5 problema kod rukovanja PCB-ovima riješeno našim integriranim vakuumskim usisnim čašama

Proizvođačima PCB-a i najmanja pogreška kod rukovanja može zaustaviti proizvodnju: ogrebana bakrena staza, ploča s porama koja ne zadrži vakuum ili nepravilno poravnata usisna čaša koja ispusti fleksibilnu PCB ploču debljine 0,2 mm. Tradicionalni vakuumski griperi – s odvojenim ventilima, masivnim okvirima i usisnim čašama jedinstvene veličine – često pogoršavaju ove probleme, što dovodi do stope odbacivanja od 8–12% i skupih zaustavljanja linije.

Zato smo dizajnirali naš PCB ploča s integriranim vakuumskim čašama – sveučilišno rješenje izgrađeno za jedinstvene izazove kod rukovanja krutim, fleksibilnim i višeslojnim PCB pločama. U ovom blogu objasnit ćemo kako njegove ključne značajke – ventili za provjeru poroznosti, čaše u matricnom stilu, cilindri od aluminijevog legiranog materijala i silikon bez ogrebotina – rješavaju pet najvećih problema kod rukovanja PCB-ovima.

Problem 1: Curenje vakuma na poroznim PCB-ovima (npr. pločama s visokom gustoćom međusobnih veza)

HDI pločice i ploče s termalnim vijama (rupe od 0.1-0.3 mm) predstavljaju košmar za standardne vakuumskih čašice. Zrak prolazi kroz rupe, što vas prisiljava da povećate vakuumsku snagu – što pak nosi rizik od deformiranja ploče ili oštećenja osjetljivih komponenti poput SMD čipa. Jedan naš klijent, proizvođač medicinske elektronike, gubio je 9% svojih HDI ploča mjesečno zbog pada uslijed curenja.

Naše vakuumskih čašice uključuju ugrađene Nepovratne porozne ventile za ploče koji zatvaraju pojedinačne komore čašica čim se detektira zrak. Svaka čašica u matrici djeluje kao neovisna jedinica – ako jedna čašica prekriva viju ili rupu, njezin nepovratni ventil se automatski zatvara, sprječavajući curenje zraka kroz cijeli griper. Ne treba ni vanjske ventile ni ručna podešavanja tlaka: sustav se prilagodi gustoći rupa (od 5 do 20 rupa/cm²) za svega 0.05 sekundi.

Klijent koji se bavi medicinskim PCB-ovima primijetio je odmah rezultate: unutar dvije sedmice smanjio je otpad povezan s curenjem na 1,2%, čime je uštedio 36.000 USD mjesečno na troškovima materijala.

Problem 2: Ogribotine na površinama PCB-a (bakrene staze, solder maskama)

Čak i mekani gumirani vakuumski ventili mogu ostaviti mrlje na solder maskama ili ogrebsti izložene bakrene staze, posebno kod rukovanja tankim fleksibilnim PCB-ovima (debljine 0,1–0,3 mm). Proizvođač potrošačke elektronike s kojim smo surađivali rekao nam je da odbacuju 7% ploča isključivo zbog kozmetičkih oštećenja – u većini slučajeva zbog trenja vakuumskih ventila.

Zamijenili smo standardnu gumu ultra mekim silikonskim ventilima za uporabu u prehrambenoj industriji (Tvrdća Shore A 30) kako bi se uklonila oštećenja na površini. Ove čaše pristaju uz nejednake površine PCB-a bez primjene pretjeranog pritiska, osiguravajući da ne dođe do ogrebotina na solder maskama ili bakru. Također izdržavaju temperature do 180°C, što ih čini sigurnim za rukovanje nakon lemljenja (kao što je nakon reflow pećnica), a otporne su na flux i čistuća sredstva, za razliku od gumenih čaša koje se očvrsnu i degradiraju nakon samo 3 mjeseca korištenja.

Nakon prelaska na naše silikonske čaše, stopa odbacivanja proizvoda zbog kozmetičkih grešaka kod klijenta koji proizvodi potrošačku elektroniku smanjila se na 0,8% - poboljšanje od 89%.

Problem 3: Nepravilan poravnanje i ispuštanje PCB-a (Različite veličine ploča)

Linije za proizvodnju PCB-a često mijenjaju veličine: jedna partija može biti kruta ploča dimenzija 100x150 mm, a sljedeća partija može biti fleksibilna ploča dimenzija 50x80 mm. Standardni stezni uređaji zahtijevaju ručno premještanje čaša, što traje 2-3 minute po promjeni i povećava rizik od nepravilnog poravnanja (i ispuštanja ploča). Za proizvođače koji rade više partija dnevno, to se zbraja u sate izgubljene produktivnosti.

Naš ugrađeni stezni uređaj ima 4x6 matrica prilagodljivih čaša (promjer 12 mm svaki) koja uklanja potrebu za vremenski zahtjevnim premještanje. Matrica pokriva ploče veličina od 50x50 mm do 200x300 mm, a šolje se fiksiraju magnetskom podlogom za samo 10 sekundi – u usporedbi s 3 minute za tradicionalne stezne uređaje. Osim toga, dizajn održava točnost pozicioniranja od 0,1 mm, što je ključna detalj za usklađivanje PCB ploča s strojevima za hvatanje i postavljanje te izbjegavanje pogrešnog pozicioniranja.

Proizvođač na ugovor koji je svakodnevno koristio 8 različitih veličina PCB ploča postigao je smanjenje vremena za preinaku za 95%: od 24 minute/dan na svega 1,2 minute, čime su operateri dobili više vremena za druge zadatke.

Problem 4: Veliki stezni uređaji koji blokiraju automatizirane linije

Tradicionalni PCB stezni elementi kombiniraju odvojene vakuum pumpe, ventile i okvire, što rezultira masivnom konstrukcijom koja se ne može smjestiti na ograničenim prostorima – poput prostora između reflovnih peći i inspekcione stanice. Jedan proizvođač PCB-a za automobile morao je preurediti cijelu proizvodnu liniju kako bi prilagodio standardni stezni element, projekt koji je koštao 120.000 USD i odugovlačio proizvodnju 6 tjedana.

Kern steznog elementa izgradili smo koristeći lagano tijelo cilindra od aluminijumske legure (6061-T6 kvaliteta) kako bi se riješili problemi ograničenog prostora i težine. Ovaj materijal smanjuje težinu za 40% u poređenju s čeličnim okvirima – 1,2 kg naspram 2 kg za stezni element dimenzija 200x300 mm – što ga čini kompatibilnim s manjim robotskim rukama poput Fanuc LR Mate 200iD. Aluminijumski cilindar također ugrađuje vakuum kolektor direktno u svoju strukturu, eliminirajući vanjske cijevi ili ventile koji zagušljuju linije. Osim toga, otporan je na koroziju izazvanu vlagom u fabrici i čistim kemikalijama, s trajnošću od 5 godina – dvostruko više u poređenju s čeličnim okvirima.

Klijent iz automobilske industrije je izbjegao skupu preradu linije; sada ugrađuju hvataljku u prostore šire od 150 mm, čime održavaju automatski tijek rada na okupu.

Problem 5: Spori odziv vakuuma (odugovlačenje u proizvodnji)

Kod rada s visokobrzanim PCB linijama (30+ ploča/minutu), čak i 0,5 sekundi kašnjenja aktivacije vakuuma može izazvati gužve. Standardne hvataljke trebaju 0,8-1 sekundu da postignu pritisak – presporo za brze linije koje se oslanjaju na kontinuiranu proizvodnju. Proizvođač pločica za pametne telefone rekao nam je da ih ovo kašnjenje ograničava na brzinu linije od 32 ploče/minutu, znatno ispod cilja od 40.

Kombiniranjem nepovratnih ventila, vakuumske cijevi i čaša u jednu jedinicu, uklonili smo ograničenja protoka zraka koja usporavaju tradicionalne grippere. Rezultat je aktivacija vakuuma već nakon 0,15 sekundi – dovoljno brzo da prati linije do 45 ploča/minuta. Aluminijski cilindar također ima značajnu ulogu: on učinkovito rasipa toplinu, osiguravajući da tlak ne padne tijekom kontinuirane uporabe, čak i nakon 8 sati neprekidnog rada.

Nakon uvođenja našeg integriranog grippera, proizvođač PCB ploča za pametne telefone postigao je i premašio svoj cilj – povećavši brzinu linije za 25 %, od 32 na 40 ploča/minuta, bez dodavanja jedne minute vremena zaustavljanja.

Kako odabrati pravi integrirani vakuumski usisni element za vaše PCB ploče

Nisu sve pločice potrebne istim rješenjem za rukovanje - ovdje je kako prilagoditi naš gripper vašim specifičnim potrebama. Za HDI ili porozne pločice, dajte prednost modelima s naprednim ventilima za provjeru poroznosti, poput naše PCB-VAC-46P, koji se izvrsno nosi s brtvljenjem curenja zraka iz provoda. Ako radite s fleksibilnim ili tankim pločicama (debljine manje od 0,3 mm), odaberite model s čašama od silikona za prehrambenu industriju i režimom niskog tlaka, poput PCB-VAC-46S, kako biste zaštitili osjetljive površine.

Za linije koje mijenjaju više veličina pločica tijekom dana, PCB-VAC-46M je idealna - ima matricu s čašama i magnetske brave za brzo i jednostavno premještanje bez alata. A ako je visoka brzina proizvodnje vaša prioritet, PCB-VAC-46H nudi najbržu reakciju vakuma, osiguravajući da vaša linija može zadovoljiti čak i najzahtjevnije ciljeve proizvodnje.

Vidite kako funkcionira: Zatražite besplatni test pločice

Ne vjerujte samo na riječ—pošaljite nam uzorak vaše najteže ploče (kruta, fleksibilna ili porozna), a mi ćemo je testirati uz pomoć naše integrirane vakuum ventila. Podijelit ćemo video snimku testa, kao i prilagođeno izvješće o učinkovitosti koje pokazuje koliko biste otpada i zastoja proizvodnje mogli uštedjeti.

? Zatražite besplatni test ploče

? Pogledajte tehničke specifikacije

? Gledajte demo: Manipulacija HDI pločama

“Prije smo trošili 2 sata dnevno na razvrstavanje ogrebenih ili paoih ploča. Sada više ne—zahvaljujući silikonskim čašicama i nepovratnim ventilima. To je prvi griper koji stvarno 'razumije' manipulaciju pločama.” — Mark Chen, voditelj proizvodnje kod globalnog proizvođača ploča