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新的 SMT 设备在投入使用前需要进行哪些调试和验证工作?

信息来源于:互联网 发布于:2025-03-08

在竞争激烈的电子制造行业,表面贴装技术(SMT)设备是生产电子产品的核心装备。新购置的 SMT 设备在正式投入生产前,必须进行全面且细致的调试与验证工作,以确保设备能稳定、高效运行,生产出符合质量标准的产品。这不仅关系到生产效率,更对产品质量与企业经济效益有着深远影响。
设备安装检查
机械结构安装确认
新 SMT 设备到货后,首先要依据设备安装手册,对机械结构进行安装检查。这包括检查贴片机的机架是否稳固,各运动部件,如导轨、丝杆、滑块等的安装是否正确,有无松动或卡滞现象。例如,贴片机的 XY 运动平台,需确保导轨的平行度误差在规定范围内,一般精度要求达到 ±0.05mm,否则会影响元件贴装的精度。对于回流焊设备,要检查炉体的密封性,防止热量散失,影响焊接温度曲线的准确性。
电气连接检查
仔细检查设备的电气连接,确保电源线、信号线等布线整齐、规范,无破损或短路风险。各电气接口应牢固连接,接地系统要可靠,接地电阻需符合设备要求,一般应小于 4 欧姆。例如,在检查 AOI(自动光学检测)设备时,要确认摄像头、光源等部件的电源线和信号线连接正确,避免因连接问题导致图像采集异常,影响检测精度。
参数调试
贴片机参数调试
元件库参数设置:根据所使用的电子元件,在贴片机的元件库中准确录入元件的尺寸、形状、重量、供料方式等参数。对于 0402 规格的电阻电容,需精确设置其长、宽、高尺寸,以及引脚间距等参数,确保贴片机在吸取和贴装元件时能准确操作。
贴装头参数调整:调节贴装头的吸嘴压力、拾放高度、旋转角度等参数。吸嘴压力要根据元件重量和材质进行调整,一般轻质元件的吸嘴压力设置在 20 - 30kPa,较重元件则需调整至 40 - 50kPa。拾放高度要保证元件能准确放置在电路板的焊盘上,误差控制在 ±0.1mm 以内。
运动参数优化:优化贴片机的运动速度、加速度等参数,在保证贴装精度的前提下提高生产效率。例如,对于高速贴片机,可适当提高其在非精密贴装区域的运动速度,将 XY 轴的最大速度设置在 800 - 1000mm/s,同时确保加速度变化平稳,避免元件在运动过程中发生位移。
回流焊参数调试
温度曲线设置:回流焊的温度曲线是关键参数,需根据电路板的材质、元件类型以及焊接工艺要求进行设置。典型的温度曲线包括预热区、升温区、回流区和冷却区。对于普通 FR - 4 材质的电路板,预热区温度一般设置在 120 - 150°C,升温速率控制在 1 - 3°C/s;回流区温度达到峰值,一般在 215 - 235°C,持续时间为 40 - 90 秒;冷却区则以 3 - 5°C/s 的速率降温至 80°C 以下。
链条传输速度调整:链条传输速度要与温度曲线相匹配,确保电路板在各个温区有足够的停留时间。传输速度一般在 0.8 - 1.5m/min 之间,需通过多次试验,结合温度曲线测试仪采集的数据,确定最佳传输速度,保证焊接质量。
AOI 参数调试
图像采集参数设置:调整 AOI 设备的光源亮度、颜色、角度,以及摄像头的焦距、曝光时间等参数,以获取清晰、对比度高的电路板图像。对于检测微小元件,如 01005 芯片,可采用高亮度的白色同轴光源,并适当减小曝光时间,提高图像的分辨率。
检测算法参数优化:根据电路板的设计特点和常见缺陷类型,优化 AOI 的检测算法参数,如阈值设置、边缘检测精度等。对于检测元件偏移缺陷,可将阈值设置在 ±0.08mm,提高检测的准确性,减少误报率。
功能验证
贴片机功能验证
元件拾取验证:通过运行贴片机的元件拾取程序,检查吸嘴是否能准确吸取元件,有无漏吸、多吸现象。随机抽取不同类型的元件,如电阻、电容、IC 芯片等,各进行 50 - 100 次拾取测试,统计拾取成功率,要求成功率达到 99% 以上。
贴装精度验证:使用标准测试电路板,在不同位置贴装元件,然后通过高精度测量设备,如三坐标测量仪,测量元件的实际贴装位置与理论位置的偏差。对于 0603 及以上规格的元件,X、Y 方向的贴装精度偏差应控制在 ±0.15mm 以内,对于 0402 及以下规格的元件,偏差要求更高,应在 ±0.1mm 以内。
供料系统验证:检查供料器的送料准确性,确保元件能按照程序设定的顺序和速度准确送入贴装头的拾取位置。对每种供料器进行至少 200 次送料测试,统计送料错误次数,送料错误率应低于 0.1%。
回流焊功能验证
温度均匀性验证:在回流焊炉内放置多个温度传感器,在不同位置和高度测量炉内的温度分布情况。同一截面不同位置的温度偏差应控制在 ±5°C 以内,确保电路板上各个部位的元件都能得到均匀的加热,保证焊接质量的一致性。
焊接质量验证:使用测试电路板经过回流焊焊接后,检查焊点的质量,包括焊点的润湿性、是否存在虚焊、桥接、空洞等缺陷。随机抽取 100 - 200 个焊点进行检查,焊点缺陷率应低于 0.5%。
AOI 功能验证
缺陷检测准确性验证:准备一批带有已知缺陷类型和位置的电路板,如元件偏移、缺件、虚焊等,通过 AOI 设备进行检测,对比检测结果与实际缺陷情况,计算缺陷检测准确率。对于常见的缺陷类型,检测准确率应达到 95% 以上。
误报率验证:使用正常无缺陷的电路板,通过 AOI 设备检测,统计误报的数量。误报率应控制在 5% 以内,避免因过多误报影响生产效率。
新 SMT 设备投入使用前的调试与验证工作是一项系统且细致的工程。通过严格执行设备安装检查、精准调试各类参数,并全面进行功能验证,才能确保设备在正式生产中稳定运行,为高质量电子产品的生产提供坚实保障。
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