5 problémov s manipuláciou dosiek plošných spojov vyriešených pomocou našich integrovaných vákuových prísaviek

Pre výrobcov dosiek plošných spojov môže už aj najmenšia chyba pri manipulácii narušiť výrobu: poškrabaná medená cesta, doska s pórami, ktorá nedrží vákuum, alebo nesprávne vycentrovaná prísavka, ktorá upustí flexibilnú dosku s hrúbkou 0,2 mm. Tradičné vákuové upínače – so samostatnými ventilmi, objemnými rámami a prísavkami jednej veľkosti pre všetky typy – často tieto problémy ešte zhoršujú, čo vedie ku výrobnému odpadu vo výške 8–12 % a nákladom za odstávku výrobného pásu.

Preto sme navrhli našu Integrovaných vákuových prísaviek pre plošné spoje – kompaktné riešenie vyvinuté špeciálne pre jedinečné výzvy pri manipulácii s tuhými, flexibilnými a viacvrstvovými doskami plošných spojov. V tomto článku vám vysvetlíme, ako najdôležitejšie funkcie – ventily pre pórovité materiály, maticové prísavky, valce z hliníkovej zliatiny a silikónový materiál bez poškrabania – riešia päť najčastejších problémov pri manipulácii s doskami plošných spojov.

Problém 1: Únik vákuua na pórovitých doskách plošných spojov (napr. dosky s vysokou hustotou prepojení)

Vysokohustotné spoje (HDI) a dosky s termálnymi vývodmi (otvory 0,1–0,3 mm) sú nočnou morou pre bežné vakuové prísavky. Vzduch uniká cez póry, čo vás núti zvyšovať vakuový tlak – čím hrozí deformácia dosky alebo poškodenie krehkých komponentov, ako sú SMD čipy. Jedna z našich klientiek, výrobca PCB pre lekársku techniku, mesačne stratila 9 % svojich HDI dosiek kvôli únikom.

Naše vakuové prísavky obsahujú zabudované Špecifické porózne spätné ventily pre dosky plošných spojov ktoré tesnia jednotlivé komory prísaviek v okamihu, keď je zistený únik vzduchu. Každá prísavka v matrici funguje ako samostatná jednotka – ak jedna prísavka zakryje vývod alebo otvor, jej spätný ventil sa automaticky zatvorí a zabráni úniku vzduchu cez celý upínač. Nie je potrebné ani vonkajšie ventily, ani manuálne nastavovanie tlaku: systém sa prispôsobí hustote otvorov (5–20 otvorov/cm²) už za 0,05 sekundy.

Klient vyrábajúci PCB dosky v medicínskom priemysle zaznamenal okamžité výsledky: podarilo sa mu znížiť odpad spôsobený únikmi na 1,2 % do 2 týždňov, čím ušetril 36 000 USD/mesačne na nákladoch na materiál.

Problém č. 2: Poškriabania na povrchoch PCB (medené spoje, lútovacie masky)

Aj mäkké gumové prísavky môžu zanechať stopy na lútovacích maskách alebo poškriabať odkryté medené spoje, najmä pri manipulácii s tenkými flexibilnými PCB doskami (hrúbka 0,1–0,3 mm). Výrobca spotrebného elektronického zariadenia, s ktorým sme spolupracovali, nám uviedol, že odmietali 7 % dosiek výhradne z dôvodu estetického poškodenia – väčšinou spôsobeného trením prísavok.

Nahradili sme štandardné gumové prísavky ultramäkkými silikónovými prísavkami potravinárskej kvality (Tvrdosť Shore A 30) na odstránenie poškodenia povrchu. Tieto poháre priliehajú k nerovným povrchom dosiek plošných spojov bez nadmerného tlaku, čím zabezpečujú žiadne škratance na lútovacích maskách alebo medi. Vydržia aj teploty až do 180°C, čo ich činí bezpečnými pre manipuláciu po lútovaní (napr. po reflow peciach) a odolávajú lútovaciemu mazu a čistiacim rozpúšťadlám – na rozdiel od gumových pohárov, ktoré ztvrdnú a degradujú už po 3 mesiacoch používania.

Po prechode na naše silikónové poháre klesla miera výrobných odpadov klienta vyrábajúceho spotrebnú elektroniku na 0,8 % – čo je 89 % zlepšenie.

Bolový bod 3: Nesúhlasnosť a spadnuté dosky plošných spojov (rôzne veľkosti dosiek)

Výrobné linky dosiek plošných spojov často prepínajú medzi rôznymi veľkosťami: jednu dávku môže byť tuhá doska 100x150 mm, v ďalšej dávke potom flexibilná doska 50x80 mm. Štandardné upínače vyžadujú manuálne prepolohovanie pohárov, čo trvá 2–3 minúty na jednu výmenu a zvyšuje riziko nesúhlasnosti (a spadnutia dosiek). Pre výrobcov, ktorí denne spracúvajú viacero dávok, sa toto stratené časové množstvo scudkučí na hodiny.

Náš integrovaný upínač má 4x6 matica nastaviteľných pohárov (priemer 12 mm), ktorá eliminuje potrebu časovo náročného presúvania. Mriežka pokrýva veľkosti dosiek od 50x50 mm do 200x300 mm a príruby sa upevnia pomocou magnetického základu za 10 sekúnd – v porovnaní s 3 minútami pri tradičných upínačoch. Navyše, dizajn zabezpečuje presnosť polohovania 0,1 mm, čo je kritický detail pri zarovnávaní plošných spojov s pick-and-place strojmi a predchádza nesprávnemu umiestneniu.

Výrobca na zmluvu, ktorý denne používa 8 rôznych veľkostí plošných spojov, dosiahol 95 % zníženie času potrebného na výmenu upínačov: z 24 minút/deň na len 1,2 minúty, čím sa operátorom uvoľnil čas na vykonávanie iných úloh.

Problém 4: Objemné upínače blokujúce automatizované linky

Tradičné upínače PCB kombinujú samostatné vysávače, ventily a rámy, čo vedie k veľkému dizajnu, ktorý sa nedá umiestniť do tesných priestorov – ako medzi reflow pecami a kontrolnými stanicami. Jednému výrobcovi automobilových dosiek plošných spojov, s ktorým sme sa bavili, sa musela prebudovať celá výrobná linka, aby mohla použiť štandardný upínač, čo stálo 120 000 USD a spomalilo výrobu o 6 týždňov.

Jadro upínača sme zostavili z ľahkého valca z hliníkovej zliatiny (6061-T6) na vyriešenie problémov s priestorom a hmotnosťou. Tento materiál znižuje hmotnosť o 40 % v porovnaní s oceľovými rámami – 1,2 kg oproti 2 kg pri upínači s rozmermi 200x300 mm – čo zaručuje kompatibilitu s malými robotickými ramenami, ako je Fanuc LR Mate 200iD. Hliníkový valec tiež integruje vakuový rozvádzač priamo do svojej konštrukcie, čím sa odstránia vonkajšie hadice alebo ventily, ktoré znečisťujú linky. Okrem toho odoláva korózii spôsobenej vlhkosťou v továrni a čistiacimi chemikáliami a má životnosť 5 rokov – dvojnásobok oproti oceľovým rámom.

Automobilový klient úplne predišiel nákladnej rekonštrukcii linky; teraz dokáže umiestniť upínač do priestorov širokých len 150 mm a udržať tak svoj automatizovaný pracovný postup v súlade.

Bolový bod 5: Pomalá odozva vákua (spomaľuje výrobu)

Pri manipulácii s vysokorýchlostnými linkami PCB (30+ dosiek/minútu) môže byť už oneskorenie 0,5 sekundy pri aktivácii vákua príčinou úzkeho hrdla. Štandardné upínače potrebujú na vytvorenie tlaku 0,8–1 sekundy – príliš pomalé pre rýchle linky, ktoré závisia od konštantného výkonu. Výrobca dosiek pohyblivých telefónov nám uviedol, že toto oneskorenie obmedzovalo rýchlosť jeho linky na 32 dosiek/minútu, čo je výrazne pod cieľových 40.

Kombináciou spätných ventilov, vakuového rozvodu a prísaviek do jednej jednotky sme odstránili obmedzenia prúdenia vzduchu, ktoré spomaľujú tradičné upínače. Výsledkom je aktivácia vakuu už za 0,15 sekundy – dostatočne rýchlo na to, aby stačila sledovať linky s výkonom až 45 dosiek/minútu. Hliníkový valec tu zohráva tiež dôležitú úlohu: efektívne odvádza teplo, čím zabezpečuje neustály tlak počas nepretržitého používania, aj po 8 hodinách nezastavenej prevádzky.

Po implementácii nášho integrovaného upínača dosiahol výrobca plošných spojov pre smartfóny svoj cieľ a dokonca ho prekročil – zvýšil rýchlosť linky o 25 %, z pôvodných 32 na 40 dosiek/minútu, bez toho, aby pridal jedinú minútu prostojov.

Ako vybrať správnu integrovanú vakuovú prísavku pre vaše plošné spoje

Nie všetky dosky plošných spojov vyžadujú rovnaké riešenie manipulácie – tu je návod, ako prispôsobiť náš upínač vašim konkrétnym potrebám. Pre HDI alebo pórovité dosky plošných spojov odporúčame modely s pokročilými poistnými ventilmi, ako napríklad PCB-VAC-46P, ktorý vyniká tesnením únikov vzduchu z vývodov. Ak pracujete s flexibilnými alebo tenkými doskami plošných spojov (hrúbka menšia ako 0,3 mm), odporúčame model s pohárami z potravinárskej silikónovej gumy a režimom nízkeho tlaku, napríklad PCB-VAC-46S, na ochranu jemných povrchov.

Pre linky, ktoré denne menia medzi viacerými veľkosťami dosiek plošných spojov, je ideálny model PCB-VAC-46M – disponuje maticovou konfiguráciou pohárov a magnetickými zámkami na rýchlu rekonfiguráciu bez použitia nástrojov. Ak máte prioritu vysokorýchlostnú výrobu, model PCB-VAC-46H ponúka najrýchlejšiu odozvu vakuu, čím zabezpečíte, aby vaša linka zvládla aj najnáročnejšie ciele výrobnosti.

Pozrite si to v praxi: Vyžiadajte si bezplatný test dosky plošného spoja

Nevyžadujeme, aby ste nám verili na slovo – pošlite nám vzorku vašej najnáročnejšej DPS (tuhej, flexibilnej alebo pórovitej), a my ju otestujeme pomocou nášho integrovaného vákuového prísavky. Zdieľame s vami video z testu vrátane vlastnej správy o efektívnosti, ktorá presne ukáže, koľko odpadu a výpadkov času by ste mohli ušetriť výmenou.

? Vyžiadajte si bezplatný test DPS

? Zobraziť technické špecifikácie

? Pozrite si ukážku: Manipulácia s HDI DPS

“Predtým sme každý deň trávili 2 hodiny tým, že sme triedili poškriabané alebo upustené DPS. Teraz? Ten čas je preč – vďaka silikónovým pohárom a spätným ventilom. Je to prvý upínač, ktorý skutočne „chápe“ manipuláciu s DPS.” — Mark Chen, vedúci výroby v globálnom výrobe DPS