Контроль процесса пайки и оплавления

(Выдержки из интервью Miles Moreau, управляющий компании «KIC» по ЕМЕА,
Америке и Австралии, журналу «ICONNECT007» в майском номере 2021 года. Затронуты темы
контроля волновой пайки (WPI), самой волновой пайки, вакуумного оплавления и как это вписывается
в индустрию 4.0 и умные производства).

Май 2021 года

Вопрос: Что происходит в мировом бизнесе? Каковы основные рыночные тенденции?

Ответ: Это изменения, сказывающиеся на экономической эффективности, производстве и поставке продукции производителям электроники.

Вопрос: Компания «KIC» проводит исследования и разработки на протяжении 2019−2020 годов, начиная представлять результаты. Расскажите о них.

Ответ: Найдены хорошие решения для задания профиля, оптимизации, отслеживания или контроля в процессе производства. Это сильная сторона компании, предлагающая это сборочному (SMT) и полупроводниковому производству.

Волновой процесс — многосторонний: флюсование, подогрев, а затем — пайка; в противоположность печи, где всё это непрерывно происходит в одном процессе. Всё это непросто, поскольку установки могут управляться по-разному: конвекцией, ИК-нагревом, иными путями нагрева, верхними и нижними зонами, иногда, только нижними, с двумя волнами против одной и т. д.

Ответом на это служит контроль волнового процесса (WPI). Он фиксирует возможности оплавления с системой RPI (индексация процесса оплавления), принимая во внимание то, что должен измерить пользователь при прохождении платы над волной. Наше решение не только получить внешний температурный профиль продукции при подогреве и на волне, но и в реальном времени вычисления для каждой платы.

Вопрос: Двигаясь в направлении автоматизации производства, как главной тенденции, действительно ли WPI работает в реальном времени?

Ответ: Вызов в волновом процессе — работать статически или динамически, и, скорее, в реальном времени. В печи оплавления управление основано на контроле зоны и на том, какие внешние силы могут влиять на профиль и его изменение. Волна припоя очень динамична и в некоторой степени непредсказуема, даже при аккуратном контроле установленных параметров, сборе нагара, подачи насоса и температуры припоя. Всё очень динамично и очень часто нужно контролировать это в процессе производства. Почему не делать этого постоянно? Делайте это для каждой платы, устанавливая возможные допуски, включая сигнализацию для предотвращения прохождения других плат, когда заданные параметры более не подходят.

Вопрос: Это относится к волновой пайке, где нужно создать окно допусков, достаточно большое, с уверенностью нахождения именно в нём. Даёт ли это возможность сужения окна допусков? Какие преимущества здесь для пользователя?

Ответ: В статическом процесс необходимо снимать профиль за профилем для последующих допусков.

Сейчас в течении двух часов работы можно получить данные, которые ранее приходилось собирать два-три дня. Затем, делать необходимую регулировку и можно непрерывно улучшать процесс в реальном времени с WPI. Нет более затратных ручных процессов и можно подрегулировать допуска для процесса. Теперь есть отклик в реальном времени, где можно улучшить процесс.

Вопрос: Можно ли, действительно, производителю сделать удачный поворот и получить более точный результат?

Ответ: Да, конечно. Есть гарантия, что продукция собирается в гораздо лучше контролируемом процессе, уменьшаются дефекты, улучшая качество, и имеется прослеживаемость. Есть информация о том, что произошло на волне, не говоря в начале смены, что установка проверена и всё было хорошо, но … Сейчас по каждой проходящей плате известно, что произошло.

Вопрос: Компания «KIC» провела большую работу с индустрией 4.0 и протоколами как CFX, создав мониторинг процесса, контроль процесса и внутренний процесс взаимодействия в нём. Как велика работа в производстве, чтобы включить волновую пайку в индустрию 4.0? Уникальны ли вы в этом?

Ответ: Насколько известно, по типу собираемых данных и решению это — первое связанное решение.

У нас было уникальное решение по подогреву. Мы смогли отслеживать профиль подогрева в волновом процессе, переведя WPI на новый уровень, где есть полная информация по процессу: температурный профиль платы, проходящей волну, некоторые ключевые показатели процесса, время пребывания и параллелизм самой волны в реальном времени.

Вопрос: Есть ли что-либо для усовершенствования существующих установок волновой пайки?

Ответ: Да, конечно. Но имеются некоторые ограничения, зависящие от типа установки. Печи оплавления очень похожи, с очень похожими признаками, что для физической печи и механики.

Существует большое разнообразие в работе установок волновой пайки. Первоначально была концентрация на определённых видах, общаясь с более ранними пользователями, использующими установки.

Процесс выглядел таким образом: Каковы параметры установки? Как она сконфигурирована? Какой тип источника подогрева используется? Как сконфигурирована волна? Затем, просматривается что полезно для WPI. При проработанности продукции и решений они адаптируются ко всем существующим конфигурациям.

Вопрос: в одной из презентаций IPC APEX EXPO 2021 говорилось о смещении в цифровое производство, о месте, где решается проблема, а не создаётся новое производство.

Ответ: На протяжении последних пары лет создан стартовый комплект умного производства. Система контроля процесса оплавления RPI очень недорогая по сравнению с AOI или SPI. Затраты на встроенные датчики обеспечивают работу системы процесса оплавления, используя инструментарий для автоматизации, контроля и хранения данных. Это испытательный стенд умного производства при малых инвестициях.

Испытываете и отрабатываете, как увязать это, и кто нужен для включения, а затем — начинаете вгрызаться к другим моментам и объединять их. Советуем начать с оплавления поскольку это довольно простой процесс. Что является ключом в печи? Это не обязательный рецепт, а — температурный профиль. Если есть система запоминающая температурный профиль производимых плат, то её можно использовать как базу для расширения в умное производство.

Вопрос: Компания «KIC» только что создала систему RPI для сдвоенной линии вакуумного оплавления SMT с немецкой компанией, как партнёром. Расскажите об этом.

Ответ: Печь вакуумного оплавления — немного отличается. Она похлопывает в средине оплавления, продукция останавливается, помещается в вакуумную камеру для снижения пустотелости.

Наша решение по оплавлению — ряд термопар в туннеле, смонтированном на направляющих. Помещая в камеру, идёт процесс старт/стоп, усложняя задачу. Около года-полутора назад создана система RPI для печи вакуумного оплавления с компанией Rehm. Можно сейчас поймать время вакуумного цикла наряду с данными профиля оплавления. Потребители хотели бы видеть добавку однородности и повторяемости к обычному профилю, что гарантирует контроль процесса.

Вопрос: Какова окупаемость инвестиций (ROI)?

Ответ: в большей части ключевые потребители, использующие систему вакуумного оплавления, автомобилестроители и медицина. Здесь требуется высокая надёжность продукции, с высоким уровнем прослеживаемости, сохранности производственных данных на протяжении ряда лет. Добавочная стоимость появляется при контроле в реальном времени на регулярном процессе оплавления.

Прямая окупаемость в том, что-либо снимать профиль очень часто и совершенствовать продукцию, либо использовать автоматизированную систему контроля, обеспечивающую прослеживаемость, необходимую потребителю.

***********************

Компания «БалтМедиа Партнёр» находится в коммерческом партнёрстве с компанией «KIC» по России.

По всем вопросам продукции компании «KIC», связанной с производством электронных изделий следует использовать следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское шоссе, 206

Тел. +7 (921) 895−1422, (812) 994−9502

Электронная почта: office@bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов

Подпишитесь на рассылку