Типы установщиков SMD-компонентов
Ручные (механизированные)
Подходят для монтажа прототипов и ремонта. Отличаются простотой использования и низкой стоимостью.
- Плюсы:
- низкая цена,
- простота эксплуатации,
- компактность,
- не требуют специальной упаковки компонентов (работа с россыпью)
- Минусы:
- очень низкая скорость работы, полностью зависящая от оператора,
- сложность работы с малогабаритными компонентами,
- зависимость от человеческого фактора.
Полуавтоматические
Используют вакуумный пинцет или механический захват для переноса компонентов. Подходят для монтажа небольших (опытных) партий печатных плат
- Плюсы:
- более высокая точность, чем у ручных моделей,
- умеренная цена.
- Минусы:
- низкая скорость работы,
- требуют ручного позиционирования платы.
Автоматические (Pick-and-Place)
Подобные автоматы поверхностного монтажа используются в серийном производстве. Оснащены системой точного позиционирования, подачей компонентов и программным управлением.
- Плюсы:
- высокая скорость и точность,
- работа с любыми типами компонентов, от чипов размерами менее одного миллиметра до крупных соединителей и микросхем,
- минимальное вмешательство оператора.
- Минусы:
- высокая стоимость,
- требуют настройки и обслуживания,
- более жесткие требования к упаковке компонентов и применяемым материалам
Ключевые критерии выбора
Скорость работы (производительность)
Производительность – основной критерий выбора, так как именно по нему обычно ориентируются при подборе оптимальной модели, а также потому, что она влияет практически на все остальные характеристики. В том числе, на тип оборудования.
При выборе установщика можно встретить два показателя производительности. Первый – максимальный – показывает, какое количество компонентов, самых легких с точки зрения монтажа, установщик поставит в идеальных условиях. Второй – производительность по IPC 9850. Методика, изложенная в этом стандарте, предполагает замеры скорости на платах с разными типами компонентов. Скорость по IPC 9850 будет меньше, чем максимальная расчетная. Наконец, реальная скорость работы будет еще ниже, чем по IPC 9850, так как оборудование останавливается для замены питателей или по каким-либо другим причинам.
Примерные значения производительности установщиков следующие:
- Ручные установщики могут обеспечить производительность 75-150 компонентов в час.
- Полуавтоматические — 300-1000 компонентов в час.
Автоматические делятся дополнительно на:
- Установщики малой производительности – 1200-3500.
- Средней производительности – 3000-8000.
- Высокоскоростные – 9000-30 000.
Соответственно, чем выше производительность, тем дороже устройство.
Система подачи компонентов
- Ленточные питатели (Tape Feeders) — для малогабаритных компонентов в лентах,
- Вибропитатели — для компонентов в пеналах, также можно встретить формулировку «в стиках» (от англ. Stick). Как правило, это микросхемы в корпусах SOIC-8 или примерно такие же по габаритам,
- Питатели из поддонов (англ. Tray feeder) – для крупногабаритных микросхем,
- Ручная загрузка — подходит для прототипирования.
Точность позиционирования
Точность зависит от типов (и габаритов) используемых для установки компонентов. Однако сейчас все современные модели автоматических установщиков обеспечивают точность позиционирования в 25 мкм. Этого достаточно даже для работы с компонентами типоразмера 0201 (0,6х0,3 мм).
Тип системы управления
Установщики SMD могут использовать разные системы управления:
На программируемых контроллерах (PLC, микропроцессоры)
- Характеристики:
- Автономная работа без ПК
- Прошивка загружается один раз, дальнейшее управление через интерфейс машины
- Невысокая гибкость в настройках
- Плюсы:
- Надежность – нет зависимости от ОС.
- Быстрый старт – не требует подключения к компьютеру.
- Минусы:
- Ограниченные возможности обновления ПО
- Сложность интеграции с CAD/CAM-системами
На встроенном или внешнем ПК
- Характеристики:
- Управление через компьютер (внешний или встроенный).
- Поддержка сложных алгоритмов и обновлений.
- Совместимость с CAD-файлами (Gerber, Excel BOM).
- Плюсы:
- Гибкость настройки.
- Простота обновления ПО.
- Возможность интеграции в производственную линию.
- Минусы:
- Зависимость от стабильности ОС.
- Более высокая стоимость.
Тип позиционирования
Сейчас используется две системы позиционирования:
- Лазерное. Устанавливается в оборудовании с низкой производительностью. Ключевое преимущество лазерного позиционирования – невысокая цена, однако скорость и точность его работы (присутствует определенный процент отбраковки компонентов из-за ошибочного распознавания) уступает второй системе.
- Машинное зрение. Система из камеры и ПО, обеспечивающая высокую скорость и точность распознавания и размещения, автоматическую идентификацию платы, калибровку и выбраковку дефектных элементов. Однако она требует больших вычислительных мощностей, поэтому используется только на установках с компьютерным управлением и отличается существенно более высокой ценой.
Заключение
Выбор установщика SMD компонентов зависит от задач:
- Для ремонта и прототипирования подойдут ручные или полуавтоматические модели.
- Для мелкосерийного производства — полуавтоматы с питателями.
- Для массового выпуска плат — автоматические Pick-and-Place машины.
Тип системы управления также играет важную роль:
- Контроллерные системы надежны и просты, но менее гибкие.
- ПК-управляемые установщики дают больше возможностей, но требуют стабильной ОС.
Однако по-настоящему главной характеристикой все же считается производительность, и именно от нее стоит отталкиваться в первую очередь.
