5 проблем з обробки PCB, які вирішують наші інтегровані вакуумні присоски

Для виробників PCB навіть найменша помилка в обробці може зупинити виробництво: подряпана мідна доріжка, пориста плата, що не утримує вакуум, або неправильно вирівняний присосок, що скидає гнучку PCB товщиною 0,2 мм. Традиційні вакуумні захоплювачі — з окремими клапанами, громіздкими рамами та однаковими присосками — часто ще більше погіршують ці проблеми, викликаючи брак у розмірі 8–12% і дорогу простої лінії.

Ось чому ми створили наш Інтегрованих вакуумних присосок для друкованих плат — комплексне рішення, розроблене для вирішення унікальних проблем обробки жорстких, гнучких і багатошарових PCB. У цьому блозі ми розглянемо, як саме його ключові особливості — перевірні клапани для пористих матеріалів, матричні присоски, циліндри з алюмінієвого сплаву та силикон без подряпин — вирішують 5 найпоширеніших проблем обробки PCB.

Проблема 1: Витік вакууму на пористих PCB (наприклад, платах з високощільною компоновкою)

Для стандартних гвинтів важко працювати з багатошаровими друкованими платами (HDI) та платами з термовиводами (отвори 0,1-0,3 мм). Повітря виходить через отвори, тому доводиться збільшувати тиск вакууму, що може призвести до деформації плати або пошкодження чутливих компонентів, таких як SMD-чіпи. Один із наших клієнтів, виробник плат для медичних приладів, щомісяця втрачав 9% HDI-плат через витік повітря.

Наші гвинті оснащені вбудованими Пористими зворотними клапанами, призначеними для плат які герметизують окремі камери гвинтів, як тільки виявляється повітря. Кожен гвинт у матриці працює як окрема одиниця — якщо один гвинт накриває вивід або отвір, його зворотний клапан автоматично закривається, запобігаючи витоку повітря по всьому захоплювачу. Не потрібно зовнішніх клапанів або ручних регулювань тиску: система адаптується до щільності отворів (від 5 до 20 отворів/см²) всього за 0,05 секунди.

Клієнт, що виготовляє медичні друковані плати, відчув результати відразу: втрати через витоків скоротилися до 1,2% протягом двох тижнів, що дозволило економити 36 000 доларів на місяць на матеріалах.

Проблема 2: Подряпини на поверхні друкованих плат (мідні провідники, лаки для пайки)

Навіть м’які гумові присоски можуть залишати сліди на лаках для пайки або подряпувати відкриті мідні провідники, особливо при обробці тонких гнучких друкованих плат (товщиною 0,1–0,3 мм). Виробник побутової електроніки, з яким ми співпрацювали, повідомив, що відкидав 7% плат через естетичні пошкодження — у більшості випадків викликані тертям присосок.

Ми замінили стандартну гуму на надм’які силіконові присоски харчового класу (твердість Shore A 30) для усунення пошкодження поверхні. Ці вакуумні чашки пристосовуються до нерівних поверхонь друкованих плат без надмірного тиску, забезпечуючи відсутність подряпин на лакових покриттях або міді. Вони також витримують температуру до 180°C, що робить їх безпечними для обробки після пайки (наприклад, після ріфлоу-печей), а також стійкі до флюсу та очищувальних розчинників — на відміну від гумових чашок, які твердіють і деградують після 3 місяців використання.

Після переходу на наші силиконові чашки рівень браку через естетичні дефекти у клієнта, що виробляє побутову електроніку, знизився до 0,8% — на 89% краще, ніж раніше.

Проблема 3: Несумісність та падіння друкованих плат (різноманітні розміри плат)

Лінії виробництва друкованих плат часто перемикаються між різними розмірами: одна партія — це жорстка плата 100x150 мм, наступна — гнучка плата 50x80 мм. Стандартні захоплювачі вимагають ручного переpositionування чашок, що займає 2–3 хвилини на кожну зміну та збільшує ризик несумісності (та падіння плат). Для виробників, що виконують кілька партій щодня, це в сумі складає години втраченої продуктивності.

Наш захоплювач інтегрований має матриця 4x6 із регульованих ковпачків (діаметром 12 мм кожна), що виключає необхідність у трудомісткому переpositioning. Матриця охоплює розміри плат від 50x50 мм до 200x300 мм, а чашки фіксуються за допомогою магнітної основи всього за 10 секунд — на відміну від 3 хвилин для традиційних захоплювачів. Крім того, конструкція забезпечує точність позиціонування 0,1 мм, що є критичним для узгодження друкованих плат з машинами типу pick-and-place та уникнення неправильного розташування.

Виробник, що виконує замовлення, використовуючи 8 різних розмірів друкованих плат щодня, досяг зниження часу зміни оснащення на 95%: з 24 хвилин/день до лише 1,2 хвилини, що дозволило операторам зосередитися на виконанні інших завдань.

Проблема 4: Громіздкі захоплювачі, що блокують автоматичні лінії

Традиційні затискачі для друкованих плат об'єднують окремі вакуумні насоси, клапани та рами, що призводить до громіздкого дизайну, який не вписується в обмежені простори — наприклад, між пічами для рифлоу та інспектиними станціями. Одному виробнику друкованих плат, з яким ми спілкувалися, довелося перепроектувати всю лінію, щоб встановити стандартний затискач, що витратило 120 000 доларів і затримало виробництво на 6 тижнів.

Ми створили основу затискача з легкого алюмінієвого циліндра (марка 6061-T6), щоб вирішити проблеми з місцем і вагою. Цей матеріал зменшує вагу на 40% порівняно зі сталевими рамами — 1,2 кг порівняно з 2 кг для затискача розміром 200x300 мм, що робить його сумісним з невеликими роботизованими маніпуляторами, такими як Fanuc LR Mate 200iD. Алюмінієвий циліндр також інтегрує вакуумний колектор безпосередньо в свою конструкцію, виключаючи зовнішні шланги та клапани, які заважають лініям. Крім того, він стійкий до корозії від вологи на виробництві та чистячих засобів, має термін служби 5 років — у два рази більше, ніж у сталевих рам.

Клієнт у сфері автомобілебудування повністю уникнув витратного перепроектування лінії; тепер вони встановлюють захоплювач у простори шириною всього 150 мм, зберігаючи автоматизований процес виробництва.

Проблема 5: Повільна відповідь вакууму (затримує виробництво)

Під час обробки високошвидкісних ліній з виробництва друкованих плат (30+ плат/хв) навіть 0,5-секундна затримка активації вакууму може призводити до вузьких місць. Стандартні захоплювачі витрачають 0,8-1 секунду на створення тиску — цього замало для швидкісних ліній, які залежать від стабільної продуктивності. Виробник друкованих плат для смартфонів повідомив нам, що ця затримка обмежує швидкість їхньої лінії 32 платами/хв, що значно нижче їхньої мети — 40 плат/хв.

Об'єднавши зворотні клапани, вакуумний колектор і чашки в єдиний блок, ми усунули обмеження потоку повітря, які уповільнюють роботу традиційних захоплювачів. У результаті, активація вакууму відбувається всього за 0,15 секунди — цього достатньо, щоб встигати за лініями з продуктивністю 45 плат/хвилину. Алюмінієвий циліндр також відіграє важливу роль: він ефективно відводить тепло, забезпечуючи стабільний тиск під час тривалої роботи, навіть після 8 годин безперервної експлуатації.

Після впровадження нашого інтегрованого захоплювача виробник друкованих плат для смартфонів досяг і перевиконав поставлену мету — збільшив швидкість лінії на 25%, з 32 до 40 плат/хвилину, не додавши жодної хвилини часу простою.

Як вибрати правильний інтегрований вакуумний присосок для ваших друкованих плат

Не всі плати вимагають однакового рішення для обробки — ось як підібрати наш грейфер під ваші конкретні потреби. Для HDI або пористих плат вибирайте моделі з передовими пористими зворотними клапанами, наприклад PCB-VAC-46P, який чудово ущільнює повітряні витоки з переходів. Якщо ви працюєте з гнучкими або тонкими платами (товщиною менше 0,3 мм), обирайте модель із чашками з силикону харчового класу та режимом низького тиску, наприклад PCB-VAC-46S, щоб захистити делікатні поверхні.

Для ліній, які щодня перемикаються між різними розмірами плат, ідеально підходить PCB-VAC-46M — він має матричне розташування чашок із магнітними замками для швидкого переміщення без використання інструментів. Якщо для вас пріоритетна висока швидкість виробництва, PCB-VAC-46H забезпечує найшвидшу відповідь вакуумної системи, щоб ваша лінія встигала навіть за найвищими показниками продуктивності.

Подивіться, як це працює: замовте безкоштовне тестування плат

Не вірте нам на слово — надішліть нам зразок вашої найскладнішої друкованої плати (жорсткої, гнучкої чи пористої), і ми протестуємо її за допомогою нашого інтегрованого вакуумного присоска. Ми поділимося відеозаписом тесту, а також персоналізованим звітом про ефективність, який покаже, наскільки саме знизяться відходи та простої, якщо ви перейдете на нашу технологію.

? Замовити безкоштовне тестування друкованої плати

? Переглянути технічні характеристики

? Дивитися демонстрацію: робота з HDI друкованими платами

«Раніше ми витрачали по 2 години на день на сортування подряпаних чи випущених друкованих плат. Тепер цього часу немає — дякуючи силіконовим присоскам і зворотним клапанам. Це перший захоплювач, який справді «розуміє», як поводитися з друкованими платами». — Марк Чень, менеджер виробництва у світового виробника друкованих плат