементами электронных схем.

3D-MID

Особенности конструкции устройств 3D-MID предопределили области их предпочтительного применения – в настоящее время это автомобильная электроника, промышленная автоматизация, телекоммуникации, медицинские технологии, потребительская электроника.

Основные сборочные операции для устройств 3D-MID аналогичны применяемым в традиционной технологии поверхностного монтажа — это дозирование паяльной пасты/клея, установка компонентов и пайка оплавлением. Отличие их заключается в необходимости установки компонентов на криволинейные поверхности либо поверхности, располагающиеся под углом, отличным от угла 90° между осью Z сборочной головки и плоскостью расположения установленного компонента. В этом и состоит главная проблема. Для того, чтобы качественно и надежно установить компонент, необходимо обеспечить перпендикулярность его монтажной плоскости к оси перемещения сборочной головки. Это же требование справедливо и для операции дозирования.

3D-MID

Техпроцесс состоит из следующих основных этапов:

  1. Входной контроль деталей 3D-MID.
  2. 3D-дозирование паяльной пасты/клея.
  3. 3D-установка компонентов поверхностного монтажа, в т.ч. светодиодов, а также переключателей.
  4. Пайка с последующей трехмерной автоматической оптической инспекцией.
  5. Установка контактных штырьков.
  6. Нанесение защитного покрытия.
  7. Окончательная сборка и монтаж кабелей.
  8. Окончательный функциональный контроль: тактильный, оптический и электрический.
  9. Упаковка готовых изделий.

3D-MID

3D гибридные модульные монтажные центры S10 и S20 реализуют этапы №1, №2 самым простым и технологичным решением! Активный держатель монтажных оснований, оснащенный многоосевыми манипуляторами. Предназначен для интегрирования в сборочно-монтажную платформу i-PULSE и устанавливается либо на конвейер подобно обычной печатной плате, либо фиксируется в свободной рабочей зоне автомата. Манипулятор содержит одну или несколько отдельных позиций для размещения и фиксации устройств 3D-MID при сборке.

 

Линейка 3D гибридных модульных монтажных центров от YAMAHA MOTOR представлена двумя моделями – S10 и S20.

S10_S20

Спецификация модели S10 представлена ниже:

  1. Скорость сборки при оптимальных условиях – 45 000 комп./час (для монтажной головы 12х2).
  2. Максимальный размер печатной платы – 1 330х510 мм (опционально).
  3. Работа с любыми существующими и перспективными компонентами – от 0201* до 120х90 мм (опционально), высотой до 30 мм.
  4. Емкость питателей – до 90 позиций (8 мм лента).
  5. Ширина автомата – всего 1 250 мм.

s10

Более емкая по количеству размещаемых питателей, модель S20, имеет следующие характеристики:

  1. Скорость сборки при оптимальных условиях – 45 000 комп./час (для монтажной головы 12х2).
  2. Максимальный размер печатной платы – 1 830х510 мм (опционально).
  3. Работа с любыми существующими и перспективными компонентами – от 0201 (01005 в дюймовой системе) до 120х90 мм (опционально), высотой до 30 мм.
  4. Емкость питателей – до 180 позиций (8 мм лента).
  5. Ширина автомата – 1 750 мм.

s20

Ключевые преимущества единой платформы i-PULSE:

  • Большие возможности модернизации. Базовый автомат может быть дооснащен практически до максимальной комплектации на предприятии заказчика.
  • Высокоточное и высокоскоростное дозирование пасты/клея. Скорость: 0,07 с/доза, минимальная доза пасты – 300 мкм (3σ). Точность ± 50 (µ+3σ). Быстрая смена с головы дозирования  на монтажную голову и обратно оператором автомата (2-3 минуты). Автоматическая калибровка размеров точки. Надежные шнековые клапаны, обеспечивающие бесконтактное нанесение.
  • Цветная оптическая камера распознавания реперных знаков. Обновленная многоуровневая система подсветки компонента.
  • Интеллектуальные электрические питатели серии F3. Наиболее стабильная быстрая и одновременно точная подача компонентов. Для лент шириной от 8 до 88 мм. Работа с отрезками от 10 см. Сменные тележки для ленточных питателей и паллет для быстрой переналадки производства.
  • Возможность 3D монтажа, монтажа микросборок, монтажа в «колодец», а также монтажа по технологии PoP (Package on Package).
  • Программный контроль усилия взятия и установки компонентов. Система расчета и компенсации коробления печатной платы.
  • Взаимодействие с автоматизированными шкафами хранения. Учет затраченных компонентов, планирование сборки и производства изделий.
  • Широкие возможности расширения производства при росте объемов выпускаемой продукции. Минимальные затраты по приобретению и размещению нового станка. Полная совместимость всех автоматов.
  • Японские надежность и качество. Минимальные требования к обслуживанию. Низкие эксплуатационные затраты.

В последние годы, электронные продукты, которые включают в себя платы управления, смартфоны и планшетные устройства, электромобили, производство «зеленой энергии» и светодиодное освещение, становятся все более интегрированными. В рамках производственных процессов, для достижения легкости, компактности и высокой производительности в сочетании с меньшими затратами на изменения и переналадку с обычного двумерного размещения компонентов на трехмерное, S10 и S20 имея непревзойденные гибридные возможности обеспечат более гибкую поддержку 3D-MID, что может привести к значительному уменьшению затрат за счет сокращения дополнительного оборудования, требуемого в сборочных работах. Это и есть революция производства.

 

Илья Немеляйнен, in@pribor.ru

ООО НПП «Универсал Прибор»

199004, г. Санкт-Петербург, 8-я линия, д. 59, корп. 2, лит. Б

тел.: +7 (812) 334-55-66

факс: +7 (812) 329-94-25

111123, г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 56, стр. 32, оф. 361

тел.: +7 (495) 632-02-92

факс: +7 (495) 775-84-37

e-mail: pribor@pribor.ru

www.pribor.ru