Международная конференция «Современное электронное производство. Проектирование, технологии, материалы. Метрологическое обеспечение»

Фото: ЭЛИНФОРМ

Первый день

Международная конференция «Современное электронное производство. Проектирование, технологии, материалы. Метрологическое обеспечение», которая в 2008 году проводилась в десятый раз, является показательным событием российского рынка электроники. Руководители, технологи, сотрудники предприятий собираются, чтобы получить новые знания, обменяться опытом и ноу-хау, завести полезные контакты, обсудить наболевшие вопросы и узнать о возможностях их решениях.

Мероприятие проводилась 22-23 сентября 2008 года в гостинице «Ольгино» под Санкт-Петербургом. Конференция была организована одной из ведущих компаний-поставщиков технологического оборудования и измерительной техники ООО «Универсалприбор».

Вводная часть

Конференция началась с приветственной речи Председателя Совета директоров компании Рубена Викторовича Оганяна, в которой он кратко коснулся истории и достижений компании, а также сообщил о современной структуре и направлениях деятельности ООО «Универсалприбор».

Было подчеркнуто, что задачами компании является не просто поставка оборудования, но предоставление технологических решений и поддержка своих заказчиков.

Более подробно сведения о компании были представлены в следующей презентации, которую представил заместитель Директора компании Игорь Владимирович Слонский. Он подчеркнул, что помимо отдела продаж и сервисного обслуживания, характерных для большинства компаний-поставщиков оборудования, компания «Универсалприбор» также имеет два собственных производства и отдел ремонта измерительной аппаратуры.

Собственное контрактное производство по сборке печатных узлов является, с одной стороны, постоянно действующей «демонстрационной комнатой», где заказчики всегда могут ознакомиться с предлагаемым оборудованием в рабочем режиме. С другой стороны, это полигон для отработки технических решений и выявления технологических проблем, благодаря чему компания может осуществлять поддержку своих заказчиков в практическом ключе.

Производство электронных узлов было организовано на базе демонстрационного зала в 2003 году, и в настоящее время на нем, помимо сторонних заказов, осуществляется изготовление лабораторных блоков питания нового поколения собственной разработки компании.

На втором производстве осуществляется изготовление промышленной мебели для рабочих мест монтажников в антистатическом и обычном исполнении. Мебель выпускается под собственной торговой маркой “Universal”.

Также присутствующие были ознакомлены со спектром поставляемой продукции, включающим полный набор оборудования для монтажа электронных узлов, начиная от подготовки пасты и заканчивая выходным контролем: АОИ и рентгеновским оборудованием, а также установки для обработки кабеля, паяльное оборудование, материалы, применяемые в технологических процессах, таких как пайка, очистка, влагозащита и т.п., оборудование для испытаний на механические и климатические воздействия и контрольно-измерительное оборудование.

И. В. Слонский подчеркнул, что отдел технологического оборудования осуществляет детальную проработку проектов и может подготовить решение для заказчика в виде ряда необходимых документов, составляющих основу будущих стандартов предприятия.

Среди производителей оборудования и материалов, поставляемых компанией «Универсалприбор», такие известные компании, как i-Pulse, PVA, Tekaya, EFD, Makfil, FinnSonic, Seho, Metris, Gen3, JOT Automation, TIRA, Espec, Pace, Weller, AIM, Treston и другие.

В настоящее время основой любого крупного производства электронных узлов является высокопроизводительные и высокоточные автоматы установки компонентов поверхностного монтажа. Компания «Универсалприбор» является эксклюзивным представителем на территории РФ одного из лидеров в данной области – компании i-Pulse ( подразделение Yamaha Motors Group), производящей автоматы поверхностного монтажа системы АОИ, рентгеновской инспекции, дозировки клея/пасты.
В конце своей презентации И. В. Слонский отметил, что компания стремится к максимальному соответствию своему лозунгу «Качество – наша позиция» и предлагает своим заказчикам сбалансированные решения с точки зрения технической и ценовой составляющих.

По завершении вводной части слово было предоставлено техническим специалистам компании «Универсалприбор», а также представителям компаний-производителей оборудования и материалов, присутствовавших на конференции, которые представили презентации по поставляемым компанией продуктам и решениям.

Автоматы i-Pulse

Руководитель отдела технологического оборудования Олег Вахрушев представил презентацию, посвященную оборудованию японской компании i-Pulse. В первой части презентации был показан фильм о самой компании, ее истории и основных принципах ее работы. Было подчеркнуто, что отличием компании i-Pulse является стремление к индивидуальности и оригинальности разработок. Компания не гонится за передовыми подходами и не пытается конкурировать с имеющимися продуктами, а старается предлагать свои решения. В этом заключается один из принципов компании: поиск индивидуальности.

В разработки технологического оборудования, одним из основных требований к которому в настоящее время является точность, компания i-Pulse придерживается подхода, отличного от массового производства, основанного на теории допусков. Каждое изделие пригоняется индивидуально с использованием, по выражению компании, «традиционных методов обработки металлов»: шабрения и шлифовки. При этом на каждое изделие крепится табличка с именем человека, выполнявшего наиболее ответственные операции при его изготовлении. В самой компании i-Pulse этот принцип называется «Производство с сердцем» (“Manufacturing with heard”).

Во второй части презентации рассматривалось новое оборудование от компании i-Pulse.

Прежде всего, это автоматы установки компонентов поверхностного монтажа M7 и новая серия автоматов M8.

Автомат M7 представляет собой 3-хбалочную установку, со скоростью монтажа до 60 000 компонентов в час, имеющую ряд конструктивных отличий, нацеленных на повышение производительности и точности, среди которых:

• расположение двух камер СТЗ в балке (по одной с каждой стороны), что уменьшает путь головки от питателя к камере, а затем к позиции установки;
• единый шаг (15 мм) расположения шпинделей и питателей, что ускоряет захват компонентов несколькими шпинделями при использовании оптимизированной программы;
• независимые приводы шпинделей по оси Z и углу θ, выполненные на основе серводвигателей.

Автомат способен устанавливать компоненты от 01005 до QFP со стороной 24 мм.

Автомат имеет два исполнения: M – для работы с ПП средних размеров (каждая балка работает с одной платой) и L – для больших плат (обе балки работают с одной платой).

Помимо установки компонентов автомат может выполнять функцию АОИ, таким образом, при использовании одной головки как сборочной, а второй – как АОИ автомат превращается в сборочный модуль со встроенной автоматической оптической инспекцией.

Кроме того, автомат обладает компактным дизайном, что повышает отношение производительности к занимаемой площади.

Новый автомат M8 отличается тем, что обеспечивает производительность до 14400 комп./ч (по IPC9850) на площади всего в 1 м². Ширина автомата составляет 1 м, при этом он позволяет осуществлять сборку ПП размером 510х460 мм, что достигается следующим образом. Головка перемещается в ограниченной зоне, обеспечивая повышенную скорость монтажа, а плата может перемещаться в поперечном направлении, обеспечивая подачу различных областей большой платы в зону перемещения головки. Также автомат отличается повышенной скоростью считывания реперных знаков.

Еще одной особенностью автомата является подача воздуха в ножки для получения эффекта воздушной подушки, облегчающего его перемещение.

Головка в автомате M8 используется аналогичная головке автомата M7.

Автомат выпускается в трех исполнениях: M8-l для обработки плат 510х460 мм и с 80 питателями, M8-m для плат 330х250 мм и с 80 питателями и M8-e для плат 330х250 мм с 40 питателями, расположенными с одной стороны.

Гибридные системы инспекции

Также Вахрушев рассказал о гибридных системах инспекции KX, объединяющих в себе оптическую и рентгеновскую инспекцию.

Недостатки АОИ всем известны: невозможность контроля внутренних и скрытых областей, что делает невозможным инспекцию пайки BGA и затрудняет контроль при плотной компоновке печатных узлов с высокими компонентами. Рентгеновский контроль лишен этих недостатков, однако он не дает информации о корпусах и очертаниях компонентов, их полярности и смещении.

Наиболее полную информацию удается извлечь из изображения, полученного одновременно в оптическом и рентгеновском диапазонах под одним и тем же углом и в одной и той же точке. В системах KX это достигается за счет применения зеркал, прозрачных для рентгеновских лучей, но полностью отражающих видимый свет. Разделение изображения с помощью такого зеркала, установленного под углом 45°, позволяет получить оба изображения одновременно.

Системы электротестирования

Далее специалист компании «Универсалприбор» Олег Иванов представил презентацию, посвященную электротестированию с использованием летающих пробников.

Презентация включила в себя краткие сведения о компании TAKAYA – производителе систем с летающими пробниками с более чем 20-летним стажем, а также основные преимущества и назначение таких систем.

Применение летающих пробников позволяет отказаться от дорогостоящей и сложной в изготовлении оснастки, применяемой в методе «ложе из гвоздей». Гибкость и точность метода позволяет применять его для средних и мелких серий, а также для тестирования опытных образцов и прототипов.

Современные системы компании TAKAYA позволяют выполнять внутрисхемный контроль номиналов пассивных компонентов, тестирование полупроводниковых приборов, а также контроль микросхем методом IC Open, обеспечивающим получение сигналов с внутренних проводников через корпус микросхемы. Благодаря высокой точности и программно задаваемому усилию контактирования системы могут применяться для плотных и сложных узлов, выполненных по технологии поверхностного монтажа.

Современные системы TAKAYA включают в себя следующие модели:

• 9411CE. Сочетает скорость и гибкость.
• 9600CE. Повышенная производительность.
• 820S. Компактные размеры и невысокая стоимость. Данная установка предназначена для анализа производственных дефектов и имеет в своем составе камеру АОИ. Установка может применяться в составе и вне линии.

Системы отмывки

Представитель компании FinnSonic Петья Ринне (Petja Rinne) в следующей презентации, посвященной ультразвуковой и струйной отмывке, привел общие сведения о данных способах очистки печатных узлов и остановился более подробно на новом методе под названием MultiWave.

Метод MultiWave является разновидностью ультразвуковой отмывки и отличается изменением частоты ультразвука во времени. На сегодняшний день этот метод, разработанный компанией FinnSonic, является единственным в мире методом УЗ-отмывки чувствительных поверхностей с использованием очень высоких частот. Повышение частоты позволяет снизить риск резонанса и уменьшить деструктивное механическое воздействие на поверхности, но вместе с тем снижается эффективность разрушения загрязнения и, как следствие, увеличивается время выполнения операции. В методе MultiWave изменение частоты во времени задается программно, подобно профилю при операции оплавления, что позволяет подобрать оптимальные режимы для конкретной задачи.

Метод может применяться для очистки таких поверхностей, как, например, полупроводниковые кристаллы.

Отвечая на вопрос ЭЛИНФОРМ, может ли новый метод сделать УЗ-отмывку применимой для таких компонентов, как кварцевые резонаторы, электромеханические компоненты и другие изделия, производители которых указывают на невозможность применения этого способа, Петья Ринне ответил, что для некоторых компонентов УЗ-отмывка остается недопустимой, по крайней мере, в том диапазоне частот, в котором она достаточно эффективна. Вместе с тем, он отметил, что в отдельных случаях запрет может быть связан с тем, что производитель испытывал изделие только при определенной частоте, и не исключено, что подбор специального профиля частот может решить эту проблему.

Рентгеновский контроль и компьютерная томография

В следующей презентации специалист компании «Универсалприбор» Александр Петрашевич привел сведения о характеристиках систем рентгеновского контроля компании Metris и рассказал об основах и целях применения рентгеновской компьютерной томографии.

Суть компьютерной томографии заключается в построении моделей на основе ряда изображений предмета, полученных с разных точек. Такая модель позволяет определить все три координаты каждого элемента в отличие от рентгеновских снимков, дающих двумерное изображение. Иными словами, этот метод дает возможность не только определить, например, наличие дефекта паяного соединения, но и увидеть, на какой глубине он находится.

Среди задач компьютерной томографии были выделены анализ BGA, инспекция паяных соединений, инспекция внутренней структуры компонентов и другие.

Для выполнения компьютерной томографии, помимо соответствующего программного обеспечения, необходимо, чтобы рентгеновская установка обеспечивала обзор под определенным углом и с поворотом вокруг предмета на 360°. Так например, системы компании Metris XT H 225 и XT V 160 обеспечивают обзор с поворотом на 360° и под наклоном 30° и 75° соответственно.

Системы термопрофилирования

Вопросам термопрофилирования была посвящена презентация специалиста компании «Универсалприбор» А. Рогачева.

В презентации вновь было подчеркнуто, что при пайке бессвинцовым припоем ужесточаются требования к качеству термопрофилирования из-за более высоких температур пайки и узкого технологического окна процесса.

Основным инструментом термопрофилирования являются измерительные устройства, позволяющие определять температуры в определенных точках печатной платы в любой момент времени. На этапе подготовки необходимо определить наиболее критичные точки и выбрать метод закрепления датчиков (термопар) на плате. Рекомендуется производить измерения не менее, чем в 3-х точках: максимального нагрева, минимального нагрева и в точке наибольшей термочувствительности. Закрепление пар может быть выполнено пайкой высокотемпературным припоем, приклеиванием, специальной пленкой или механическим крепежом.

При снятии термопрофиля прибор, помещенный в термозащитный чехол, проходит через печь вместе с образцом, а измеренные значения записываются в память устройства или передаются по разночастотному каналу обмена данными на ПК, в режиме реального времени.

Также в презентации были приведены характеристики устройств и систем автоматического термопрофилирования и непрерывного мониторинга работы печи, выпускаемых компанией ECD, а также программного обеспечения SuperM.O.L.E. Gold для обработки информации о термопрофиле. Компания предлагает устройства имеющие от 3 до 20 каналов, для работы с конвекционными печами и системами пайки волной.

Системы автоматизации JOT Automation

Следующую презентацию представили специалисты компании JOT Automation, входящей в состав Rohwedder, Александр Крылов и Самули Хартикайнен (Samuli Hartikainen). Компания JOT Automation специализируется на оборудовании для производственных автоматизированных линий, в частности, на конвейерных системах, роботизированных установках, оборудовании для автоматического контроля и т.п.

Затронув историю и нынешнюю структуру компании, образованной в 1956 году, как семейное предприятие, и насчитывающей в настоящее время более 1000 сотрудников по всему миру, авторы презентации перешли к, собственно, оборудованию, предлагаемому компанией.

Среди новой продукции JOT Automation были выделены XY-Код сканнер, тестер G2 FLALI, автоматическая отвертка и многоуровневый тестер.

Тестовое оборудование, предназначенное для выполнения выходного контроля конечных изделий, обеспечивает имитацию работы с изделием посредствам интерфейса с аппаратной частью. Также линейка оборудования включает экранированные боксы для тестирования радиоканалов.

Система Tiny Handler J401-11 представляет собой гибкую платформу для работы в линии, также предназначенную для контроля качества изделий. Она содержит промежуточный конвейер для обеспечения параллельного тестирования устройств на нескольких установках (на практике до 5). Система также способна выполнять контроль клавиатуры и дисплеев.

Тестер IHF предназначен для работы с мобильными устройствами. Он представляет собой настольную установку, позволяющую производить контроль радиоканалов (включая GPS) и имеющую робот для нажатия клавиш, универсальный регулируемый адаптер, микрофон и динамик для тестирования акустических устройств и камеру для контроля информации на дисплее и подсветки клавиатуры.

Также докладчики коснулись конвейерного оборудования компании, среди достоинств которого были названы высокая гибкость, надежность и ремонтопригодность, которая, как было сказано, фактически не требуется, благодаря именно высокой надежности.

Среди систем разделения заготовок были названы J501-44, обладающая повышенной производительностью, J501-41, автономная установка с ручной загрузкой/выгрузкой, и J501-45, предназначенная для обработки больших плат до 500х500 мм.

Маркировочные установки компании включают лазерную систему для нанесения штрих-кодов (в т. ч. 2D) DATA-MATRIX кодов и других рисунков как на корпуса изделий, так и на компоненты J502-22, а также систему для нанесения наклеек J503-23, имеющую встроенный принтер Brady PAM 3600 или другой по заказу. В последней установке также возможно использование двух принтеров.

Автоматизация сборочных процессов выполняется на основе модульных систем VICTOR V4 и VIC V4. Модули имеют поворотные столы и могут содержать питатели из паллет, что позволяет осуществлять установку таких деталей, как экраны, корпуса, субмодули и т.п. В презентации был приведен пример линии, применяемой на заводе в Финляндии, построенной полностью на модулях JOT Automation. Линия включает: разделение групповых заготовок на электронные модули, установку и запрессовку металлического корпуса, промежуточный накопитель, 3 установки контроля Tiny Handler, промежуточный загрузчик и разгрузчик. Далее были продемонстрированы фильмы, показывающие данное оборудование в действии.

Селективное нанесение влагозащитных покрытий

В последней презентации первого дня Олег Вахрушев рассказал о системах нанесения влагозащитных покрытий компании PVA. Компания, образованная в 1992 году, специализируется на системах селективной влагозащиты. Эта технология основана на применении подвижной форсунки и позволяет наносить влагозащитные материалы на отдельные области плат, а при наличии наклона и поворота форсунки – под компоненты и по их контуру. Тем самым решается проблема защиты участков узлов от покрытия, таких как разъемы, контактные области, радиаторы, переключатели и переменные резисторы и т.п.

Вахрушев отметил, что установки PVA обладают полноценным 4-хосевым перемещением форсунки, т. е. возможен ее наклон и поворот, а также имеется встроенная УФ-подсветка, позволяющая контролировать нанесение покрытия, если материал обладает люминесценцией в УФ-лучах. Также было отмечено, что применение систем селективной влагозащиты требует обязательной мощной вытяжки, и для обеспечения безопасности работы системы оснащаются датчиками вытяжки.

Также автор презентации привел основные вопросы, которые следует выяснить для внедрения селективной влагозащиты. Прежде всего, это необходимость отмывки узла перед нанесением покрытия, полное ли покрытие или покрытие отдельных областей, высота компонентов, технологические поля, состав и тип материала, способ отверждения покрытия и материалы, используемые для выпуска узла (бессвинцовая технология, материалы, не требующие отмывки и т.п.) Для выбора оборудования необходимо знать: тип материала, размер ПП, требуемую производительность, необходимость использования в линии, выделяемые производственные площади и возможные дополнительные применения.

Среди моделей, предлагаемых компанией PVA – настольная система PVA350, отдельно стоящая или работающая в линии система PVA650, имеющая возможность переворота стола для двустороннего нанесения, и гибкая конвейерная система PVA2000.

Также Вахрушев уделил внимание программному обеспечению PathMaster, позволяющему осуществлять программирование вне линии, быстрый выбор областей, хранение 30 программ, а также обеспечивающему работу с данными САПР.

Также компания PVA предлагает печи для сушки покрытий.

На этом рабочая программа первого дня конференции была завершена. В целом, программа оказалась очень плотной и потребовала значительного выхода за пределы графика. В первый день активность аудитории была достаточно низкой, вопросов докладчикам в рамках презентаций задавалось очень мало, что, впрочем, было скомпенсировано активным общением с представителями компании «Универсалприбор» на последовавшем банкете.

При перепечатке и цитировании ссылка на ЭЛИНФОРМ (www.elinform.ru) обязательна