Выпуск #2/2007
И.Шевелев.
ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ PIERGIACOMI ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ И СВЕРЛЕНИЯ БАЗОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ PIERGIACOMI ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ И СВЕРЛЕНИЯ БАЗОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
Просмотры: 1453
Производители многослойных печатных плат (МПП) в процессе изготовления МПП неизбежно сталкиваются с труднопреодолимыми явлениями, такими как короткие замыкания между печатными проводниками и слоями, нарушение целостности проводников, процесс совмещения внутренних слоев перед операцией прессования, контроль качества МПП и т.п. Трудность преодоления этих явлений возрастает с увеличением плотности монтажа. Для достижения высокой точности при прессовании МПП требуется уделять особое внимание подготовительным процессам: сборке и скреплению внутренних слоев. В этом случае брак недопустим, так как при прессовании невозможно исправить допущенные ошибки.
Оборудование компании Piergiacomi окажется чрезвычайно полезным для производителей печатных плат (ПП). Оно создано как раз для выполнения подготовительных операций и позволяет значительно увеличить выход годных МПП.
СВЕРЛЕНИЕ/ПРОБИВКА БАЗОВЫХ ОТВЕРСТИЙ ВО ВНУТРЕННИХ СЛОЯХ МПП
Установка Piergiacomi IPM60 (рис. 1) – оптимальный выбор для решения всех вопросов, связанных с неточным совмещением внутренних слоев МПП. Установка IPM60 снабжена системой машинного зрения и поставляется в двух версиях: для сверления и для пробивки базовых отверстий, предназначенных в дальнейшем для установки слоев на штифты. IPM60 позволяет просверлить/пробить два круглых базовых отверстия и одно антиреверсионное контрольное отверстие, предназначенное для правильного определения положения сторон внутренних слоев.
После сборки МПП пакет поступает на установку точечной сварки АММ10 или АММ20. Для точной установки расстояния между двумя пробивочными штампами (сверлильными шпинделями) IPM60 снабжена специальным измерительным механизмом с датчиком линейных перемещений. Полная автоматизация процессов загрузки и выгрузки позволяет увеличить общую производительность. Установка IPM60 может быть оснащена такой опцией, как взаимозаменяемость сверлильных шпинделей и пробивочных штампов, устанавливаемых в зависимости от типа и толщины обрабатываемого материала. Точное место сверления определяется с помощью двух видеокамер и специальной системы обработки видеоизображения. Эта система совмещает реперы (знаки совмещения) с заданным образом и устанавливает сверлильный шпиндель или штамп в положение для выполнения двух отверстий. При этом производится определение и компенсация выявленных погрешностей. Сверление базовых отверстий допускается и на МПП после удаления медной фольги. Существует два варианта исполнения установки: IPM60-Р с пробивочным штампом и IPM60-D со сверлильной головкой. Эти две функции могут быть объединены в одном оборудовании. Кроме того, можно установить следующие дополнительные функции: автоматическая загрузка/разгрузка, измерение линейных перемещений, взаимозаменяемость сверлильных шпинделей и пробивочных штампов, прямая или отраженная светодиодная подсветка. Например, установка с функциями пробивочного штампа (Р) и сверлильной головки (D), снабженная системой линейных измерений (М) и функцией автоматической разгрузки (U), имеет код IPM60PDMU.
Рабочая поверхность стола установки изготовлена из анодированного алюминия.
УСТАНОВКИ СКРЕПЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКОЙ
Установки данной серии были созданы для облегчения подготовки пакета МПП к прессованию. Процесс скрепления внутренних слоев сваркой является альтернативой механическому скреплению слоев заклепками и другим системам скрепления. На полуавтоматической установке сборки пакета МПП Piergiacomi АММ20/АММ10 (рис. 2) скрепление внутренних слоев и препрег проводится с помощью множества паяных соединений. Слои МПП, чередующиеся с препрегом, совмещаются на цилиндрических штифтах по двум базовым и одному контрольному отверстиям и после прижима скрепляются в пакет методом точечной сварки. Сварка осуществляется с помощью нагретых стержней, вызывающих местную (локальную) полимеризацию препрега – по 8 стержней c регулируемым давлением прижима с каждой длинной стороны МПП. Установка расстояния между рампами со стержнями и извлечение скрепленной заготовки МПП на установке АММ20 проводятся в автоматическом режиме. Для автоматизации операции комплектования слоев в пакеты МПП и подачи их на загрузочный стол АММ20 (АММ10) служит устройство подачи слоев на сборку МПП Piergiacomi DAL10 (DAL10А).
Отметим преимущества точечной сварки:
* высокая способность пакетов к прессованию, так как имеется возможность помещения в пресс большого количества пакетов (в других системах, например в системе фиксированных штифтов, количество вставляемых пакетов зависит от длины штифта);
* отсутствует механическая деформация сваренных пакетов, что позволяет избежать повреждения разделительных плит, как это часто происходит при использовании заклепок;
* чрезвычайно чистый технологический процесс базирования (например, благодаря отсутствию щелей вокруг базовых отверстий исключена проблема затекания в них смолы);
* возможность получения пакета оптимальной толщины благодаря методу позиционирования нагретых стержней;
* простота обслуживания пакетов: паяные соединения позволяют получить жесткие, легкие, простые в обслуживании и дальнейшем процессе прессования заготовки МПП.
Установка АММ20 аналогична установке АММ10. Их отличие состоит в том, что в установке АММ20 имеется два загрузочноразгрузочных стола, расположенных с одной стороны установки. Такая конструкция позволяет говорить о большей эргономичности установки АММ20, поскольку оператору не нужно перемещаться от одного конца установки к другому. Кроме того, два скользящих подноса перемещаются не вручную, а пневматическим приводом. Также автоматизированы две следующие операции: извлечение скрепленной заготовки МПП и настройка расстояния между рампами, держащими сваривающие стержни. Наряду с этими преимуществами установка АММ20 занимает меньшую площадь, чем АММ10. Остальные характеристики у этих установок идентичны.
ПОДАЧА СЛОЕВ И ПРЕПРЕГ НА СБОРКУ
Применение в технологическом процессе установки Piergiacomi DAL10 (рис. 3) позволяет избежать риска неправильного расположения внутренних слоев и листов препрега на операции сборки МПП. Серия установок DAL была разработана как дополнение к установкам точечной сварки пакетов МПП АММ10 и АММ20, которые хорошо известны производителям печатных плат. Конструкция и принцип действия установки достаточно просты: DAL10 представляет собой стойку с набором контейнеров, в которых находятся внутренние слои и листы препрег, используемые в процессе сборки. На начальном этапе оператор загружает в контейнеры листовой материал (препреги и слои МПП), программирует последовательность их открытия и очередность подачи содержимого контейнеров на рабочий стол.
На этапе сборки первым открывается контейнер, содержащий слои ПП. Оператор вынимает и укладывает первый слой, после чего этот контейнер закрывается и открывается контейнер, содержащий препреги. После укладки препрега операция повторяется по установленной оператором программе до окончания процесса сборки. Существует два исполнения установки DAL10: 10A и 10B. Отличаются они максимальным размером помещаемого в них слоя ПП: DAL10A – 640х560 мм, DAL10B – 762х610 мм.
Конструктивно установка DAL10 представляет собой стальную раму с алюминиевыми секциями. Контейнеры выполнены из алюминиевого сплава. Для открывания контейнеров используется пневматический привод, имеющий программноуправляемые клапаны и датчики.
CВЕРЛЕНИЕ БАЗОВЫХ ОТВЕРСТИЙ В СПРЕССОВАННОЙ МПП
Полуавтоматическая установка Piergiacomi XDM30 (рис. 4) предназначена для определения рассовмещения слоев МПП методом рентгеновского контроля. После проведенных измерений осуществляется сверление двух базовых и одного контрольного отверстий. Последнее используется для правильной ориентации МПП на дальнейших операциях. Работа установки основана на алгоритме измерения и программного усреднения расстояния между реперными знаками на всех слоях МПП. Расстояние между шпинделями определяется оптической измерительной системой с разрешением 1 мкм и точностью повторяемости измерений 3 мкм, что позволяет воспроизводить сохраненную в памяти операцию с точностью выше 10 мкм. В приводных машинах установлены бесколлекторные электродвигатели с ШВП (шариковинтовыми парами), обеспечивающие перемещение шпинделей с шагом 1 мкм. Сверление контрольного отверстия производится автоматически.
При поиске причин появления ошибки совмещения имеется возможность проводить детальный анализ смещения по каждому отдельному слою.
Установка XDM30 проста в управлении и обслуживании. На начальном этапе оператор вручную позиционирует первую плату на рабочем столе и устанавливает фиксаторы в единое для всей серии положение. ПО установки позволяет загрузить (извлечь из памяти) программу обработки заготовки МПП (размеры маркеров и плат, яркость, контрастность и другие параметры). После этого установка XDM30 готова к работе в полуавтоматическом режиме, при котором выгрузка заготовки производится автоматически. Количество хранимых в памяти программ обработки – более 10 000.
Система находит и распознает реперные знаки и сверлит базовые отверстия менее чем за 10 с со средней производительностью 56 заготовок/мин. Производительность зависит от таких факторов, как навыки оператора, тип сверления, форма и тип реперных знаков, заданная точность определения координат и т.п. Установка XDM30 позволяет хранить и в дальнейшем проводить анализ статистических данных по разным критериям. В основном, это данные о расширении и усадке внутренних слоев (среднее, минимальное, максимальное, стандартное значение отклонения).
Переход установки XDM30 на обработку новой МПП проводится очень быстро (несколько минут) и позволяет сделать процесс сверления базовых отверстий выгодным даже в случае небольших по объему серий МПП.
ОБРЕЗКА И СКРУГЛЕНИЕ КРАЕВ СПРЕССОВАННОЙ МПП
После прессования на заготовках сверлятся базовые отверстия для последующей операции сверления с введенным фактором компенсации рассовмещения внутренних слоев. Это можно выполнить с использованием установки сверления базовых отверстий с рентгеновским контролем (например, Piergiacomi XDM30).
Заготовки с двумя базовыми отверстиями располагаются на подвижной тележке, загружаемой в установку ABM35. Манипуляторы приподнимают каждую заготовку, после чего посредством машинного зрения с цифровой камерой считывается положение базовых отверстий. Также производится корректное позиционирование заготовки. Затем заготовка перемещается по направлению к центру установки, где располагается и жестко фиксируется между двумя подвижными обрабатывающими головками, управляемыми с ПК по специальной программе. Далее производится обрезка и скругление краев с двух противоположных сторон. Заготовка поднимается и разворачивается на 90°, в то время как обрабатывающие головки перемещаются на запрограммированное расстояние, соответствующее размеру заготовки по другой оси. Заготовка опять фиксируется, и оставшиеся две стороны обрабатываются таким же образом. Во время загрузки в рабочую зону новой заготовки производится одновременная разгрузка обработанной заготовки на отводящую тележку. Производительность установки составляет 45 заготовок в минуту.
Установка может производить лишь одну из двух возможных операций – обрезку или скругление краев, что позволяет использовать эту установку также для обработки односторонних, двухсторонних ПП и гибких материалов. Все операции контролируются и управляются с сенсорного ЖКдисплея.
СИСТЕМА РЕНТГЕНОВСКОГО КОНТРОЛЯ МПП
Установка Piergiacomi AIX10 (рис. 5), использующая 65киловольтный источник рентгеновского излучения, способна производить разнообразные измерения на МПП и определять возможные ошибки.
В процессе производства МПП рентгеновский контроль применяется преимущественно для измерения величины несовмещения внутренних слоев перед операцией сверления, смещения отверстий и контактных площадок после операции сверления и для идентификации вероятных ошибок, обнаруженных на этапе электрического контроля.
На установке AIX10 можно измерять ширину печатных проводников, относительное смещение отверстий и контактных площадок, можно проконтролировать наличие коротких замыканий между печатными проводниками, можно обнаружить поврежденные печатные проводники и дефекты в препреге.
ДРУГОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ PIERGIACOMI ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Кроме описанных выше установок, компания Piergiacomi выпускает различные установки для контроля и пробивки базовых отверстий в двусторонних печатных платах и установки серии XBIM для неразрушающего рентгеновского контроля печатных элементов на ПП.
СВЕРЛЕНИЕ/ПРОБИВКА БАЗОВЫХ ОТВЕРСТИЙ ВО ВНУТРЕННИХ СЛОЯХ МПП
Установка Piergiacomi IPM60 (рис. 1) – оптимальный выбор для решения всех вопросов, связанных с неточным совмещением внутренних слоев МПП. Установка IPM60 снабжена системой машинного зрения и поставляется в двух версиях: для сверления и для пробивки базовых отверстий, предназначенных в дальнейшем для установки слоев на штифты. IPM60 позволяет просверлить/пробить два круглых базовых отверстия и одно антиреверсионное контрольное отверстие, предназначенное для правильного определения положения сторон внутренних слоев.
После сборки МПП пакет поступает на установку точечной сварки АММ10 или АММ20. Для точной установки расстояния между двумя пробивочными штампами (сверлильными шпинделями) IPM60 снабжена специальным измерительным механизмом с датчиком линейных перемещений. Полная автоматизация процессов загрузки и выгрузки позволяет увеличить общую производительность. Установка IPM60 может быть оснащена такой опцией, как взаимозаменяемость сверлильных шпинделей и пробивочных штампов, устанавливаемых в зависимости от типа и толщины обрабатываемого материала. Точное место сверления определяется с помощью двух видеокамер и специальной системы обработки видеоизображения. Эта система совмещает реперы (знаки совмещения) с заданным образом и устанавливает сверлильный шпиндель или штамп в положение для выполнения двух отверстий. При этом производится определение и компенсация выявленных погрешностей. Сверление базовых отверстий допускается и на МПП после удаления медной фольги. Существует два варианта исполнения установки: IPM60-Р с пробивочным штампом и IPM60-D со сверлильной головкой. Эти две функции могут быть объединены в одном оборудовании. Кроме того, можно установить следующие дополнительные функции: автоматическая загрузка/разгрузка, измерение линейных перемещений, взаимозаменяемость сверлильных шпинделей и пробивочных штампов, прямая или отраженная светодиодная подсветка. Например, установка с функциями пробивочного штампа (Р) и сверлильной головки (D), снабженная системой линейных измерений (М) и функцией автоматической разгрузки (U), имеет код IPM60PDMU.
Рабочая поверхность стола установки изготовлена из анодированного алюминия.
УСТАНОВКИ СКРЕПЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКОЙ
Установки данной серии были созданы для облегчения подготовки пакета МПП к прессованию. Процесс скрепления внутренних слоев сваркой является альтернативой механическому скреплению слоев заклепками и другим системам скрепления. На полуавтоматической установке сборки пакета МПП Piergiacomi АММ20/АММ10 (рис. 2) скрепление внутренних слоев и препрег проводится с помощью множества паяных соединений. Слои МПП, чередующиеся с препрегом, совмещаются на цилиндрических штифтах по двум базовым и одному контрольному отверстиям и после прижима скрепляются в пакет методом точечной сварки. Сварка осуществляется с помощью нагретых стержней, вызывающих местную (локальную) полимеризацию препрега – по 8 стержней c регулируемым давлением прижима с каждой длинной стороны МПП. Установка расстояния между рампами со стержнями и извлечение скрепленной заготовки МПП на установке АММ20 проводятся в автоматическом режиме. Для автоматизации операции комплектования слоев в пакеты МПП и подачи их на загрузочный стол АММ20 (АММ10) служит устройство подачи слоев на сборку МПП Piergiacomi DAL10 (DAL10А).
Отметим преимущества точечной сварки:
* высокая способность пакетов к прессованию, так как имеется возможность помещения в пресс большого количества пакетов (в других системах, например в системе фиксированных штифтов, количество вставляемых пакетов зависит от длины штифта);
* отсутствует механическая деформация сваренных пакетов, что позволяет избежать повреждения разделительных плит, как это часто происходит при использовании заклепок;
* чрезвычайно чистый технологический процесс базирования (например, благодаря отсутствию щелей вокруг базовых отверстий исключена проблема затекания в них смолы);
* возможность получения пакета оптимальной толщины благодаря методу позиционирования нагретых стержней;
* простота обслуживания пакетов: паяные соединения позволяют получить жесткие, легкие, простые в обслуживании и дальнейшем процессе прессования заготовки МПП.
Установка АММ20 аналогична установке АММ10. Их отличие состоит в том, что в установке АММ20 имеется два загрузочноразгрузочных стола, расположенных с одной стороны установки. Такая конструкция позволяет говорить о большей эргономичности установки АММ20, поскольку оператору не нужно перемещаться от одного конца установки к другому. Кроме того, два скользящих подноса перемещаются не вручную, а пневматическим приводом. Также автоматизированы две следующие операции: извлечение скрепленной заготовки МПП и настройка расстояния между рампами, держащими сваривающие стержни. Наряду с этими преимуществами установка АММ20 занимает меньшую площадь, чем АММ10. Остальные характеристики у этих установок идентичны.
ПОДАЧА СЛОЕВ И ПРЕПРЕГ НА СБОРКУ
Применение в технологическом процессе установки Piergiacomi DAL10 (рис. 3) позволяет избежать риска неправильного расположения внутренних слоев и листов препрега на операции сборки МПП. Серия установок DAL была разработана как дополнение к установкам точечной сварки пакетов МПП АММ10 и АММ20, которые хорошо известны производителям печатных плат. Конструкция и принцип действия установки достаточно просты: DAL10 представляет собой стойку с набором контейнеров, в которых находятся внутренние слои и листы препрег, используемые в процессе сборки. На начальном этапе оператор загружает в контейнеры листовой материал (препреги и слои МПП), программирует последовательность их открытия и очередность подачи содержимого контейнеров на рабочий стол.
На этапе сборки первым открывается контейнер, содержащий слои ПП. Оператор вынимает и укладывает первый слой, после чего этот контейнер закрывается и открывается контейнер, содержащий препреги. После укладки препрега операция повторяется по установленной оператором программе до окончания процесса сборки. Существует два исполнения установки DAL10: 10A и 10B. Отличаются они максимальным размером помещаемого в них слоя ПП: DAL10A – 640х560 мм, DAL10B – 762х610 мм.
Конструктивно установка DAL10 представляет собой стальную раму с алюминиевыми секциями. Контейнеры выполнены из алюминиевого сплава. Для открывания контейнеров используется пневматический привод, имеющий программноуправляемые клапаны и датчики.
CВЕРЛЕНИЕ БАЗОВЫХ ОТВЕРСТИЙ В СПРЕССОВАННОЙ МПП
Полуавтоматическая установка Piergiacomi XDM30 (рис. 4) предназначена для определения рассовмещения слоев МПП методом рентгеновского контроля. После проведенных измерений осуществляется сверление двух базовых и одного контрольного отверстий. Последнее используется для правильной ориентации МПП на дальнейших операциях. Работа установки основана на алгоритме измерения и программного усреднения расстояния между реперными знаками на всех слоях МПП. Расстояние между шпинделями определяется оптической измерительной системой с разрешением 1 мкм и точностью повторяемости измерений 3 мкм, что позволяет воспроизводить сохраненную в памяти операцию с точностью выше 10 мкм. В приводных машинах установлены бесколлекторные электродвигатели с ШВП (шариковинтовыми парами), обеспечивающие перемещение шпинделей с шагом 1 мкм. Сверление контрольного отверстия производится автоматически.
При поиске причин появления ошибки совмещения имеется возможность проводить детальный анализ смещения по каждому отдельному слою.
Установка XDM30 проста в управлении и обслуживании. На начальном этапе оператор вручную позиционирует первую плату на рабочем столе и устанавливает фиксаторы в единое для всей серии положение. ПО установки позволяет загрузить (извлечь из памяти) программу обработки заготовки МПП (размеры маркеров и плат, яркость, контрастность и другие параметры). После этого установка XDM30 готова к работе в полуавтоматическом режиме, при котором выгрузка заготовки производится автоматически. Количество хранимых в памяти программ обработки – более 10 000.
Система находит и распознает реперные знаки и сверлит базовые отверстия менее чем за 10 с со средней производительностью 56 заготовок/мин. Производительность зависит от таких факторов, как навыки оператора, тип сверления, форма и тип реперных знаков, заданная точность определения координат и т.п. Установка XDM30 позволяет хранить и в дальнейшем проводить анализ статистических данных по разным критериям. В основном, это данные о расширении и усадке внутренних слоев (среднее, минимальное, максимальное, стандартное значение отклонения).
Переход установки XDM30 на обработку новой МПП проводится очень быстро (несколько минут) и позволяет сделать процесс сверления базовых отверстий выгодным даже в случае небольших по объему серий МПП.
ОБРЕЗКА И СКРУГЛЕНИЕ КРАЕВ СПРЕССОВАННОЙ МПП
После прессования на заготовках сверлятся базовые отверстия для последующей операции сверления с введенным фактором компенсации рассовмещения внутренних слоев. Это можно выполнить с использованием установки сверления базовых отверстий с рентгеновским контролем (например, Piergiacomi XDM30).
Заготовки с двумя базовыми отверстиями располагаются на подвижной тележке, загружаемой в установку ABM35. Манипуляторы приподнимают каждую заготовку, после чего посредством машинного зрения с цифровой камерой считывается положение базовых отверстий. Также производится корректное позиционирование заготовки. Затем заготовка перемещается по направлению к центру установки, где располагается и жестко фиксируется между двумя подвижными обрабатывающими головками, управляемыми с ПК по специальной программе. Далее производится обрезка и скругление краев с двух противоположных сторон. Заготовка поднимается и разворачивается на 90°, в то время как обрабатывающие головки перемещаются на запрограммированное расстояние, соответствующее размеру заготовки по другой оси. Заготовка опять фиксируется, и оставшиеся две стороны обрабатываются таким же образом. Во время загрузки в рабочую зону новой заготовки производится одновременная разгрузка обработанной заготовки на отводящую тележку. Производительность установки составляет 45 заготовок в минуту.
Установка может производить лишь одну из двух возможных операций – обрезку или скругление краев, что позволяет использовать эту установку также для обработки односторонних, двухсторонних ПП и гибких материалов. Все операции контролируются и управляются с сенсорного ЖКдисплея.
СИСТЕМА РЕНТГЕНОВСКОГО КОНТРОЛЯ МПП
Установка Piergiacomi AIX10 (рис. 5), использующая 65киловольтный источник рентгеновского излучения, способна производить разнообразные измерения на МПП и определять возможные ошибки.
В процессе производства МПП рентгеновский контроль применяется преимущественно для измерения величины несовмещения внутренних слоев перед операцией сверления, смещения отверстий и контактных площадок после операции сверления и для идентификации вероятных ошибок, обнаруженных на этапе электрического контроля.
На установке AIX10 можно измерять ширину печатных проводников, относительное смещение отверстий и контактных площадок, можно проконтролировать наличие коротких замыканий между печатными проводниками, можно обнаружить поврежденные печатные проводники и дефекты в препреге.
ДРУГОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ PIERGIACOMI ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Кроме описанных выше установок, компания Piergiacomi выпускает различные установки для контроля и пробивки базовых отверстий в двусторонних печатных платах и установки серии XBIM для неразрушающего рентгеновского контроля печатных элементов на ПП.
Отзывы читателей
