ASM E BY SIPLACE поставяща глава cp14 03109887

Работната глава SIPLACE CP14 е модул за поставяне на ядра, проектиран от ASM Assembly Systems (преди Siemens Electronic Assembly Systems) за високоскоростни и високопрецизни машини за поставяне, и е ключов компонент на машините за поставяне от серията SIPLACE X. Работната глава е оптимизирана за високообемни, висококачествени електронни производствени среди и е подходяща за ултрависокоскоростно и прецизно поставяне на 01005 върху големи интегрални схеми (като 0402, 0603, QFN, POP и др.).

2. Технически опит и пазарно позициониране

Предистория на разработката: За да се отговорят на изискванията за висока плътност на разполагане на микрокомпоненти (01005) и компоненти със специална форма в индустрии като 5G и автомобилна електроника

Пазарно позициониране: SMT производствени линии от среден до висок клас, балансиране на скоростта и прецизността (теоретичната скорост на работната глава CP14 може да достигне 156 000 CPH)

Поколенческа връзка: CP14 е подобрена версия на CP12, а основните подобрения включват:

Дюзата е с 30% по-лека

Скоростта на реакция на вакуумната система се увеличава с 20%

Добавена е функция за сканиране на повърхността на компонентите

3. Подробно обяснение на механичната структура

1. Основна механична система

Технически характеристики на подсистемата

Многоосната задвижваща система използва линеен мотор + технология за магнитно окачване (патент DE102015216789), повторяемост по оста Z ±5μm

Матрица за поставяне на глави 16 дюзи са независимо управлявани, като всяка дюза е оборудвана с независимо въртене по θ-ос (резолюция 0,01°)

Механизъм за намаляване на вибрациите. Тристепенна конструкция за намаляване на вибрациите (активно електромагнитно демпфиране + пасивен гумен буфер + пневматична пружина).

Бърза смяна на модули Модулен дизайн, време за смяна на една работна глава <90 секунди (включително калибриране)

2. Система за управление на движението

X/Y ос: задвижване с линеен мотор, максимално ускорение 3G

Ос Z: задвижване с мотор с гласова бобина, диапазон на управление на налягането 0.1-5N (програмируема стъпка от 0.01N)

θ ос: двигател с директно задвижване (DDM), скорост 3000 об/мин

IV. Електроника и сензорна система

1. Интелигентна сензорна мрежа

Тип сензор Технически параметри Функция

3D лазерен алтиметър, обхват на измерване 0-10 мм, резолюция 1 μm, детекция на компланарност на компонентите, компенсация на изкривяване на печатната платка

Система за зрение с висока честота на кадрите, 2000 кадъра в секунда, CMOS, оптична резолюция 5 μm, подравняване на компоненти в реално време и откриване на дефекти

Матричен вакуумен сензор с 16 канала, независимо наблюдение, време за реакция <1ms, наблюдение на процента на успешно задействане и прогнозна поддръжка

Модул за следене на температурата 8-точково измерване на температурата, точност ±0.5℃ Компенсация на термична деформация и защита от прегряване

2. Архитектура на управлението

Главен контролер: Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC

Комуникация в реално време: TSN (времевочувствителна мрежа), време на цикъл 62,5 μs

Система за безопасност: Предпазна спирачка SIL3, двойна резервна проверка на енкодера

V. Параметри на производителността

1. Основни спецификации

Индекс на параметрите

Приложим диапазон на компонентите 01005 (0,4 × 0,2 мм) ~ 30 × 30 мм (включително CSP с стъпка 0,3 мм)

Теоретична скорост на монтаж 156 000 CPH (стандарт IPC9850)

Точност на монтаж ±25μm@3σ (Cpk≥1.67)

Минимално разстояние между компонентите 0,15 мм (необходима е специална дюза)

Тегло 4,2 кг (включително стандартния комплект дюзи)

2. Екологични изисквания

Параметри Изисквания

Работна температура 23±2℃ (необходима е работилница с постоянна температура)

Диапазон на влажност 40-60% относителна влажност (без конденз)

Сгъстен въздух 6 бара ± 0,2 бара, стандарт ISO8573-1 клас 2

VI. Иновации в основните технологии

1. Система за динамична компенсация на точността (DACS)

Фактори за компенсация в реално време:

Механична термична деформация (чрез мрежа от температурни сензори)

Инерция на движението (базирана на управление с предварителна връзка по ускорение)

Деформация на печатни платки (обратна връзка от 3D сканиране)

2. Интелигентна стратегия за разполагане

Адаптивно управление на налягането:

Технология за меко кацане (<0.1N контактна сила)

Мониторинг на деформацията на спояващата паста (чрез лазерен сензор за изместване)

Алгоритъм за обработка на компоненти:

Асиметричен компонентен контрол против преобръщане

Алгоритъм против пръски с микрокомпоненти

VII. Система за поддръжка

1. Тристепенен план за поддръжка

Технически точки на предмета от цикъла

Ежедневна проверка за почистване на дюзата. Използвайте специална почистваща писалка (P/N: SIPLACE 488-223), за да почистите вътрешната стена на дюзата.

Седмична проверка Проверка на вакуумната система Тествайте времето за установяване на вакуум на 16 канала (стандартна стойност <50ms)

Месечна поддръжка Смазване на движещите се части Използвайте специална грес (Klüberplex BEM 41-132), дозировка 0,2 мл/водеща релса

Годишна проверка Цялостното калибриране включва:

• Калибриране на фокусното разстояние на оптичната система

• Фазова компенсация на енкодера

• Калибриране на нулевата точка на сензора за сила

2. Функция за прогнозна поддръжка

Мониторинг на здравния индекс:

Износване на дюзи (базирано на анализ на вакуумната вълнова форма)

Прогнозиране на живота на лагерите (диагностика на вибрационния спектър)

Интелигентна алармена система:

Ранно предупреждение за повреда (като E710: хармонична аномалия по оста Z)

Предложение за поддръжка (чрез ASM Remote Smart Factory)

8. Типична диагностика на повреди

1. Механична повреда

Код Явление Анализ на първопричината Решение

E201 Претоварване на сервомотора по оста Z Разсейване на топлината от звуковата бобина на двигателя е лошо Почистете канала за разсейване на топлината и проверете охлаждащия вентилатор

E315 Отклонение в позиционирането на θ-осите Сигналът на енкодера е смутен Проверете екраниращия проводник и заземете отново

2. Повреда на вакуумната система

Код Явление Анализ на първопричината Решение

E407 Многоканална вакуумна повреда Мембраната на разпределителния клапан е повредена Сменете клапанния блок (P/N: SIPLACE 577-991)

E412 Забавяне на реакцията на вакуума Частично запушване на тръбопровода Използвайте игла 0,3 мм за почистване

3. Повреда на системата за зрение

Код Явление Анализ на първопричината Решение

E521 Размазване на изображението Замърсяване на групата лещи или затихване на светодиода Професионално оптично почистване, измерване на интензитета на светлинния източник

E533 Ненормални данни за калибриране Отклонение в позиционирането на калибровъчната платка Изпълнете отново съветника за калибриране на Vision

IX. Надграждане и избор

1. Опции за разширяване на функциите

Код на опцията Описание на функцията

OPX-014-001 Комплект за ултрапрецизно поставяне (включително нано-дюза, подобрена точност до ±15μm)

OPX-014-003 версия за висока температура (поддържа среда от 85℃, включително специална система за смазване)

OPX-014-005 антистатичен комплект (ESD<10V, подходящ за RF компоненти)

2. Интелигентен път за надграждане

ASM Smart Reponse: Самооптимизация на параметрите за разположение, базирана на изкуствен интелект

Digital Twin Kit: Инструментариум за моделиране на цифрови близнаци на работна глава

X. Случай на приложение

План за конфигурация на производствената линия за автомобилна електроника:

Комбинация от оборудване: 4×SIPLACE X4s (всяка оборудвана с 2 работни глави CP14)

Типични компоненти:

01005 резистори (60% 0402)

QFN-56 (стъпка 0,4 мм)

Специално оформени конектори (до 15 мм)

Измерена производителност:

Обща обща ефективност (OEE): 92,3%

Среден интервал на отказ: 1750 часа

XI. Тенденция в развитието на технологиите

По-лек дизайн: Дюза от въглеродни влакна (50% намаление на теглото)

Управление на многофизичното свързване на полета:

Съвместна оптимизация на вибрации, топлина и напрежение

Приложение на квантовата сензорна система:

Измерване на позицията в наномащаб (етап на прототип)

Тази работна глава представлява най-съвременното ниво на SMT технология за поставяне. Тя постига перфектен баланс между скорост и точност чрез дълбока технологична интеграция и е предпочитаното решение за висококачествено електронно производство.