Я видел, как команды сжигали по две полные смены, гоняясь за “плохой паяльной пастой”, когда реальной проблемой был скучный, повторяющийся сдвиг X/Y, который проявлялся на каждой плате как часы.
Три слова: измерьте погрешность.
Потому что несоосность компонентов это не одна проблема. Это семейство проблем, и “ошибки смещения” - самые простые из них, если перестать относиться к ним как к загадке и начать относиться к ним как к борьбе в системе координат между данными CAD, фидуциалами, зрением и центром сопла.
Так что давайте поговорим о том, что люди избегают произносить вслух.
Большинство споров о “точности размещения” - это споры о времени. Если ваша линия сегодня размещает 0402 хорошо, а завтра отбрасывает все QFN на 0,12 мм к востоку, ваша машина не забыла физику. Это сделал ваш процесс.
Цель поиска
Если вы набрали это H1 в Google, вы не за покупками. У вас проблемы.
Это информационный замысел с неотложными оперативными задачамиЕсли вам нужен практический способ обнаружить ошибка смещения компонентов, Выясните, не является ли проблема в данных платы или калибровке машины, и исправьте ее, не превращая свою линию SMT в научный проект.
Вероятно, вам также нужны боеприпасы для внутреннего спора с человеком, который считает, что “AOI поймает это” означает “все в порядке”.”
Ошибки смещения имеют отпечатки пальцев
Вот модель мышления, которую я использую на реальных линиях, а не в брошюрах поставщиков.
Паттерн 1: Глобальный сдвиг (все выключено одинаково). Это кричит о проблемах с базовыми координатами/фидуциалами/платой. Или смещение опорного зажима конвейера. Или смещение калибровки камеры. Скучно. Исправимо.
Паттерн 2: Смещение компонентного класса (выключены только определенные части). Теперь вам предстоит калибровка смещения сопла, ошибки шага подающего механизма, допуск положения кармана, центрирование пикапа или настройки освещения/порога видения, которые не позволяют добиться блестящей отделки.
Узор 3: Разброс (случайные направления, случайные размеры). Это механический прогиб, перекос, проблемы с вакуумом, погнутые сопла, плохие компоненты или “помощь” оператора. Здесь также люди теряют время, потому что нет ни одного чистого рычага, за который можно было бы потянуть.
Ошибки смещения живут в Узоре 1 и 2. Именно поэтому они стоят вашего времени.
Обнаружение: перестаньте пялиться на картинки, начните извлекать цифры
Скриншоты AOI успокаивают. Но они также являются ловушкой. По картинке нельзя определить, является ли ошибка повторяющийся.
Мне нужен простой набор данных:
- Идентификатор платы (или положение на панели)
- RefDes / тип упаковки
- Погрешность X (мм)
- Погрешность по оси Y (мм)
- Погрешность тета (градусы)
- Временная метка / сдвиг
- Идентификатор машины / головки / форсунки (если можно)
Если вы можете экспортировать журналы отклонений при размещении AOI, сделайте это. Если нет, запустите короткий цикл контроля первой детали и вручную запишите 20 размещений по всем направлениям: углы, центр, детали с мелким шагом и один или два пассива.
Затем задайте один вопрос:
Является ли средняя ошибка ненулевой и стабильной?
Если да, то вы не охотитесь за призраками. Вы охотитесь за смещением.
Неприятная правда о том, что “это просто переделка”.”
Переработка больше не является ошибкой округления. Труд - это точка преткновения в 2024 году.
МПК сообщила, что 66% производителей электроники столкнулись с ростом стоимости рабочей силы (и 44% растущих материальных затрат) в их окне исследования в феврале 2024 года. Это не фоновый шум; это счет, который вы оплачиваете каждый раз, когда принимаете несоосность за норму. Согласно релизу IPC от 15 февраля 2024 года, данные были получены в ходе опроса, проведенного с 15 по 31 января 2024 года. Выпуск индекса стоимости рабочей силы МПК. (electronics.org)
Так что да, ошибки смещения имеют значение. Не потому, что они “плохого качества”. А потому что они дорогие, медленные и накапливаются.
Устранение первопричины: что я проверяю в первую очередь
Я дам вам порядок, который сэкономит время, а не тот, который красиво звучит в учебной колоде.
1) Ошибки центроида CAD / начала библиотеки (тихий убийца)
Если данные CAD неверны, Каждая калибровка, которую вы делаете, “исправляет” не то, что нужно..
Общие рассказы:
- Последовательно сдвигается только одно семейство печатных плат (например, все SOT-23 сдвинуты на +0,10 мм X).
- AOI показывает один и тот же вектор на каждой плате, независимо от расположения панели.
- Машина “размещается идеально” относительно своего собственного учебного поля зрения, но относительно прокладок она ошибается.
Исправление: проверка определений центроида и вращения в библиотеке компонентов. Проверьте несколько отпечатков. Сравните с допущениями в стиле IPC-7351, если вы их используете. И да, я видел, как одно неверное определение вращения (0° против 90°) уничтожало неделю производства.
2) Проблемы с выравниванием фидуциалов (реальность платы против убеждений машины)
Если вы используете локальные фидуциалы для точного шага, но они грязные, частично покрыты или малоконтрастные, система технического зрения “найдет” что-то, но не то, что нужно.
Быстрый тест: дважды запустите одну и ту же панель, но при этом принудительно перечитайте ее и запишите в журнал вычисленное преобразование платы. Если преобразование скачет, значит, вы нашли виновника.
Исправление: улучшите дизайн фидуциантов (размер, зазор между паяльной маской), очистите плату, настройте освещение и убедитесь, что камера видит четкий край.
3) Калибровка смещения сопла (проблема “клянусь, мы сделали это в прошлом месяце”)
Смещение сопла. Износ наконечников форсунок. Валы становятся микроизгибами. И что самое неприятное? Вы не заметите этого, пока не разместите рядом друг с другом 01005, 0402 и QFN с шагом 0,4 мм.
Если несоосность отслеживает идентификатор сопла или головки, откалибруйте смещение сопла и проверьте его с помощью известного тестового образца.
Если вы работаете на линии с частыми переключениями, включите это в свою рутину и не делайте вид, что это необязательно. Если вам нужен структурированный план поддержки, связанный с этим каденсом, это именно то, что нужно. обучение и послепродажное обслуживание должен покрывать.
4) Дрейф юстировки системы технического зрения (перестаньте доверять “заводским настройкам по умолчанию”)
Вот где я становлюсь непопулярным.
Многие “проблемы со зрением” на самом деле проблемы измерения. Поставщики любят нестандартные заявления о производительности. Пользователи любят им верить.
NIST продвигает работу по стандартизации, поскольку производители часто указывают характеристики датчиков непоследовательно, а пользователи не могут проверить их независимо. Это не теория, а мотивация, лежащая в основе их работы над стандартами и метриками производительности для систем 3D-изображения, опубликованной в 2024 году. Публикация стандартов/метрик производительности NIST. (NIST)
Перевод: если ваша система камер не проверена, не откалибрована и не утверждена, вы можете “настраивать” дрейфующую линейку.
Практичная таблица диагностики ошибок смещения
Используйте это как дерево решений, которое можно вручить уставшему начальнику смены.
| Симптом, который вы видите в AOI / микроскопе | Быстрая проверка (5-10 минут) | Вероятная причина | Поправка, которая действительно работает |
|---|---|---|---|
| Тот же сдвиг X/Y на все компоненты | Сравните журналы преобразования платы при разных запусках | Ошибка преобразования опорной точки платы / фидуциального датчика | Повторное обучение фидуцированию, улучшение захвата фидуцированных точек, проверка привязки конвейера |
| Только один пакет семья сместила | Сравните центроид CAD с центром площадки для этого отпечатка. | Ошибка центроида/вращения библиотеки | Исправьте библиотеку САПР; не “калибруйте” плохие данные |
| Ошибка следует за идентификатором/насадкой сопла | Замена насадки, повторное выполнение того же размещения | Калибровка смещения сопла / согнутое сопло | Выполните калибровку смещения форсунок; замените изношенные форсунки |
| Ошибки усугубляются на панели | Сравните углы и центр | Деформация доски, давление зажимов, поддержка панелей | Добавьте опорные штифты, уменьшите деформацию зажимов, пересмотрите оснастку для панелей |
| Детали с мелким шагом хуже пассивов | Обзор освещения/порога и окна поиска | Настройка зрения / блики / плохие фидуциалы | Регулировка освещения, пороговых значений, фидуциального дизайна; проверка выравнивания камеры |
| Случайный разброс с периодическими большими промахами | Проверьте вакуум, высоту захвата, состояние подающего механизма | Нестабильность пикапа / проблемы с шагом подающего механизма | Обслуживание подающего устройства, проверка вакуума, проверка высоты Z и параметров приемника |
Если вам нужен более полный рабочий процесс, соответствующий вашему режиму производства (прототип против массового производства), вы будете строить его по-другому. A Прототипы и мелкосерийные линии SMT может выдержать большее количество ручных проверок; высокоскоростная линия массового производства нуждается в жестком контроле, регистрации и дисциплине.
Корректирующие шаги, которые не потратят вашу неделю впустую
Предполагаю, что вам нужен фиксатор, который переживет следующую смену.
Шаг A: Докажите, является ли он глобальным или компонентным
Сделайте это первым. Всегда.
- Выберите 10 мест на доске.
- Включите как минимум: 1 BGA/QFN, 2 ИС с мелким шагом, 4 пассива, 1 разъем.
- Запишите вектор и поворот.
Если векторы похожи, считайте это глобальным. Если векторы разделены по пакетам, считайте это классом.
Шаг B: Согласование систем координат (CAD → станок → AOI)
Здесь взрослые люди начинают обвинять друг друга.
- Определение центроида CAD (начало координат, вращение)
- Библиотека машины (модель пакета, шаблон видения)
- Фидуциальное преобразование (глобальное + локальное)
- Ссылка на AOI (что AOI использует в качестве “истины”?)
Если вы не выровняете их, то будете постоянно “исправлять” не тот слой.
Шаг C: Калибруйте то, что движется, а не то, что удобно
Если ошибка связана с соплом/головкой: откалибруйте сопла. Если ошибка связана с положением платы: проверьте транспортер, зажимы, поддержку панели. Если ошибка связана с отпечатком: исправьте библиотеку.
И да, вы должны задокументировать это. Поместите это под своим собственным обещание услуг ожидания, чтобы исправления не испарились в тот момент, когда за дело возьмется новый оператор.
Шаг D: Проверка с помощью “золотой доски” и короткого прогона
Одна доска - это не подтверждение. Это надежда.
Запустите 10 плат. Выведите статистику отклонения AOI. Убедитесь, что средняя ошибка стремится к нулю, а стандартное отклонение не взрывается.
Если вы исправили только среднее значение, но увеличили разброс, вы не исправили процесс - вы просто переместили боль.
Почему это превращается в отзывы, когда вы не обращаете на это внимания
Люди, занимающиеся SMT, любят притворяться, что их проблемы заканчиваются на печи дожига.
Нет.
Уведомления CPSC об отзыве напоминают о том, что сбои в работе электроники могут стать угрозой безопасности. Например, отзыв CPSC от 16 марта 2023 года док-станций STIHL iMOW описывает проблему короткого замыкания печатной платы, которая представляла опасность возгорания; в числе инцидентов были сообщения о перегреве и возгорании. Отзыв док-станции STIHL по рекомендации CPSC. (Комиссия по безопасности потребительских товаров США)
Разве я говорю, что смещение размещения на 0,10 мм автоматически приводит к пожарам? Нет. Не драматизируйте.
Я говорю о том, что небольшая небрежность в работе превращается в системный риск после запуска в производство.
И юридические последствия тоже не теоретические. Решение и постановление КЗСК по делу В деле Amazon.com, Inc. в котором говорится о том, как Комиссия относится к обязательствам по распространению и устранению последствий, когда опасные продукты попадают к потребителям. Это не относится к SMT, но это та же история ответственности: если дефекты выходят наружу, кто-то платит. Решение и приказ CPSC Amazon (PDF).
Вопросы и ответы
Что такое ошибка смещения компонента при сборке и установке SMT?
Ошибка смещения компонента - это повторяющееся отклонение при размещении, когда машина постоянно размещает деталь в стороне от намеченного центра площадки на измеримый вектор X/Y (а иногда и поворота), обычно из-за несоответствия координат между данными CAD/библиотеки, фидуциальных преобразований или калибровки сопла/визора, а не из-за случайного механического шума. Если вы можете предсказать вектор, вы можете его исправить. Не спорьте о “точности”, пока не отделите среднее смещение от случайного разброса.
Как обнаружить и исправить ошибки смещения компонентов перед оплавлением?
Обнаружение и исправление ошибок смещения компонентов означает сбор измеренных отклонений размещения (X, Y, тета) в ходе AOI или проверки первой детали, определение того, является ли ошибка глобальной или связана с классом компонентов/соплом, а затем исправление ответственного слоя - фидуциального преобразования, центроида/библиотеки CAD, выравнивания зрения или калибровки смещения сопла - с последующей проверкой в коротком цикле. Не пропускайте проверку. Одна плата врет. Десять плат говорят.
Что вызывает перекосы при подборе и установке, которые одинаковы на всех платах?
Несоответствие расположения, повторяющееся в одном и том же направлении и размере на всех платах, обычно связано с проблемой последовательной привязки: неправильная точка отсчета платы, нестабильный захват фидуциала, неправильное начало панели или систематическое несоответствие центроида в CAD/библиотеке, которое заставляет машину “идеально” размещать детали в неправильной системе координат. Сначала проверьте преобразования. Затем проверьте библиотечные данные. Калибровка сопел не исправит плохие центроиды.
Как проблемы с выравниванием фидуциалов приводят к ошибкам при размещении компонентов печатной платы?
Проблемы с выравниванием фидуциалов приводят к ошибкам при размещении компонентов на печатной плате, поскольку искажают рассчитанное преобразование платы (перевод, поворот, иногда масштаб), когда система технического зрения неверно определяет центр фидуциала из-за низкой контрастности, загрязнения, наложения паяльной маски, бликов или неправильных окон поиска, что затем смещает каждое размещение, полученное на основе этого преобразования. Очистите фидуциалы и подкорректируйте рецепт видения. Также проверьте правила расположения фидуциалов на печатной плате.
Когда следует выполнять калибровку смещения сопла?
Калибровка смещения сопла - это процесс измерения и обновления истинной центральной линии захвата/размещения каждого сопла (и часто каждой головки), чтобы заданное положение машины соответствовало месту фактического приземления детали. Ее следует выполнять после замены сопла, обслуживания головки, повторных смещений сопла в AOI или любых изменений, влияющих на геометрию захвата. Если вы используете высокую смесь с крошечными пассивами, делайте это чаще, чем вам хочется.
Может ли смещение системы технического зрения повлиять на точность размещения SMT, даже если машина “проходит”?
Дрейф выравнивания системы технического зрения может снизить точность установки SMT, медленно смещая отображение камеры к оси, реакцию освещения или пороги обнаружения краев, так что вычисленный машиной центр компонента (и фидуциальный центр) становится смещенным, создавая последовательные смещения, которые все еще выглядят “стабильными” внутри машины, потому что внутренняя модель дрейфует вместе с ней. Вот почему работа над стандартами, связанная с производительностью измерений, имеет большое значение, но не в качестве шумихи, а в качестве проверки реальности. Работа NIST над метриками производительности зрения. (NIST)
Заключение
Если вы застряли в аду ошибок смещения, не стоит просто “настраивать” линию и надеяться. Постройте повторяющийся диагностический цикл и закрепите его в своем процессе.
Если вам нужна помощь в разработке контура для вашего типа линии - прототипа, смешанной или высокоскоростной - начните с целевого результата и проведите калибровку, обработку данных и проверку в обратном порядке. Наш сайт Решения для линий SMT под ключ и варианты решения построены именно вокруг этой проблемы. А если вам нужен быстрый разговор с инженером, а не скрипт продаж, используйте контактная страница.
