Mit der florierenden und weitverbreiteten Nutzung von Laptops ist es von übergeordneter Bedeutung geworden, die Produktqualität und die Produktionseffizienz zu verbessern, und die Schlüsseltechnologien sowie die Qualitätskontrolle der Produkte im Prozess der Laptop-Herstellung haben die meiste Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Auf der Grundlage der Analyse der Schlüsseltechniken in Bezug auf PCB-Design, MiniaturisierungKomponentenmontageTechnik, Produktionsliniendesign undPCB-ReinigungDieser Artikel untersucht, wie die Effizienz der automatischen Maschinenmontage und die Ausbeute der Produkte gesteigert werden können. Durch die Anpassung des Produktdesigns und der Schlüsseltechnologien sowie durch wirksame Qualitätskontrolle ist automatische Ausrüstung in der Lage, die Anforderungen an die Merkmale der Laptop-Montage zu erfüllen, um eine wirksame Qualitätsabsicherung für den Einsatz automatischer Vorrichtungen in der Laptopindustrie zu bieten.
Leiterplattendesign
• Auswahl von Komponenten
Die meisten Laptops auf dem heutigen Markt sind so ultradünn, dass ihre Leiterplatten mit Mikrobaugruppen bestückt werden müssen, was wiederum höhere Anforderungen an die Montage stellt. Daher ist es von Bedeutung,Geeignetes Komponentenpaket auswählenBei der Gestaltung der Leiterplatte werden auf Grundlage der Anforderungen in Bezug auf Technik, Ausstattung und Gesamtdesign SMT-Gehäuseform und -struktur für Bauteile ausgewählt, deren elektrische Leistung und Funktionen bereits festgelegt sind. Dies spielt eine entscheidende Rolle für die Schaltungsentwurfsdichte, Herstellbarkeit und Testbarkeit. Jeder Bauteiltyp verfügt über viele Gehäusevarianten, von denen jede eine Option für Ingenieure darstellen kann. Daher ist es am besten, sich vor der Festlegung über die Bauteilspezifikationen und die Genauigkeit der auf dem Markt verfügbaren Komponenten zu informieren.
• Auswahl des Leiterplattenmaterials
Basierend auf der Herstellung von Laptop-Leiterplattenbaugruppen wird in der Regel eine FR4-A1-Kupferbeschichtungsplatte ausgewählt, die Vorteile wie relativ hohe mechanische Eigenschaften, ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Feuchtigkeitsresistenz sowie hervorragende Bearbeitbarkeit bietet. Die Eigenschaften der FR4-A1-Stufe sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
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Artikel
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Parameter
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| Horizontale Schlagfestigkeit |
≥230 kJ/m |
| Isolationswiderstand nach dem Einweichen |
≥5×10^8Ω |
| Vertikale elektrische Festigkeit |
≥14,2 MV/m |
| Horizontale Durchbruchspannung |
≥40 kV |
| Relative Dielektrizitätskonstante |
≤5,5 |
| Dielektrischer Verlustfaktor |
≤0,4 |
| Hygroskopizität |
≤19 mg |
| Entflammbarkeit |
FV0 |
| Dichte |
1,70–1,09 g/cm3
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Mikrokomponenten-Montagetechnik
Die fortlaufende Miniaturisierung von Bauteilen führt zu immer höheren Anforderungen an die Bauteilmontagetechnik. Vor der Montage sollte zunächst die Montageform entsprechend der Bauteilanordnung auf der Leiterplatte des Laptops bestimmt werden. Aufgrund der hohen Integrationsdichte der Leiterplatten in Laptops machen Mikrobauteile den Großteil der Bauteile auf den in der Regel mehrlagigen Leiterplatten aus. In dieser Untersuchung wird eine Art doppelseitige Mischmontagetechnik angewendet, deren Ablaufdiagramm nachfolgend dargestellt ist.
• Komponentenmontageausrüstung in der Produktionslinie
a. Lötpastendrucker. Am vorderen Ende der SMT-Produktionslinie positioniert, wird sie zum Drucken von Lotpaste oder SMD-Klebstoffen sowie zum präzisen Auslassen von Druckbereichen auf Pads oder entsprechenden Positionen der Leiterplatte eingesetzt. Es wird das interaktive Betriebssystem Windows NT verwendet, das Vorteile wie einfache Bedienung, hohe Geschwindigkeit, hohe Genauigkeit und hervorragende Wiederholgenauigkeit beim Drucken bietet. Die Positioniergenauigkeit erreicht ±15 μm. Die Druckgröße liegt zwischen 50 x 50 mm und 460 x 360 mm.
b. Automatischer Einhänger. Es fungiert als Hand eines Roboters, die in der Lage ist, Bauteile gemäß einem programmierten Ablauf aus der Verpackung zu entnehmen und sie an den entsprechenden Positionen auf der Leiterplatte (PCB) zu platzieren. Die Bestückungsfunktion und die Produktionskapazität der SMT-Produktionslinie hängen von der Funktion und der Geschwindigkeit des Bestückungsautomaten ab. Im Bestückungsautomaten wird das Betriebssystem Windows XP eingesetzt, das sich durch Flexibilität, Praktikabilität, Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit auszeichnet. Eine MNVC-Kamera und zahlreiche FEEDER werden verwendet, geeignet für die Bestückung von kleinen Chips (0201), dünnen Chips und QFP. Die Bestückungsgeschwindigkeit erreicht 12500 CPH (Laser) und 3400 CPH (Bild), was sich für das kontinuierliche Bestücken von QFP mit feinem Pitch und SOP eignet. Die Bestückungsgenauigkeit erreicht ±0,05 mm, bei einer Bestückungsgröße im Bereich von 50 x 30 mm bis 330 x 250 mm.
c. Reflow-OfenEr wird nach dem Bestückungsautomaten in der SMT-Produktionslinie eingesetzt und dient dazu, eine Heizumgebung bereitzustellen und die Lötpaste zu schmelzen, die zuvor auf den Pads der Leiterplatte (PCB) aufgebracht wurde. Er kann als Lötgerät betrachtet werden, das SMT-Bauteile durch Lötpastenlegierung zuverlässig mit den PCB-Pads verbindet. Der Schienenverstellbereich des Geräts liegt zwischen 50 mm und 400 mm, die Temperaturregelung reicht von Raumtemperatur bis 300 °C, mit einer Temperaturregelgenauigkeit von ±1,5 °C und einer Aufheizzeit von 30 Minuten. Das PCB-Transportsystem besteht aus Kette + Mesh.
d. WellenlötmaschineEs führt das Masselöten durch, indem die kontinuierlich fließende Welle, die durch das geschmolzene Lötzinn entsteht, mit der Lötoberfläche der bestückten Leiterplatte in Kontakt gebracht wird. Es wird hauptsächlich in der herkömmlichen Through-Hole-Steckmontagetechnik für Leiterplatten sowie in der Mischbestückung eingesetzt, die sowohl Oberflächenmontage- als auch Through-Hole-Steckkomponenten umfasst.
e. ErkennungsgeräteEs spielt eine Rolle bei der Erkennung der Montagequalität und der Lötqualität von Leiterplatten und umfasst Lupe, Mikroskop, automatisches Online-Prüfgerät, In-Circuit-Tester, Röntgenprüfsystem und Funktionsprüfgerät.
f. Überarbeitung der AusrüstungEs spielt eine Rolle bei der Nachbearbeitung problematischer Leiterplatten mit den Werkzeugen Lötkolben und Nacharbeitsstation.
g. ReinigungsgeräteEs spielt eine Rolle bei der Beseitigung von Hindernissen, die die elektrische Leistung beeinträchtigen, wie PCB- und Lötverunreinigungen, etwa Flussmittel, das schädlich für die Gesundheit ist. Es kann an einem festen Ort befestigt werden.
Produktionsliniendesign
• Produktionslinie einschalten
Die Stromversorgung sollte stabil sein und den allgemeinen Anforderungen von einphasigem AC220V (220±10 %, 50/60 Hz) bzw. dreiphasigem AC380 (220±10 %, 50/60 Hz) entsprechen. Wenn diese Anforderungen nicht erfüllt werden können, sollte ein geregeltes Netzteil konfiguriert werden, dessen Leistung einmal größer ist als der Energieverbrauch des Geräts. Die Stromversorgung des Bestückungsautomaten sollte unabhängig mit der Erdung verbunden werden, und es sollte im Allgemeinen ein 3-Phasen-5-Leiter-System verwendet werden.
• Luftquelle an der Produktionslinie
Die Spannung der Druckluftquelle sollte entsprechend den Anforderungen der Geräte eingestellt werden. Die Stromversorgung der Fabrik kann genutzt werden, und ein ölfreier Kompressor kann unabhängig konfiguriert werden. Allgemein gilt die Anforderung, dass der Druck mehr als 7 kg pro Quadratzentimeter betragen und die Luft gereinigt, sauber und trocken sein sollte.
• Produktionslinienumgebung
Ein Abluftventilator wird entsprechend den Anforderungen der Geräte konfiguriert. Für einen vollständig heißen Kohlenbecken-Grill besteht die übliche Anforderung darin, dass die minimale Luftmenge im Abluftkanal 500 Quadratzoll pro Minute beträgt. Der Arbeitsplatz muss sauber gehalten werden, frei von Staub und korrosivem Gas, bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C ± 3 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 45 % bis 70 % rF.
• Anforderungen an den ESD-Schutz
Es sollte ein elektrostatisch gesicherter Arbeitstisch eingerichtet werden, bestehend aus Arbeitstisch, antistatischer Tischauflage, Handgelenkband‑Anschluss und Erdungsleitungen. Auf der Tischauflage sollten sich zwei Anschlüsse für Handgelenkbänder befinden, einer für den Bediener und der andere für Techniker und Prüfer. Gegenstände, die leicht statische Elektrizität erzeugen, dürfen nicht auf dem Arbeitstisch platziert werden, wie z. B. Kunststoffboxen, Gummi, Karton und Glas; Zeichnungsunterlagen sollten in antistatischen Aktenhüllen aufbewahrt werden. Mitarbeiter, die direkt mit elektrostatisch empfindlichen Bauteilen in Berührung kommen müssen, haben antistatische Handgelenkbänder zu tragen. Zwischen Handgelenkband und Haut ist ein einwandfreier Kontakt sicherzustellen.
