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SMT ピック アンド プレイス機械の トラブルシューティングは、エンジニアがランダムに設定を変更するのではなく、材料、フィーダー、ノズル、ビジョン、プログラム、基板サポート、機械の状態から故障経路をたどるときに最も効果的に機能します。高速の SMT ラインでは、1 つの小さなエラーがさまざまな症状として現れることがあります。たとえば、コンポーネントの拒否、ピックアップの失敗、部品の反転、配置のずれ、QFP の歪み、マシン アラームの繰り返しなどです。優れたトラブルシューティング方法は、目に見える欠陥から本当の根本原因を分離し、ダウンタイムを削減し、コンポーネントの歩留まりを保護します。
このガイドは、明確な SMT マシン エラーの解決策を必要とする生産エンジニア、プロセス技術者、SMT ライン マネージャー、工場所有者のための実用的な主要リソースとして書かれています。これは、SMT 装着機の一般的な問題を、さまざまなブランドの装着機で使用できる反復可能なチェックと結び付けます。また、 SMT マシンがコンポーネントを拒否する理由, SMT コンポーネントの拒否と材料の無駄を減らす方法 SMT の, 配置欠陥の一般的な修正, SMT 視覚認識エラーの解決方法 SMT配置中のコンポーネントの, ずれ、落下、反転したコンポーネントのトラブルシューティング {[ , t21]}, バキュームおよびピックアップのエラーのトラブルシューティング、 SMT フィーダーのピックアップ位置エラーのトラブルシューティングなど、より深いトピックのためのフレームワークも作成します。.
目次
配置マシンは、SMT プロセスの一部にすぎません。配置段階で発生する欠陥は、コンポーネントのパッケージング、フィーダーのインデックス付け、ノズルの摩耗、はんだペーストの高さ、基板のサポート、ソフトウェア データ、照明、または環境制御に起因する可能性があります。このため、トラブルシューティングの最初のルールは単純です。一度に 5 つの項目を調整しないことです。 1 つの変数を変更し、結果を記録し、回線履歴を追跡可能に保ちます。
オペレーターは、異なる問題を同じ言葉で説明することがよくあります。 「不合格」とは、機械が視覚検査後にコンポーネントを不合格にしたことを意味する場合があります。 「ドロップ」とは、パーツが正しく選択されたものの、配置する前に紛失したことを意味する場合があります。 「欠落」は、ノズルがコンポーネントをピッキングしなかったことを意味する場合もあれば、コンポーネントが配置されたものの、その後リフローまたは取り扱い中に紛失したことを意味する場合もあります。エンジニアはまず、ピックアップ、輸送、認識、配置、配置後の検査、または最終検査など、障害が発生した正確な箇所を特定する必要があります。
通常、真のマシン障害は安定した状態で繰り返されます。プロセス障害は、材料、セットアップ、シフト、湿度、メンテナンス状態、またはオペレーターの扱いによって変化します。たとえば、Z 軸ベアリングが摩耗すると、多くの製品で配置圧力が不安定になる可能性がありますが、フィーダー ピッチの設定が不適切な場合は、1 つの部品番号のみに影響する可能性があります。 PCB が歪んでいると、1 つのパネル領域でのみ微ピッチのずれが発生する可能性がありますが、ノズルが正しくない場合は、同じパッケージのすべてのリールでピックアップ不良が発生する可能性があります。
信頼性の高いトラブルシューティングは、一般的な電子機器アセンブリの規律に沿って行われます。 などの規格は、 IPC J-STD-001 や IPC-A-610 チームが組み立ての仕上がり、受容性、欠陥言語を結びつけるのに役立つため、有用な参考資料となります。これらは機械のマニュアルに代わるものではありませんが、検査の判断を一貫して保つのに役立ちます。
コンポーネントの不良は、材料の無駄やラインの中断を直接引き起こすため、最も目に見える SMT 配置機械の問題の 1 つです。拒否は、機械がコンポーネントを選択できない場合、認識できない場合、許容範囲外であることが判明した場合、またはコンポーネントの方向がプログラムされたライブラリと一致しないと判断した場合に発生する可能性があります。
最も一般的な原因には、誤ったコンポーネント データ、不十分な視覚閾値、間違った照明レシピ、損傷したテープ ポケット、不安定なフィーダー インデックス、ノズルの不一致、汚れたノズルチップ、弱い真空、コンポーネント パッケージのばらつき、および間違った極性定義が含まれます。湿気に敏感なコンポーネントの取り扱いも重要になる場合があります。コンポーネントが湿気を吸収したり、不適切に保管されたりすると、リフロー後に欠陥が現れる可能性があるため、エンジニアは湿気/リフローに敏感なデバイス制御に関する JEDEC J-STD-033などのルールの取り扱いも考慮する必要があります 。
危険な習慣の 1 つは、アラームが消えるまで視界の許容範囲を広げることです。これにより、短期的には出力が向上する可能性がありますが、製品への不適切な配置、誤った回転、またはコンポーネントの損傷が発生する可能性があります。より良い方法は、実際の部品のばらつきとプロセス能力を確認した後でのみ公差を調整することです。機械は単に静かに動作するだけでなく、品質を保護する必要があります。
実際のラインチームは、不良品削減チェックリストを作成する必要があります。フィーダーのキャリブレーションの検証、ノズルの洗浄と検査、パッケージの寸法の確認、ビジョン画像のレビュー、ピックアップ座標のチェック、テープパスの検査、真空値と通常のベースラインの比較などです。これはという後のトピックをサポートします 、SMT コンポーネントの不合格と材料の無駄を削減する方法。材料の節約は、オペレータの反応だけでなく根本原因の制御に依存するためです。
ピックアップ エラーは、多くの SMT マシン エラー ソリューションの中心にあります。コンポーネントがきれいに選択されていない場合、後のすべてのステップが不安定になります。部品が視覚的に拒否されたり、ヘッドの移動中に落ちたり、オフセットして配置されたり、ピックアップ自体が不良でひっくり返ったりする可能性があります。
ノズルは、部品のサイズ、表面、重量、ピックアップ領域と一致する必要があります。ノズルが小さすぎると、コンポーネントをしっかりと保持できない可能性があります。ノズルが大きすぎると、接触すべきではないリード、隣接するテープポケットの端、またはコンポーネントの特徴に接触する可能性があります。ノズルチップの磨耗、ひび割れ、詰まり、または汚染により、ラインがエラーが戻るまでの数分間は正常に動作する可能性があるため、追跡が困難な断続的な障害が発生する可能性があります。
ノズルを拡大して検査し、チップをクリーニングし、プログラムでノズル ID を確認し、ノズル番号ごとに故障を比較することをお勧めします。異なるコンポーネント間で 1 つのノズルに同じエラーが発生する場合は、そのノズルを交換するか再調整してください。すべてのノズルのピックアップが不安定である場合は、真空源、フィルター、ホース、ヘッド シール、および機械のメンテナンス ステータスを確認してください。
ピック アンド プレース真空のトラブルシューティングの 詳細については、エンジニアはノズルのシール、真空の応答、ピックアップの高さ、フィーダーの表示、およびマシンのログ データを一緒に確認する必要があります。
コンポーネントの紛失、落下、または反転は、 ピックアップから配置までノズルが部品をしっかりと保持できないときによく発生するため、エンジニアはノズルのシール、真空応答、ピックアップの高さ、およびフィーダーのプレゼンテーションを一緒に確認する必要があります。
真空は単なる警報値ではありません。それはプロセス信号です。値が低い場合は、空気経路の遮断、ノズルの漏れ、ピックアップ表面の不良、フィーダーのプレゼンテーションのエラー、ピックアップの高さの誤り、またはコンポーネントの損傷を示している可能性があります。リール間で値が異なる場合は、パッケージのばらつきを示している可能性があります。数時間の製造時間後に値が変化する場合は、汚染または熱ドリフトを示している可能性があります。
視覚認識は強力ですが、判断できるのはカメラ、照明、コンポーネント ライブラリによって認識できるものだけです。視力が低下する場合、根本的な原因は光学的、機械的、材料関連、またはデータ関連である可能性があります。優れたトラブルシューティング担当者は、アラーム コードだけでなく、最初に画像を調べます。
SMT の視覚認識エラーの多くは、コンポーネントのエッジと背景の間のコントラストが不十分なことが原因で発生します。反射面、黒いコンポーネント本体、透明なパッケージ、金属シールド、奇妙なリード形状、または一貫性のないマークは、アルゴリズムを混乱させる可能性があります。カメラ画像が人間の目には鮮明でも、機械にとっては不安定な場合、認識パラメータを調整する必要がある可能性があります。画像自体の品質が悪い場合は、照明、レンズの清潔さ、カメラのキャリブレーション、およびコンポーネントのプレゼンテーションを確認してください。
パッケージ ライブラリ データは実際のコンポーネントを反映している必要があります。ボディサイズ、リード数、極性マーク、中心の定義、厚さ、ピックアップポイントはすべて認識に影響します。同様のコンポーネントからコピーされたライブラリは、単純なパッケージでは実行できますが、許容範囲が狭い場合は失敗します。エンジニアは、しきい値を変更する前に、コンポーネントの図面、実際のサンプル、およびマシンのイメージを比較する必要があります。
視覚エラーは必ずしもカメラが原因ではありません。ほこり、汚染、不適切な保管、曲がったリード、静電気の吸引、および乱暴な取り扱いにより、コンポーネントがポケット内にどのように収まるか、またはレンズの下にどのように見えるかが変化する可能性があります。電子機器の製造では、静電気のリスクも管理する必要があります。 ESD Association のANSI /ESD S20.20 フレームワークは、敏感な電子デバイスに関する ESD 制御プログラムを構築する場合に役立ちます。
ビジョンリジェクトが上昇した場合は、問題が材料の交換、オペレーターの取り扱い、乾燥したキャビネットの取り外し、フィーダーのロード、または環境の変化の後に始まったかどうかを確認してください。 SMT の視覚認識エラーに関する今後のクラスターの記事 : 原因と解決策は、 カメラ画像、照明戦略、ライブラリの調整にさらに深く掘り下げることができますが、重要なルールは明確です。それは、視覚を独立した設定ページとして扱ってはいけないということです。
配置欠陥は、多くの場合、オフセット、スキュー、ツームストーン傾向、間違った回転、不十分な取り付け圧力、またはパッド領域の外側にあるコンポーネントとして現れます。配置マシンの問題もあれば、はんだペースト印刷、PCB サポート、リフロー プロファイル、コンポーネント設計に起因するものもあります。トラブルシューティング パスでは、配置データを下流の検査に接続する必要があります。
基板の動きは、SMT 配置でのの一般的な原因です 配置中のコンポーネントの位置ずれ 。PCB が薄い、大きい、歪んでいる、クランプが不十分、またはサポートが不十分である場合、配置ヘッドが基板を押し下げてオフセットが発生する可能性があります。基準認識が不十分だと、配置マップ全体がずれてしまう可能性もあります。コンポーネントの座標を変更する前に、コンベアの幅、クランプのステータス、サポート ピンの位置、基板の平坦度、基準の清浄度、およびローカル パネルのサポートを確認してください。
配置圧力と Z 高さも見直す必要があります。力が強すぎると、コンポーネントがペーストに押し込まれたり、汚れが生じたり、小さなチップコンポーネントがずれたりする可能性があります。力が小さすぎると、コンポーネントが高い位置に残り、リフロー前に動きやすくなる可能性があります。正しい値は、パッケージ、ノズル、ペーストの付着、基板の状態、および機械の能力によって異なります。
AOI 以降に見られるすべての欠陥が配置機械によって引き起こされるわけではありません。はんだペーストの量の不足、ステンシルの詰まり、パッドの汚染、熱の不均衡、およびリフロープロファイルはすべて、配置に関連しているように見える欠陥を引き起こす可能性があります。規律あるチームが、SPI データ、配置座標、AOI 画像、リフロー結果を比較します。 SPI が配置前に貼り付け不良を示している場合は、まず印刷を修正してください。配置イメージは正しいが、リフロー後にコンポーネントが移動する場合は、ペースト、パッド設計、熱プロファイル、およびコンポーネントの形状を確認してください。
ここでは、 一般的な SMT 配置の欠陥とその修正方法が 役立つサポート記事のトピックになります。この柱となる記事は、読者が 1 つのマシンを性急に非難するのではなく、SMT 行全体にわたって考えるようガイドする必要があります。
フィーダの問題は多くの場合単純ですが、コストがかかります。わずかに間違ったピックアップ位置、摩耗したフィーダー ギア、不十分なテープ張力、損傷したカバー テープ パス、または間違ったフィーダー ピッチにより、リジェクトが繰り返されたり、ピックアップが失敗したり、部品の角度が不安定になったりする可能性があります。フィーダのエラーはノズルまたはビジョンのエラーのように見える可能性があるため、フィーダの診断は系統的に行う必要があります。
まず、コンポーネントのプレゼンテーション ポイントを観察します。コンポーネントは、中央に水平に安定してピックアップ場所に到着する必要があります。テープポケット内で部品がずれたり、カバーテープで持ち上げられたり、傾いたり、完全にインデックスされていない場合、ノズルが空気を拾ったり、ポケットの端に触れたり、部品を斜めに持ち上げたりする可能性があります。ビジョン公差を変更する前に、フィーダーのキャリブレーション、テープ ガイド、リールの張力、カバー テープの剥離角度、ピッチ設定を確認する必要があります。
ファインピッチまたは小型の受動部品の場合、フィーダピックアップの位置誤差がわずかであっても大きな歩留り損失を引き起こす可能性があります。 に関する今後の記事では、 SMT フィーダ ピックアップ位置エラーのトラブルシューティング これを実際のフィーダ チェックに拡張する必要がありますが、中心となるルールは、ソフトウェアを調整する前に物理的な表示を確認することです。
プログラム エラーは、マシンが指示されたとおりに実行する可能性があるため、最も混乱を招く SMT マシン エラーの解決策を引き起こす可能性があります。間違った回転、間違ったノズルの割り当て、間違ったパッケージの高さ、間違ったピックアップポイント、間違ったフィーダースロット、または間違った極性マークはすべて、ハードウェアが正常であっても欠陥を引き起こす可能性があります。
強力な SMT ラインには、簡単な修正以上のものが必要です。繰り返されるすべてのアラームをより良いプロセス知識に変えるワークフローが必要です。これは、多品種生産、頻繁な切り替え、または顧客固有の製品を実行するメーカーにとって特に重要です。目標はマシンを再起動することだけではありません。来週同じ問題が再発するのを防ぐためです。
次の順序は、ほとんどの SMT 配置マシンの問題にうまく機能します。
正確な故障箇所を確認します: ピックアップ、輸送、視覚、配置、または検査。
エラーがコンポーネント、フィーダー、ノズル、ヘッド、PCB の位置、またはプログラムに起因するかどうかを確認してください。
マシンログ、拒否画像、真空値、フィーダー位置、ノズル履歴を確認します。
材料の梱包、コンポーネントの方向、テープポケット、およびカバーテープの経路を検査します。
ノズルの選択、清浄度、摩耗、真空ベースラインを確認します。
カメラ画像、照明、パッケージ ライブラリ、認識許容度を確認します。
基板のサポート、基準の認識、クランプの状態、配置圧力を確認します。
CAD、BOM、フィーダーテーブル、極性、回転、最初の品目の承認を確認します。
制御された変更を 1 つ行って、その結果を記録します。
欠陥の症状、根本原因、是正措置、予防計画を文書化した工場では、時間の経過とともにより安定したプロセスが構築されます。繰り返し発生するノズル、フィーダー、コンポーネント、およびパッケージの問題に関するシンプルなデータベースにより、将来の切り替え時のダウンタイムを削減できます。また、新しいオペレーターがより早く学習できるようになります。
I.C.T は、需要分析、ライン計画、生産設備、トレーニング、運用サポート、プロセスの最適化、調整を含むワンストップの SMT および電子製造ソリューションで顧客をサポートします。会社カタログによると、I.C.T はエレクトロニクス製造において 25 年以上の経験があり、72 か国の 1600 以上の顧客をサポートしてきました。完全な SMT ラインを構築または改善する顧客にとって、多くの配置問題は上流および下流のプロセス条件に関係しているため、この種の統合されたビューは重要です。
設定を変更する前に、実際の障害点から始めてください。
材料、フィーダー、ノズル、ライブラリのデータが検証されるまでは、視野許容範囲を広げないでください。
真空値をアラームだけでなく診断信号としても使用します。
配置ヘッドのせいにする前に、フィーダのプレゼンテーションを検査してください。
SPI、AOI、はんだペースト印刷、基板サポート、およびリフローによる接続の配置不良。
品質判断の一貫性を保つために、標準と信頼できる技術リファレンスを使用してください。
トラブルシューティング記録を作成して、各欠陥が将来のプロセス管理を改善できるようにします。
度重なる不合格、ピックアップ、ビジョン、フィーダー、または配置の安定性の問題に直面しているメーカーにとって、最も価値のある次のステップは、プロセス全体を冷静に見直すことです。綿密に計画された SMT 行は、コンポーネントをより速く配置するだけではありません。エンジニアに自信を持って問題を解決するための可視性を与えます。 I.C.T は電子機器メーカーと協力してライン レイアウト、機器のマッチング、プロセス リスク、アフターサポートを検討して、生産チームが緊急修理から安定した生産に移行できるようにします。
最も確実な方法は、障害が発生した正確な段階を特定することです。エンジニアは、認識許容誤差やピックアップの高さをやみくもに変更することから始めるべきではありません。まず、コンポーネントがピックアップ時に欠落していないか、移動中に落としたか、視覚的に拒否されたか、PCB 上に置き忘れられたか、またはリフロー後に欠陥が見つかったかどうかを確認します。各段階は異なる根本原因を示しています。ピックアップの障害は通常、フィーダー、ノズル、バキューム、またはテープのプレゼンテーション チェックにつながります。ビジョンの拒否は、カメラ画像、照明、パッケージ データ、コンポーネントの状態チェックにつながります。配置のずれにより、基板サポート、基準、Z 高さ、ペースト状態のチェックが行われます。この構造化された開始により、ランダムな調整が防止されるため、時間を節約できます。
オペレーターにとってリールは正しく見えても、機械の検査では不合格となる場合があります。コンポーネントがテープ ポケット内でわずかに回転して配置されたり、カバー テープがピックアップの妨げになったり、パッケージ本体がライブラリと異なる場合や、極性マークがカメラで認識しにくい場合があります。また、ノズルが不適切な点でコンポーネントをピックしてしまい、ビジョン カメラに傾きやオフセットが見える場合もあります。エンジニアは、機械の不合格画像を実際のコンポーネントの図面および既知の良好なサンプルと比較する必要があります。マシンが 1 つのフィーダー位置のみを拒否する場合は、フィーダーのキャリブレーションとテープの動きを検査してください。複数の位置で同じ部品が拒否される場合は、パッケージ ライブラリ、ビジョン照明、およびコンポーネントのバリエーションを確認してください。
コンポーネントの紛失、落下、または反転は、通常、ピックアップが不安定であることが原因で発生します。工場では、ノズルのサイズ、ノズルの磨耗、汚れ、真空レベル、ピックアップの高さ、フィーダーの位置、テープポケットの状態、部品の表面を確認する必要があります。小さなチップ コンポーネントの場合、ピックアップのオフセットがわずかであると、部品が斜めに持ち上がる可能性があります。より大きなコンポーネントの場合、ノズルが小さすぎると十分な表面積を保持できない可能性があります。不規則なコンポーネントの場合、ピックアップ ポイントを安定した重心に移動する必要がある場合があります。最良の方法は、ノズル、フィーダー、およびコンポーネントのタイプごとにエラー データを比較することです。 1 つのノズルが常に関係している場合は、交換または清掃してください。 1 つのフィーダが常に関与している場合は、それを再調整します。常に 1 つのパッケージが関係する場合は、パッケージ データとマテリアル ハンドリングを確認してください。
ビジョン設定は一部の認識問題を解決できますが、機械的または材料的な問題を隠すために使用すべきではありません。カメラの画像が不鮮明な場合は、照明、レンズの清潔さ、およびキャリブレーションを見直す必要があります。画像は鮮明でも、マシンが良好なコンポーネントを拒否した場合は、パッケージ ライブラリまたは公差を調整する必要がある可能性があります。ただし、フィーダーやピックアップの問題により、コンポーネントが傾いたり、汚れたり、損傷したり、中心からずれて到着した場合は、ビジョン設定を変更するだけで症状が解決されます。適切なトラブルシューティングでは、最初に物理的な状態をチェックし、次に実際のコンポーネントの変動と品質要件に基づいて認識パラメータを調整します。
基本的なチェック後に同じエラーが返された場合、複数の機械に関連する欠陥が見られた場合、新製品の導入により歩留まりが不安定になった場合、またはチームが機械の障害とプロセスの障害を区別できない場合、専門家のサポートは貴重です。フルラインの経験を持つサプライヤーは、機器のマッチング、フィーダーのセットアップ、ノズル戦略、プログラム データ、はんだペースト印刷、基板サポート、リフロー、検査、オペレーターのトレーニングを一緒にレビューできます。この広い視野は、工場で新しい SMT ラインを構築したり、生産能力をアップグレードしたりする場合に特に役立ちます。メーカーは、一度に 1 つのアラームを解決するのではなく、アラームの背後にあるプロセス構造を改善できます。
