SMD установщики – для печатных плат. Принцип работы.

Электроника прочно заняла нишу в жизни человека на бытовом и производственном уровне. Нас повсюду окружают различные автоматические приборы, компьютеры, телевизоры, счётчики и другое. В каждом из них есть печатная плата. Это основа любого электронного изделия. Она состоит из транзисторов, диодов, микросхем, резисторов и конденсаторов. Относительно недавно платы вручную заполнял (набивал) человек. Это и сейчас практикуется. Но прогресс механизации труда позволил высвободить работу людей, заменив их усердия машинами – SMD установщиками. Они заметно ускоряют процессы производства, обеспечивая высокую точность и прекрасное качество товаров микроэлектроники.

SMD (Surface Mounted Device) — Детали Поверхностного Монтажа.

Кому и зачем нужны печатные платы?

Односторонняя или однослойная печатная плата (ОПП) – это площадочный модуль межсоединений контактов деталей, таких как: транзисторы, диоды, микросхемы, резисторы и конденсаторы. Она компактно размещается в приборе или технике, в следствии чего удаётся: добиться уменьшения размеров устройства; сократить издержки на его производство; снизить стоимость товара для потребителя.  

Для масштабного производства печатных плат используются роботизированные машины – SMD установщики. 

Благодаря их высокоскоростной работе, платы без перебоя поступают на конвейерные сборочные линии таких устройств, как:

1. Цифровая техника: фотоаппараты, видеокамеры, телевизоры, смартфоны и другое.
2. Автомобильные блоки управления двигателем.
3. Логические программируемые контроллеры.
4. Медицинское оборудование.
5. Бытовая техника и прочее.

Вдобавок к этому, печатные платы используются в ремонте техники. Например, повреждённую или сгоревшую ОПП можно заменить новой. Оператор SMD установки сделает её по схеме на заказ. Благодаря этому техника продолжит работать, а не отправится на утилизацию. 

Принцип работы SMD установщика

Процесс миниатюризации твердотельной электроники в цифровую микроэлектронику начался в 1970-х гг. Тогда стали появляться станки для печати SMD-компонентов. Однако ручной труд радиотехников всё ещё активно использовался. С годами технология эволюционировала, и теперь аппараты для набивки печатных плат работают повсюду. Их могут приобрести даже любители радиоэлектроники, чтобы не заниматься набивкой и пайкой ОПП часами. 

В настоящее время, станкостроители оборудования высокой точности предлагают рынку микроэлектроники два типа SMD установщиков:

1. Револьверный.
2. Портальный.

Револьверный тип оборудования (базовый) отличается высокой производительностью, до нескольких сотен устанавливаемых элементов: от типоразмера 0201 до компонентов в матричных корпусах размером 10 мм. Скорость 25 000 – 40 000 деталей в час. Поэтому его используют для печати плат в промышленных масштабах. В качестве набивки компонентов здесь используется барабанная головка (как у револьвера) с большим количеством захватывающих головок (10 и более). Плата закреплена на столе, а головка крутится и скользит сверху на салазках влево и вправо, захватывая нужные детали из контейнеров матрицы, устанавливая их (набивая) на место. Процесс управляется логическим контроллером. Машина данного типа оборудована высокоточными камерами фиксации, которые помогают координировать работу револьверной головки.  

Портальный тип оборудования монтажа SMD – менее производительный вид техники, поэтому используется в мелкосерийном производстве. Также способен установить до нескольких сотен деталей на плату, но уже в корпусах SMT (SOD, SOT, SOIC, PLCC, CCGA, BGA), а также компоненты сложной формы. Скорость монтажа 5 000 – 15 000 деталей в час. Захватывающая головка перемещается влево и вправо по салазкам над неподвижной платой; забирает из питательной ленты компоненты и набивает ими рабочую поверхность. Управляется оптической интеллектуальной системой, которая предотвращает установку перевёрнутых или неправильно захваченных деталей.

Преимущества SMD установщиков:

1. Высокоскоростная работа оборудования без участия оператора.
2. Максимальная точность установки электронных компонентов.
3. Возможность обслуживания без остановки линии.
4. Обновляемые возможности библиотеки деталей.
5. Надёжность и простота эксплуатации.
6. Увеличение объёмов производства.
7. Работа с платами разного размера.

Обзор моделей

Производители высокоточного SMD оборудования предлагают рынку микроэлектроники разные виды установщиков: мелкосерийные, среднесерийные и крупносерийные. Инженерами продуман каждый этап производственного процесса, от взаимодействия со складом до удалённого программирования и диагностики. Выбирать подходящую модель стоит по параметрам быстродействия. Каждое производство индивидуально, поэтому учесть все факторы можно лишь обладая соответствующим опытом. Для наглядности предлагаем обзор 5-и моделей SMD установщиков, с кратким описанием и основными характеристиками.

Установщик SMD компонентов TM802A

Портальный SMD установщик цикличного действия. Классифицируется, как промышленное оборудование начального уровня. Предназначен для мелкосерийного производства. Подходит для мастерских по ремонту электроники. Основные детали машины: рабочая головка с соплами; верхняя и нижняя системы видеофиксации; координатный рабочий стол и подающие лотки. Оснащена цифровой системой управления с панелью отображения параметров цикла. 

• Максимальный размер печатной платы: 10х10～330х340 мм; 
• Диапазон перемещения осям X,Y: 395х450 мм; 
• Производительность: 5500 комп/час; 
• Размеры компонентов: 0402-5050,SOP, TQFP, QFN; 
• Питание: 220 В (110 В), 50 Гц; 
• Мощность: 150 Вт; Вес: 60 кг.

Установщик SMD компонентов SMT 660

Высокоскоростная малогабаритная монтажная SMD машина цикличного действия, с пневматикой. Оснащена закрытой операционной зоной; высокоточными линейными рельсами; головкой с соплами захвата; 8-ю камерами распознавания для точности позиционирования и 17-дюймовым монитором управления (формат – 4:3; разрешение – 1280х1024). Может эксплуатироваться на промышленном объекте, а также использоваться для среднесерийного производства, или в мастерских микроэлектроники.

• Производительность: 9600 комп/ч.; 
• Количество вакуумных захватов: 6 шт.; 
• Количество питателей: 64 шт. (8 мм); 
• Диапазон перемещения осям X,Y: 600×455 мм; 
• Габаритные размеры: 1450×1370×1550 мм; 
• Питание: 220 В (110 В), 50 Гц; 
• Мощность: 500 Вт; Вес: 500 кг.

Установщик SMD компонентов MT-60

Высокоскоростной SMD установщик для мелкосерийного производства и прототипирования. Оснащён каркасной рамой и роликами для мобильности. Допускает одновременную загрузку в машину до 56 различных типов компонентов. Обладает такими функциями, как: диагностика неисправностей; обнаружение утечек вакуума; выявление заторов; детекция падения давления. Работает под управлением ПК с операционной системой Windows XP/Win 7/Win8.

• Производительность: до 6200 комп/ч.; 
• Максимальный размер печатной платы: 300×400 мм; 
• Питание: 220В; 
• Габаритные размеры: 1566×884×367 мм; 
• Вес: 110 кг.

Установщик SMD компонентов CHMT530P

Стационарный высокоскоростной установщик SMD компонентов цикличного действия, с пневматикой. Используется в производстве печатных плат для: бытовой техники; систем безопасности; медицинских приборов; средств коммуникации; военно-промышленного комплекса и т.п. Оснащён закрытой операционной зоной и 2-я монтажными головками. Пневматические податчики Yamaha.

• Производительность: 6500 комп/ч.; 
• Максимальное перемещение по осям X,Y,Z: 510×450×15 мм; 
• Размер печатной платы: 350×250 мм; 
• Система управления Embedded Linux.; 
• Питание: 220 В 50 Гц / AC110 В 60 Гц; 
• Габаритные размеры: 890×680×490 мм; 
• Мощность: 250 Вт; Вес: 110 кг.

Автоматический установщик SMD компонентов KAYO-1706-3DSG

Высокоскоростной линейный SMD-установщик непрерывно-цикличного действия. Способен работать без оператора. Предназначен для промышленной эксплуатации, а также подходит для работы на мелкосерийном производстве и в небольшой мастерской. Оснащён 6-ю головками; серводвигателями Panasonic; 2-я мониторами управления 1024 x 760 мм.

• Мощность: 600 Вт; 
• Напряжение: 220 В; 
• Питатели: 8/12/16/24/32 мм; 
• Максимальные габариты печатной платы: 600 x 430 мм; 
• Диапазон перемещения осям X,Y: 700 x 619 мм; 
• Максимальная скорость монтажа: 13 000 комп/час; 
• Операционная система: Windows 7/XP;
• Монтируемые компоненты: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 45х45, QFP, BGA с шагом выводов ≥0,3 мм; 
• Габаритные размеры: 1395x1180x1376; Вес: 450 кг.

Как видно, монтажное SMD оборудование действительно представлено изготовителями развёрнутым ассортиментом. Есть модели для промышленного серийного производства, для мастерских, а также для прототипирования.

Заключение

SMD установщики – полезные машины для изготовления печатных плат. Ведь современная цифровая техника вся укомплектована ОПП, без которых не будет работать. Кроме этого, монтажное SMD оборудование используется для восстановления плат и прототипирования. Всё это делает его практически незаменимым в жизни современного человека.