LABORATORIUM MONTAŻU ELEKTRONICZNEGO. Automatyczny montaż powierzchniowy na przykładzie układarki Pick & Place f-my Quadra

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "LABORATORIUM MONTAŻU ELEKTRONICZNEGO. Automatyczny montaż powierzchniowy na przykładzie układarki Pick & Place f-my Quadra"

Milena Łukasik
7 lat temu
Przeglądów:

1 Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział EAIiE Katedra Elektroniki Specjalizacja: Sensory i Mikrosystemy LABORATORIUM MONTAŻU ELEKTRONICZNEGO Temat ćwiczenia: Automatyczny montaż powierzchniowy na przykładzie układarki Pick & Place f-my Quadra Nr ćwiczenia: r. 1

2 Przedmiotem ćwiczenia jest wykonanie automatycznego montażu powierzchniowego układu próbnika logicznego. Ćwiczenie obejmuje wykonanie nadruku pasty lutowniczej na płytkę drukowaną za pomocą szablonu, ułożenie elementów za pomocą układarki Quadra oraz lutowanie rozpływowe tych elementów w piecu do lutowania rozpływowego. Przedmiotem ćwiczenia jest również wykonanie ręcznego montażu powierzchniowego na płytce testowej f-my Pb-technik różnego typu elementów SMD w tym elementów BGA oraz QFP. Ćwiczenie obejmuje wykonanie nadruku pasty lutowniczej na płytkę drukowaną za pomocą szablonu, ułożenie elementów pod mikroskopem MATIZ oraz lutowanie rozpływowe tych elementów w piecu do lutowania rozpływowego. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z różnymi typami elementów SMD, zasadą działania i oprogramowaniem układarki do montażu powierzchniowego, techniką nadruku pasty lutowniczej za pomocą szablonu, techniką lutowania rozpływowego. Celem ćwiczenia jest również zapoznanie się z techniką ręcznego lutowania i naprawy układów BGA oraz układów QFP oraz innych elementów SMD. Ćwiczenie przeprowadzone zostanie w Instytucie Technologii Elektronowej Oddział Kraków, ul. Zabłocie 39 na znajdujących się tam urządzeniach technologicznych. Przebieg ćwiczenia: 1. Schemat ideowy próbnika logicznego (rys. 1). Lista elementów (tabela 1). Widok płytki drukowanej próbnika z elementami (rys. 2). 2. Płytki drukowane do montażu próbnika logicznego zostały wykonane na laminacie FR-4 w firmie JB Trade ul. Powstańców 50 wg projektu AGH. W firmie JB Trade został również wykonany metodą dwustronnego trawienia chemicznego w arkuszu fosforo-brązu szablon do nadruku pasty lutowniczej. Szablon ten został następnie zawieszony na sicie poliestrowym naciągniętym na ramkę aluminiową (ITE-Kraków). 3. Nadruk pasty lutowniczej na powierzchnię płytki drukowanej próbnika za pomocą szablonu. Do druku jest stosowana pasta lutownicza ołowiowa f-my KOKI, symbol SE48- M955. Jest to pasta o zawartości 63% cyny Sn i 37% ołowiu Pb. Temperatura topnienia stopu wynosi C, zawiera w swym składzie topnik kalafoniowy ROL0. Karta katalogowa pasty jest załącznikiem do instrukcji. 4. Układarka firmy Quadra do automatycznego montażu powierzchniowego. Zasada działania i sposób oprogramowania układarki został przestawiony na wykładzie nr 5. Przed Laboratorium należy dokładnie zapoznać się z tym wykładem, aby móc samodzielnie napisać program sterujący układaniem elementów na płytce próbnika. Instrukcja zawiera w załączeniu jedynie skrót opisu programu (zał. nr 1). 5. Piec do lutowania rozpływowego firmy Flowstar. Jest to piec konwekcyjny, czterostrefowy, sterowany komputerowo. Zasada lutowania rozpływowego została przedstawiona na wykładzie nr 3. Profil temperaturowy pieca rozpływowego w procesie lutowania ołowiowego dla pasty SE48-M955 jest określony w karcie informacyjnej pasty (zał.nr 2) 2

3 6. Płytka testowa do montażu elementów SMD firmy Pb-technik (rys. 3). Wykaz elementów do montażu na płytce zawiera tabela 2. Studenci otrzymują do montażu 2 elementy testowe tzw. dummy components firmy Top-Line : układ BGA 156 oraz QFP 256. Karty katalogowe obydwu elementów są załącznikami do instrukcji (zał.3, zał.4). Przed montażem elementy BGA oraz QFP muszą zostać poddane kondycjonowaniu przez 1 dobę w temperaturze C. Pozostałe elementy SMD do montażu na płytce testowej studenci organizują sobie we własnym zakresie. 7. Nadruk pasty lutowniczej na powierzchnię płytki testowej za pomocą szablonu. Szablon został wykonany przez wycięcie wzoru laserem w folii kaptonowej (Instytut Tele- Radiotechniczny Warsawa) a następnie zawieszenie folii na sicie poliestrowym. Do nadruku zostanie zastosowana pasta lutownicza f-my KOKI, symbol SE48-M Położenie elementów na polach kontaktowych pokrytych pastą lutowniczą należy wykonać ręcznie po mikroskopem montażowym MANTIZ. Do montażu elementów BGA oraz QFP należy posłużyć się ssawką podciśnieniową. 9. Lutowanie rozpływowe elementów na płytce testowej w piecu do lutowania rozpływowgo f-my Flowstar. 10. Montaż uzupełniający próbnika oraz płytki testowej oraz prace naprawcze przewiduje się wykonać w Laboratorium Montażu na AGH. Rys. 1. Schemat ideowy próbnika logicznego 3

Tabela 1. Lista elementów próbnika logicznego Part Value Package Library Position (mm) Orientation C1 150nF C0805 rcl (61.087 7.9502) R270 C2 150nF C0805 rcl (48.133 6.985) R270 C3 150n C0805 rcl (63.

4 Tabela 1. Lista elementów próbnika logicznego Part Value Package Library Position (mm) Orientation C1 150nF C0805 rcl ( ) R270 C2 150nF C0805 rcl ( ) R270 C3 150n C0805 rcl ( ) R90 C4 47uF C1812K rcl ( ) R90 GND_ WIREPAD2,54/1,0 2,54/1,0 wirepad ( ) R0 IC1 LM358D SO08 linear ( ) R0 IC2 4001D SO14 40xx ( ) R0 INPUT 4,16O1,6 wirepad ( ) R0 JP1 02P con-amp-quick ( ) R90 LED1 CHIP-LED0805 led ( ) R180 LED1' CHIPLED_0805 led ( ) MR180 LED2 CHIPLED_0805 led ( ) R180 LED2' CHIP-LED0805 led ( ) MR180 LED3 CHIPLED_1206 led ( ) R270 LED3' CHIPLED_1206 led ( ) MR90 LED4 CHIPLED_1206 led ( ) R90 LED4' CHIPLED_1206 led ( ) MR270 R1 1M R0805 rcl ( ) R180 R2 2,2k R0805 rcl ( ) R0 R3 33k R0805 rcl ( ) R270 R4 2,2k R0805 rcl ( ) R180 R5 1k R0805 rcl ( ) R270 R6 1k R0805 rcl ( ) R0 R7 1M R0805 rcl ( ) R270 R8 1M R0805 rcl ( ) R270 R9 1k R0805 rcl ( ) R180 R10 1k R0805 rcl ( ) R180 R11 10k R0805 rcl ( ) R0 R12 10k R0805 rcl ( ) R0 R13 1M R0805 rcl ( ) R180 RX* R0805 rcl ( ) R270 VCC_ WIREPAD2,54/1,0 2,54/1,0 wirepad ( ) R0 Rys.2. Widok płytki drukowanej próbnika z elementami 4

5 Załącznik 1. Procedura programowania układarki Quadra ( pełny opis funkcjonowania układarki został podany na wykładzie nr.5 ) Stworzenie pliku klienta i programu Menu główne ALT+M Files Management. Customer program creating. Wprowadzić nazwę programu. ENTER Create a new customer. Wprowadzić nazwę klienta. ENTER Stworzenie tabeli montażowej Files Management. ALT+P wywołuje pustą Tabelę Montażową. F2 uruchamia tryb edycji, pozwalający na edycje tabeli. Klawiszami / wybrać kolumnę Component Type i wprowadzić w podświetlonym polu typ elementu np. 10k. W kolumnie Component Code należy wprowadzić oznaczenie elementu np. R1. Przy pierwszym wypełnianiu tabeli pomijamy kolejną kolumnę Rotation (ROT). W kolumnie Nozzle (NOZ) należy określić typ ssawki, która będzie pobierała elementy z podajników. Wybieramy ssawkę 1A dla elementów małych typu chip oraz ssawkę 2G dla układów scalonych. Kolumna FDR (Feeder) wypełnia się automatycznie na podstawie Tabeli Podajników. W kolumnie O (Orientation) należy określić orientację elementu w podajniku maszyny. Wpisujemy X gdy elemnt jest równoległy do osi X maszyny i Y gdy jest równoległy do osi Y maszyny. W kolumnie CTR należy określić sposób centrowania elementu w ssawce po pobraniu z podajnika. Stosuje się mod XY1 dla głowicy 1 pobierającej małe elementy typu chip oraz YX1 dla głowicy 2 pobierającej układy scalone. W kolumnie MOUNT Mounting należy określić czy element ma być montowany (Yes), czy pominięty (No). Kopiowanie linii w tabeli np. w przypadku rezystorów tego samego rodzaju, F9 (podmenu) i F11 (kopiowanie). Stworzenie i wgranie tabeli podajników Menu główne ALT+M Programming and Assembling Create Feeder Layout.Wprowadzić pliku podajnika. Load Feeder Layout. Odszukać stworzony uprzednio plik podajnika. 5

6 Wypełnienie tabeli podajników Wypełnienie tabeli podajników polega na określeniu, na którym podajniku maszyny załadowany jest dany typ elementu (np. rezystor 10k). Oznaczenia podajników znajdują się w załączniku. Menu główne ALT+M Feeder Table (Tabela Podajników) Wypełniamy tabele Łączenie tabeli montażowej z tabelą podajników SHIFT-F7 W Tabeli Montażowej pojawiają się numery podajników. Ustawianie punktów bazowych płytki drukowanej Menu główne ALT+M F3 wejście modu ręcznego ustawiania punktu bazowego Klawiszami naprowadzamy krzyż na ekranie monitora na wybrany punkt bazowy Może to być np. środek otworu w dolnym prawym rogu płytki Możemy też nauczyć maszynę gdzie znajduje się tzw. punkt referencyjny płytki. Punkt referencyjny jest ważny w przypadku montażu panelu płytek. Punkt referencyjny wybieramy naprzeciwko punktu bazującego wzdłuż przekątnej płytki.. Uczenie położenia elementów w podajnikach SHIFT+F5 Kursorem wybrac element w podajniku ENTER Uwaga: włączyć edycję F5 przy uczeniu położenia elementu w podajniku. Uczenie położenia elementów na płytce Menu główne ALT+M F4 Naprowadzić kursor na odpowiednie pole montażowe. ENTER. 6

7 Załącznik nr 2. Karta katalogowa pasty lutowniczej SE48-M955 ( Rys.3. Płytka testowa do montażu powierzchniowego f-my Pb-Technik 7

8 Tabela 2. Wykaz elementów na płytce testowej Pb-technik BGA 225 (1.5mm, 50mil) 1 szt. BGA 108 (0.5mm, 19.7mil) 1 szt. BGA 100 (0.8mm, 31.5mi 1 szt. BGA 256 (1.27mm, 50 mil) 1 szt. QFP 256 (0.4mm, 15.7 mil) 1 szt. QFP 100 (0.65 mm, 25.6 mil) 1 szt. TSOP40 T1 (0.5mm, 19.7mil) 1 szt. PLCC44 (1.27mm, 50 mil) 1 szt. SO8 2 szt. SO16 2 szt szt szt szt szt szt. SOT23 10 szt. 8

9 Załącznik nr 3. Karta katalogowa " dummy components" BGA 225 ( ) 9

10 Załącznik nr 4. Karta katalogowa " dummy component" QFP 256 ( Uwaga: Daisy Chain oznacza układ ze specjalnym połączeniem wewnętrznym pinów układu ułatwiającym testowanie prawidłowości lutowania. 10

Podobne dokumenty

LABORATORIUM MONTAŻU ELEKTRONICZNEGO

Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział EAIiE Katedra Elektroniki Specjalizacja: Sensory i Mikrosystemy LABORATORIUM MONTAŻU ELEKTRONICZNEGO Temat ćwiczenia: Montaż końcowy, uruchamianie i testowanie