隨著機(jī)器狗行業(yè)向高精度

、高可靠性方向快速發(fā)展
,其核心部件 PCBA(印制電路板組件)對(duì)貼片生產(chǎn)的精度、效率及質(zhì)量穩(wěn)定性提出了嚴(yán)苛要求
。本方案基于西門(mén)子貼片機(jī)
、HELLER 2043 MK7 回流焊爐、奔創(chuàng) TROI-7700E SPI(焊膏檢測(cè))與 8800 TH Series AOI(自動(dòng)光學(xué)檢測(cè))設(shè)備
,構(gòu)建 “高精度貼裝 - 高效焊接 - 全流程檢測(cè)” 的一體化生產(chǎn)體系
,旨在實(shí)現(xiàn)機(jī)器狗 PCBA 貼片生產(chǎn)的良率提升至 99.5% 以上、生產(chǎn)效率提升 20%
,同時(shí)滿足小批量多品種與大批量穩(wěn)定生產(chǎn)的雙重需求

一、核心設(shè)備配置與功能適配


(一)西門(mén)子貼片機(jī):高精度貼裝核心


針對(duì)機(jī)器狗 PCBA 包含的微型芯片(如 MCU

、傳感器芯片)、細(xì)間距元件(0201/01005 規(guī)格電阻電容)及異形元件(連接器
、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊)
,選用西門(mén)子 X 系列貼片機(jī)(如 X4is),其核心優(yōu)勢(shì)與適配性如下:

高精度貼裝能力:定位精度達(dá) ±22μm @ 3σ

,支持最小 01005 元件貼裝
,可精準(zhǔn)處理機(jī)器狗 PCBA 中高密度布局的芯片(如機(jī)器狗運(yùn)動(dòng)控制芯片),避免元件偏移導(dǎo)致的功能失效


多品種兼容:配備 160 + 喂料器接口

,支持紙帶、托盤(pán)
、管裝等多種元件包裝形式
,可快速切換機(jī)器狗不同型號(hào) PCBA 的生產(chǎn)(如家庭陪伴型、工業(yè)巡檢型機(jī)器狗的主板)
,換線時(shí)間縮短至 30 分鐘以內(nèi)


智能防錯(cuò)機(jī)制:內(nèi)置元件識(shí)別系統(tǒng)(通過(guò)視覺(jué) + 激光雙重檢測(cè)),可自動(dòng)識(shí)別元件型號(hào)

、方向
,防止錯(cuò)貼(如機(jī)器狗電源管理芯片的極性錯(cuò)貼)。


(二)HELLER 2043 MK7 回流焊爐:高效穩(wěn)定焊接


機(jī)器狗 PCBA 對(duì)焊接溫度的均勻性

、穩(wěn)定性要求極高(如傳感器芯片焊接溫度偏差需≤±2℃)
,HELLER 2043 MK7 回流焊爐的核心適配功能如下:

多溫區(qū)精準(zhǔn)控溫:配備 13 個(gè)獨(dú)立溫區(qū)(預(yù)熱區(qū) 4 個(gè)、恒溫區(qū) 4 個(gè)

、回流區(qū) 2 個(gè)
、冷卻區(qū) 3 個(gè))
,可精準(zhǔn)設(shè)置焊接曲線(如無(wú)鉛焊錫的 “預(yù)熱 - 恒溫 - 回流 - 冷卻” 曲線),確保不同元件(如大尺寸連接器與微型芯片)同時(shí)達(dá)到最佳焊接效果


高效熱風(fēng)循環(huán):采用雙風(fēng)扇熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)

,爐內(nèi)溫度均勻性達(dá) ±1℃,避免局部溫度過(guò)高導(dǎo)致元件損壞(如機(jī)器狗信號(hào)處理芯片的高溫失效)
,同時(shí)減少焊接氣泡
、虛焊等缺陷。


智能化監(jiān)控:內(nèi)置溫度傳感器與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)

,可實(shí)時(shí)監(jiān)控爐內(nèi)溫度變化
,并自動(dòng)存儲(chǔ)焊接參數(shù)(存儲(chǔ)時(shí)間≥1 年),便于追溯焊接質(zhì)量問(wèn)題(如某批次 PCBA 焊接不良的參數(shù)復(fù)盤(pán))


(三)奔創(chuàng)檢測(cè)設(shè)備:全流程質(zhì)量管控

機(jī)器狗 PCBA 的焊接缺陷(如虛焊

、少錫)、元件錯(cuò)漏貼會(huì)直接影響機(jī)器狗的運(yùn)動(dòng)控制
、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性
,奔創(chuàng) TROI-7700E SPI 與 8800 TH Series AOI 構(gòu)建 “前 - 中 - 后” 全流程檢測(cè)體系:


TROI-7700E SPI(焊膏檢測(cè)):

在貼片前對(duì)焊膏印刷質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),可識(shí)別焊膏量(偏差 ±5% 以內(nèi))

、焊膏位置偏移(±2μm)
、焊膏橋連等問(wèn)題,避免因焊膏印刷不良導(dǎo)致后續(xù)焊接缺陷(如機(jī)器狗電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的焊膏不足引發(fā)虛焊)


8800 TH Series AOI(自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)):


貼片后檢測(cè):識(shí)別元件錯(cuò)貼

、漏貼、反向
、偏移等問(wèn)題(檢測(cè)精度達(dá) ±3μm)
,如機(jī)器狗傳感器芯片的反向貼裝可實(shí)時(shí)報(bào)警,防止流入焊接環(huán)節(jié)


焊接后檢測(cè):通過(guò) 2D/3D 視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

,識(shí)別焊接氣泡、虛焊
、少錫
、焊點(diǎn)拉尖等缺陷,支持自定義檢測(cè)模板(可針對(duì)機(jī)器狗 PCBA 的特殊元件設(shè)置專(zhuān)屬檢測(cè)規(guī)則)
,檢測(cè)覆蓋率達(dá) 100%


二、生產(chǎn)流程優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)合機(jī)器狗 PCBA 的生產(chǎn)特點(diǎn)(多品種

、高精度
、高可靠性),優(yōu)化生產(chǎn)流程如下
,實(shí)現(xiàn) “高效流轉(zhuǎn) + 質(zhì)量閉環(huán)”:


(一)產(chǎn)前準(zhǔn)備階段

BOM 與生產(chǎn)參數(shù)導(dǎo)入:將機(jī)器狗 PCBA 的 BOM 清單(包含元件型號(hào)

、封裝
、位號(hào))導(dǎo)入西門(mén)子貼片機(jī)、奔創(chuàng)檢測(cè)設(shè)備的控制系統(tǒng)
,自動(dòng)匹配元件參數(shù)(如貼裝速度
、檢測(cè)閾值),減少人工輸入誤差

焊膏與元件準(zhǔn)備:根據(jù)機(jī)器狗 PCBA 的焊接需求

,選用高可靠性無(wú)鉛焊膏(如 Sn96.5Ag3.0Cu0.5),并對(duì)元件進(jìn)行烘烤(如潮濕敏感元件 MSL 3 級(jí)
,烘烤條件:125℃/24h)
,防止元件吸潮導(dǎo)致焊接不良。


設(shè)備校準(zhǔn):生產(chǎn)前對(duì)西門(mén)子貼片機(jī)的吸嘴(更換磨損吸嘴)

、HELLER 回流焊爐的溫度傳感器
、奔創(chuàng)檢測(cè)設(shè)備的相機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn),確保設(shè)備精度達(dá)標(biāo)(如貼片機(jī)吸嘴定位偏差≤±2μm)


(二)核心生產(chǎn)階段(流程閉環(huán))

焊膏印刷:采用全自動(dòng)絲印機(jī)印刷焊膏

,印刷后通過(guò)奔創(chuàng) TROI-7700E SPI檢測(cè),合格則進(jìn)入下一環(huán)節(jié)
,不合格則自動(dòng)標(biāo)記并觸發(fā)返工(如焊膏橋連需人工清理)


元件貼裝:西門(mén)子貼片機(jī)根據(jù) BOM 清單自動(dòng)吸取元件并貼裝至 PCB,貼裝后通過(guò)奔創(chuàng) 8800 TH AOI(貼片后檢測(cè))

,識(shí)別錯(cuò)漏貼、反向等問(wèn)題
,合格則流入回流焊爐


回流焊接:HELLER 2043 MK7 回流焊爐按照預(yù)設(shè)焊接曲線進(jìn)行焊接,焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度參數(shù)

,焊接后通過(guò)奔創(chuàng) 8800 TH AOI(焊接后檢測(cè))
,識(shí)別焊點(diǎn)缺陷,合格則進(jìn)入下一工序(如插件
、測(cè)試)
,不合格則標(biāo)記并分析原因(如溫度曲線異常需調(diào)整回流焊參數(shù))。


(三)產(chǎn)后追溯與優(yōu)化


數(shù)據(jù)追溯:通過(guò) MES 系統(tǒng)整合西門(mén)子貼片機(jī)

、HELLER 回流焊爐
、奔創(chuàng)檢測(cè)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)(如貼裝元件型號(hào)、焊接溫度
、檢測(cè)結(jié)果)
,實(shí)現(xiàn)每片 PCBA 的全流程追溯(可通過(guò)二維碼查詢生產(chǎn)時(shí)間、設(shè)備
、操作人員
、檢測(cè)結(jié)果)

質(zhì)量分析:定期統(tǒng)計(jì)奔創(chuàng)檢測(cè)設(shè)備的缺陷數(shù)據(jù)(如錯(cuò)貼率、虛焊率)

,結(jié)合西門(mén)子貼片機(jī)的貼裝參數(shù)
、HELLER 回流焊爐的溫度曲線,分析缺陷原因并優(yōu)化(如某元件錯(cuò)貼率高
,需調(diào)整貼片機(jī)的元件識(shí)別參數(shù))