ASM E BY SIPLACE plaatsingskop cp14 03109887

De SIPLACE CP14-werkkop is een kernplaatsingsmodule, ontworpen door ASM Assembly Systems (voorheen Siemens Electronic Assembly Systems) voor snelle en uiterst nauwkeurige plaatsingsmachines, en is een belangrijk onderdeel van de SIPLACE X-serie plaatsingsmachines. De werkkop is geoptimaliseerd voor elektronische productieomgevingen met een hoog volume en een hoge mix en is geschikt voor het uiterst snel en nauwkeurig plaatsen van IC-componenten van 01005 tot grote IC's (zoals 0402, 0603, QFN, POP, enz.).

2. Technische achtergrond en marktpositionering

Ontwikkelingsachtergrond: Om te voldoen aan de vereisten voor plaatsing met hoge dichtheid van microcomponenten (01005) en componenten met speciale vormen in industrieën zoals 5G en auto-elektronica

Marktpositionering: SMT-productielijnen voor het midden- en hogere segment, met een evenwicht tussen snelheid en precisie (de theoretische snelheid van de CP14-werkkop kan 156.000 CPH bereiken)

Generatierelatie: CP14 is een verbeterde versie van CP12 en de belangrijkste verbeteringen zijn:

De spuitmondstang is 30% lichter

De reactiesnelheid van het vacuümsysteem wordt met 20% verhoogd

Functie voor het scannen van componentoppervlakken toegevoegd

3. Gedetailleerde uitleg van de mechanische structuur

1. Kernmechanisch systeem

Subsysteem Technische kenmerken

Het meerassige aandrijfsysteem maakt gebruik van lineaire motor + magnetische ophangingsgeleidingtechnologie (patent DE102015216789), herhaalbaarheid van de Z-as ±5 μm

Plaatsingskopmatrix 16 spuitmonden worden onafhankelijk aangestuurd en elke spuitmond is uitgerust met een onafhankelijke θ-asrotatie (resolutie 0,01°)

Trillingsreductiemechanisme Trillingsreductieontwerp met drie niveaus (actieve elektromagnetische demping + passieve rubberen buffer + luchtveer)

Snelle modulevervanging Modulair ontwerp, vervangingstijd van één werkkop <90 seconden (inclusief kalibratie)

2. Bewegingsregelsysteem

X/Y-as: lineaire motoraandrijving, maximale versnelling 3G

Z-as: aandrijving door spreekspoelmotor, drukregelbereik 0,1-5 N (programmeerbare stap van 0,01 N)

θ-as: directe aandrijfmotor (DDM), snelheid 3000 tpm

IV. Elektronica en sensorsysteem

1. Intelligent sensorennetwerk

Sensortype Technische parameters Functie

3D laserhoogtemeter Meetbereik 0-10 mm, resolutie 1 μm Componentcoplanariteitsdetectie, PCB-krommingscompensatie

Visiesysteem met hoge framesnelheid 2000 fps CMOS, optische resolutie van 5 μm Realtime componentuitlijning en defectdetectie

Matrix vacuümsensor 16 kanalen onafhankelijke monitoring, responstijd <1ms Opname succespercentage monitoring en voorspellend onderhoud

Temperatuurbewakingsmodule 8-punts temperatuurmeting, nauwkeurigheid ±0,5℃ Thermische vervormingscompensatie en oververhittingsbeveiliging

2. Controlearchitectuur

Hoofdcontroller: Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC

Realtimecommunicatie: TSN (Time Sensitive Network), cyclustijd 62,5 μs

Veiligheidssysteem: SIL3-veiligheidsrem, dubbele redundante encoderverificatie

V. Prestatieparameters

1. Basisspecificaties

Parameterindex

Toepasselijk componentbereik 01005 (0,4 × 0,2 mm) ~ 30 × 30 mm (inclusief 0,3 mm pitch CSP)

Theoretische montagesnelheid 156.000 CPH (IPC9850-standaard)

Montagenauwkeurigheid ±25μm@3σ (Cpk≥1,67)

Minimale componentafstand 0,15 mm (speciaal mondstuk vereist)

Gewicht 4,2 kg (inclusief standaard spuitmondset)

2. Milieueisen

Parametervereisten

Werktemperatuur 23±2℃ (constante temperatuur werkplaats vereist)

Vochtigheidsbereik 40-60% RV (geen condensatie)

Perslucht 6 bar±0,2 bar, ISO8573-1 Klasse 2 norm

VI. Kerntechnologische innovatie

1. Dynamisch nauwkeurigheidscompensatiesysteem (DACS)

Realtime compensatiefactoren:

Mechanische thermische vervorming (via een temperatuursensornetwerk)

Bewegingstraagheid (gebaseerd op versnellingsfeedforward-regeling)

PCB-vervorming (3D-scangegevensfeedback)

2. Intelligente plaatsingsstrategie

Drukadaptieve regeling:

Zachte landingstechnologie (<0,1N contactkracht)

Bewaking van de vervorming van soldeerpasta (via laserverplaatsingssensor)

Componentverwerkingsalgoritme:

Asymmetrische component anti-flip controle

Anti-spatalgoritme voor microcomponenten

VII. Onderhoudssysteem

1. Onderhoudsplan op drie niveaus

Cyclus Item Technische punten

Dagelijkse inspectie van de reiniging van de sproeier Gebruik een speciale reinigingspen (P/N: SIPLACE 488-223) om de binnenwand van de sproeier te reinigen

Wekelijkse inspectie Inspectie van het vacuümsysteem Test de vacuüminsteltijd van 16 kanalen (standaardwaarde <50 ms)

Maandelijks onderhoud Smering van bewegende delen Gebruik speciaal vet (Klüberplex BEM 41-132), dosering 0,2 ml/geleiderail

Jaarlijkse inspectie Uitgebreide kalibratie Inclusief:

• Brandpuntsafstandkalibratie van het optische systeem

• Encoder fasecompensatie

• Kalibratie van het nulpunt van de krachtsensor

2. Predictieve onderhoudsfunctie

Monitoring van de gezondheidsindex:

Slijtage van de spuitmond (gebaseerd op vacuümgolfvormanalyse)

Levensduurvoorspelling van lagers (diagnose van het trillingsspectrum)

Intelligent alarmsysteem:

Vroegtijdige foutwaarschuwing (zoals E710: harmonische afwijking in de Z-as)

Onderhoudsvoorstel pushen (via ASM Remote Smart Factory)

8. Typische foutdiagnose

1. Mechanisch defect

Code Fenomeen Grondoorzaakanalyse Oplossing

E201 Overbelasting van Z-as servomotor Warmteafvoer van spreekspoelmotor is slecht Reinig het warmteafvoerkanaal en controleer de koelventilator

E315 θ-as positioneringsafwijking Encodersignaal wordt verstoord Controleer de afschermingsdraad en voer de aarding opnieuw uit

2. Storing in het vacuümsysteem

Code Fenomeen Grondoorzaakanalyse Oplossing

E407 Meerkanaals vacuümstoring Het membraan van de distributieklep is beschadigd Vervang de klepgroep (P/N: SIPLACE 577-991)

E412 Vertraging in vacuümrespons Gedeeltelijke blokkering van de pijpleiding Gebruik een naald van 0,3 mm om de leiding te reinigen

3. Storing in het visiesysteem

Code Fenomeen Grondoorzaakanalyse Oplossing

E521 Beeldonscherpte Lensgroepvervuiling of LED-verzwakking Professionele optische reiniging, meet de intensiteit van de lichtbron

E533 Abnormale kalibratiegegevens Afwijking van de positionering van het kalibratiebord Vision-kalibratiewizard opnieuw uitvoeren

IX. Upgrade en selectie

1. Mogelijkheden voor functie-uitbreiding

Optiecode Functiebeschrijving

OPX-014-001 Ultraprecisie plaatsingskit (inclusief nano-niveau spuitmond, nauwkeurigheid verbeterd tot ±15 μm)

OPX-014-003 hoge temperatuurversie (ondersteunt een omgeving van 85℃, inclusief speciaal smeersysteem)

OPX-014-005 antistatische kit (ESD<10V, geschikt voor RF-componenten)

2. Intelligent upgrade-pad

ASM Smart Response: op AI gebaseerde zelfoptimalisatie van plaatsingsparameters

Digital Twin Kit: Workhead toolkit voor digitale tweelingmodellering

X. Toepassingsgeval

Configuratieplan voor de productielijn voor auto-elektronica:

Apparatuurcombinatie: 4×SIPLACE X4's (elk uitgerust met 2 CP14-werkkoppen)

Typische componenten:

01005 weerstanden (60% 0402)

QFN-56 (0,4 mm spoed)

Speciaal gevormde connectoren (tot 15 mm)

Gemeten prestatie:

Alomvattende OEE: 92,3%

Gemiddeld faalinterval: 1.750 uur

XI. Trend in technologische ontwikkeling

Lichter ontwerp: koolstofvezel spuitmondstang (50% gewichtsvermindering)

Multi-fysica veldkoppelingsregeling:

Samenwerkingsoptimalisatie van trillingen, hitte en stress

Toepassing van kwantumsensoren:

Nanoschaal positiemeting (prototypefase)

Deze werkkop vertegenwoordigt het huidige geavanceerde niveau van SMT-plaatsingstechnologie. Hij bereikt een perfecte balans tussen snelheid en nauwkeurigheid door diepgaande technologische integratie en is de voorkeursoplossing voor hoogwaardige elektronische productie.