一種空調線(xiàn)控器針座貼裝可靠性研究與分析

摘要

通過(guò)對貼裝設備參數、吸嘴型號、料盤(pán)結構等方面的優(yōu)化，有效地解決了空調線(xiàn)控器生產(chǎn)過(guò)程中出現的針座貼裝偏位問(wèn)題。

0   引言

表面貼裝技術(shù)(SMT)是新一代電子組裝技術(shù)，將傳統的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一，從而實(shí)現了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產(chǎn)的自動(dòng)化。這種小型化的元器件稱(chēng)為SMT器件（或稱(chēng)SMC、片式器件）?？照{用線(xiàn)控器上的片式貼裝針座使用也較為廣泛，主要優(yōu)勢是占位面積小、集成度高、成本低。但也正是因為針座體積小、引腳密集，會(huì )導致貼裝過(guò)程中容易出現偏位、拋料的問(wèn)題。

圖1 空調用線(xiàn)控器針座尺寸示意圖

1   故障分析

在空調用線(xiàn)控器生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常出現貼片針座貼裝偏位、拋料等問(wèn)題產(chǎn)生，由于貼裝針座引腳密集，引腳多、尺寸小等問(wèn)題，貼裝精度要求相對較高（如圖1和圖2）。

圖2 空調用線(xiàn)控器針座結構示意圖

影響針座貼裝的主要因素有：①吸嘴型號與針座尺寸不匹配、吸嘴變形，堵塞，破損、真空氣壓不足，漏氣，造成吸料不起 ，取料不正，識別通不過(guò)而拋料；②針座識別類(lèi)型未正確選取，導致識別精度不夠，出現偏移（圖3）；③取料不在料的中心位置，取料高度不正確而造成偏位，取料不正，有偏移，識別時(shí)跟對應的數據參數不符而被識別系統當做無(wú)效料拋棄；④真空閥、真空過(guò)濾芯臟、有異物堵塞真空氣管通道不順暢，吸著(zhù)時(shí)瞬間真空不夠設備的運行速度造成取料不良；⑤識別光源選擇不當、燈管老化發(fā)光強度、灰度不夠造成處理不良；⑥針座料盤(pán)質(zhì)量較重，飛達運行帶不動(dòng)物料，出現設備報警、物料吸著(zhù)偏移、拋料問(wèn)題。

圖3 空調用線(xiàn)控器針座貼裝偏位示意圖

2   試驗方案

通過(guò)對貼片機針座設備識別的類(lèi)型調整、吸嘴型號切換、針座料盤(pán)質(zhì)量減輕等方面開(kāi)展實(shí)驗驗證，降低針座貼裝偏位、拋料問(wèn)題產(chǎn)生。具體驗證步驟如下。

圖4 101通用反射外形識別

2.1 調整針座貼裝時(shí)設備識別的類(lèi)型實(shí)驗驗證

首先，采用通用反射外形識別的方式（圖4）進(jìn)行針座貼裝，生產(chǎn)20件產(chǎn)品，約出現10件產(chǎn)品偏位和拋料問(wèn)題，不合格比例約50%。調整設備參數，使用104通用反射引線(xiàn)型識別（圖5），生產(chǎn)20件產(chǎn)品，約出現2件產(chǎn)品偏位和拋料問(wèn)題，不合格比例約10%。驗證證明采用引線(xiàn)型識別類(lèi)型可有效降低針座偏位、拋料問(wèn)題。

圖5 104通用反射引線(xiàn)型識別

2.2 吸嘴型號切換實(shí)驗驗證

為進(jìn)一步降低針座貼裝偏位、拋料問(wèn)題，提高針座貼裝可靠性，對設備貼裝使用的吸嘴進(jìn)行檢查，發(fā)現使用的M型吸嘴圓口尺寸較大（圖6），吸附針座表面非平面，存在漏氣的情況。切換使用定制的方形長(cháng)吸嘴（圖7），按照針座白色區域面積定制，保證吸嘴吸附與針座保持在1個(gè)平面，避免吸附過(guò)程漏氣導致的貼裝偏位、拋料問(wèn)題產(chǎn)生。生產(chǎn)驗證50件，出現1件偏位問(wèn)題，不合格比例約2%，貼裝不良比例大幅度降低。

圖6 通用M型吸嘴示意圖

2.3 針座料盤(pán)質(zhì)量減輕實(shí)驗驗證

針座一盤(pán)數量是6 000 PCS，質(zhì)量約2 169 g，生產(chǎn)過(guò)程中編帶料盤(pán)過(guò)重，生產(chǎn)存在卡頓，設備不定時(shí)報警，針座貼裝偶發(fā)拋料問(wèn)題。通過(guò)優(yōu)化料盤(pán)數量，更改為3 000 PCS一盤(pán)，包裝邊孔間距更改（改前為8 mm，改后為12 mm），設備運行正常，送料未出現卡頓報警問(wèn)題（圖8~圖9）。

圖7 定制方形長(cháng)吸嘴示意圖

3   試驗結果

實(shí)驗通過(guò)對針座貼裝設備識別的類(lèi)型采用104通用反射引線(xiàn)型，將針座偏位拋料故障率由原來(lái)的50%降至10%；再通過(guò)切換定制方形長(cháng)吸嘴，將故障率下降至2%；最后通過(guò)優(yōu)化料盤(pán)數量和邊孔間距，有效降低了針座貼裝飛達卡頓、報警，針座拋料問(wèn)題產(chǎn)生，大大提升了針座貼裝的可靠性。

圖8 針座料盤(pán)結構示意圖

4   結論

通過(guò)對針座貼裝設備識別的類(lèi)型采用104通用反射引線(xiàn)型、定制的方形長(cháng)吸嘴、優(yōu)化料盤(pán)數量和邊孔間距，有效降低了針座貼裝的偏位、拋料問(wèn)題，大大提升了針座貼裝的可靠性。

圖9 邊孔間距示意圖

參考文獻：

[1] 龍緒明.實(shí)用表面安裝技術(shù)與元器件[M].北京:電子工業(yè)出版社,1993:50-90.

[2] 杜中一,張欣.SMT表面組裝技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2016:95-115.

[3] 劉新,王萬(wàn)剛.SMT工藝[M].北京:機械工業(yè)出版社,2016:120-145.

[4] 賈忠中.SMT核心工藝解析與案例分析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2016:5-15.

[5] 顧靄云.表面組裝技術(shù)基礎與通用工藝[M].北京:電子工業(yè)出版社,2014:78-96.

[ 6 ] 賈忠中. S M T 可制造性設計[ M ] . 北京: 電子工業(yè)出版社,2015:98-120.

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年9月期）