SMT设备故障维修

随着当今生产自动化程度的提高,电子加工制造业飞速发展。以表面贴装(SMT)为代表的贴片设备得到了越来越广泛的应用。使产品小型化,高密度,大批量生产成为了现实。但是由于现在的SMT贴片设备全部进口,技术上相对保密,使得使用厂家对设备故障的维修很大程度上依赖设备生产厂,这样就造成维修的不及时和维护费用的提高。SMT企业大部分都是24小时工作制,每月除去保养时间,基本都是连续生产。一旦设备出现故障,对产量损失很大。所以在生产现场快速的发现问题,解决问题成了每个公司提高设备效率的主要手段,同时要求设备工程师多加学习,要不断提高解决问题的能力。现将生产过程中遇到的 故障及常见问题,简单描述,和大家共享。

1.  故障分析

1.1故障描述:生产过程中突然少件,飞件,部分吸嘴和头部自动屏蔽。

1.2 现场检查:机器无报警,机器生产完成后,手动传出就已经发现PCB的板子上乱件飞件。还发现在机器内部有一些吸嘴(NOZZLE)散落。

1.3故障排查

1.3.1考虑吸嘴脱落可能导致贴装头漏气,最后吸着不良,导致少件,飞件。将缺少的吸嘴重新补装,做贴装头高度及对中校准,做真空检测,全部合格。继续生产,发现还是发生少件,飞件,吸嘴脱落,并且脱落的吸嘴和头都不固定。

1.3.2考虑X/Y运动工作台不平,可能影响元件贴装高度,导致飞件,少件发生。由于是运行过程突然发生,这种可能行很小。使用千分表对轨道和工作台做横向纵向检测,全部在合格的范围内。

1.3.3考虑贴装头Z轴贴装高度超差,可能影响元件贴装高度,导致飞件,少件发生。使用千分表对各个贴装头的高度和运动行程做检测,全部在合格范围内。

1.3.4考虑机器头部控制真空通断气阀故障,导致在贴装元器件时气阀不能及时关闭,将元器件带走,导致少件。但是经过检查弃料盒,没有发现贴装过沾有锡膏的元件。为安全起见,继续实验,考虑气阀不可能同时失灵,将头部按照奇数偶数分成两部分,分别屏蔽做实验,故障都有发生。分成四部分继续试验,故障依旧。

1.3.5考虑可能是速度过快,导致部分机构失灵。将速度由0.1 s降至0.3 s,0.5 s,和1.0 s,故障依旧。检查机器真空泵运转情况,正常。

1.3.6重新分析机器各贴装头站位工作原理(图1-1)。考虑可能在13号站位动作出现异常导致。13号站位功能有三个。第一,控制吸嘴收纳的汽缸电磁阀打开,将所有的吸嘴收纳至最高位置。第二,释放所选吸嘴的汽缸电磁阀打开,将所选吸嘴释放。第三,控制吸嘴收纳的汽缸电磁阀关闭,托住释放的吸嘴下降至最底部。怀疑故障为控制吸嘴收纳的汽缸失灵,在吸嘴释放至最底部时,无法拖住吸嘴,导致吸嘴自动脱落。SANYO 3000的吸嘴安装主要是依靠吸嘴顶端开口的四个爪子卡住,在拆卸时,依靠本身弹簧的弹力和惯性,释放吸嘴的卡勾即可。由于气缸的失灵,在13号站位相当于进行了吸嘴拆卸,导致吸嘴脱落,同时机器的整体真空泄露,降低了其它运行吸嘴的真空度,形成了少件,飞件。

经过如上分析,又继续做实验。将机器转塔转至一定角度,并将触摸屏切换至单独动作界面,单独动作控制吸嘴收纳的汽缸,分步操作,汽缸动作有序。后快速按压动作按钮,发现汽缸有丢步现象。经更换控制气缸的电磁阀后,故障消失。

1.4 结论

由于控制汽缸动作的电磁阀阀芯动作不畅,致使所控制的汽缸在快速运动时无法正常动作,最终使吸嘴收纳板无法到位,机器吸嘴脱落,工作吸嘴真空度降低,导致机器运转时少件,飞件。

1.5一点启示

本公司对机器的各种保养及预防性维护(PM)全部按时执行。对机器的维护点全部依照说明书所要求的去做。但随着使用年限的增加,一些免维护备件也应该添加到检查项目中。特别是对机械结构要予以特别重视,润滑保养是不可或缺的。经过此次故障,对各种电磁阀阀芯的保养已经添加到了预防性维护清单中,减少了类似的故障发生。另外,对维修机器来讲,工作原理分析很重要,对电路控制图也要有深刻理解。


 

图1-1  各贴装头工作站位功能说明

2. SMT生产过程常见问题分析

2.1.问题描述  贴装少件,错位

2.1.1产生问题的可能原因

a. 焊锡膏锡量不足或炉前停留时间过长

b. 机器贴装台面不平或者缺少支撑

c. 机器贴装坐标不正确或者部品数据库异常导致机器识别时出现误差

d. 机器吸嘴脏,堵塞,磨损,损坏,尺寸不对等导致吸着异常

e. 机器真空系统问题(真空泵损坏,气路漏真空,过滤棉堵塞,真空阀动作异常)

f. 部品外观差异较大,机器识别不稳定,运转过程中丢失

g. 生产基板弯曲或者尺寸差异较大,基板在贴装工作台面不稳定

2.1.2问题的分析解决

a. 补锡或者刷掉带锡板

b. 调整台面或者增加支撑钉稳固

c. 调整坐标或者数据库

d. 清洁或者更换吸嘴

e. 清理真空系统或者更换问题部件

f. 更换部品或者调整机器数据库

g. 增加支撑或者调整工作台面和轨道,调整基板平面

2.2问题描述   贴装元件翻转,立件(墓碑效应)

2.2.1 产生问题的可能原因

a. 焊锡膏锡量不足或炉前停留时间过长

b. 机器直接吸着反件或者立件

c. 机器使用的进料器问题,导致送料时翻转

d. 吸嘴使用错误,堵塞,磨损,脏等

e. 部品一致性或者浸润性不好

f. 机器工作台面不平或者基板支撑不好

g. 元件数据库设置不正确,导致机器识别不稳定

2.2.2问题的分析解决

a. 补锡或者刷掉带锡板

b. 调整检测传感器或者调整数据库

c. 更换机器的进料器

d. 清洁或者更换问题吸嘴

e. 更换问题物料

f. 调整工作台面或者增加支撑

g. 精确调整数据库

3.总结

SMT生产是一项复杂的综合系统工程,涉及到材料,工艺,加工,组装,检测等多方面因素。所以,在生产或设备出现异常时,要从人,机,料,法,环几方面去考虑,有的放矢的分析问题,解决问题,从而提高我们的生产效率