4 تیر 1404
نکته: این مقاله بخشی از «راهنمای جامع مونتاژ برد الکترونیکی» است. برای درک کامل فرآیند، از طراحی تا تولید، توصیه می‌کنیم مقاله اصلی ما را مطالعه کنید. [بازگشت به راهنمای جامع مونتاژ برد الکترونیکی]
۱. مقدمه: قلب تپنده خط مونتاژ SMD
در دنیای پرشتاب تولید بردهای الکترونیکی با فناوری نصب سطحی (SMD)، دقت و سرعت دو عامل کلیدی برای موفقیت هستند. در مرکز این فرآیند، ماشین قدرتمندی قرار دارد که با نام دستگاه Pick and Place شناخته می‌شود. این ربات صنعتی پیشرفته، وظیفه حیاتی برداشتن قطعات الکترونیکی کوچک و ظریف از فیدرها و قرار دادن آن‌ها با نهایت دقت بر روی نقاط مشخص شده (پدهای خمیر قلع) بر روی برد مدار چاپی (PCB) را بر عهده دارد. عملکرد بی‌نقص این دستگاه، نه تنها سرعت تولید را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد، بلکه نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت نهایی محصول نیز ایفا می‌کند.
۲. دستگاه Pick and Place چیست و چگونه کار می‌کند؟
دستگاه Pick and Place یک سیستم رباتیک پیچیده است که از چندین بخش اصلی تشکیل شده و به صورت هماهنگ برای مونتاژ دقیق قطعات SMD عمل می‌کند:
- مراحل عملکرد: برداشتن، انتقال، و جایگذاری:
-
- برداشتن (Pick-up): دستگاه با استفاده از مکنده‌های خلاء (Vacuum Nozzles) یا ابزارهای مکانیکی دقیق، قطعات را به صورت تکی از فیدر مربوطه برمی‌دارد. نوع نازل مورد استفاده به اندازه، شکل و وزن قطعه بستگی دارد.
- انتقال (Transfer): هد (Head) دستگاه که نازل‌ها بر روی آن نصب شده‌اند، قطعه برداشته شده را با سرعت و دقت بالا به موقعیت مورد نظر بر روی PCB منتقل می‌کند. دستگاه‌های پیشرفته معمولاً دارای چندین هد هستند که می‌توانند به صورت همزمان چندین قطعه را جابجا کنند.
- جایگذاری (Placement): قبل از قرار دادن قطعه، سیستم بینایی دستگاه ممکن است موقعیت و جهت قطعه را بررسی و در صورت نیاز، تنظیمات دقیقی را اعمال کند. سپس، قطعه با فشار کنترل شده بر روی خمیر قلع قرار می‌گیرد.
- سیستم‌های تغذیه قطعات (Feeder Systems): فیدرها، قطعات الکترونیکی را به صورت منظم و قابل دسترس برای هد دستگاه Pick and Place ارائه می‌کنند. انواع مختلفی از فیدرها وجود دارد که رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:
-
- فیدرهای نواری (Tape Feeders): برای قطعاتی که روی نوارهای حامل بسته‌بندی شده‌اند.
- فیدرهای ویبره‌ای (Vibratory Feeders): برای قطعات با شکل نامنظم یا حجیم.
- فیدرهای خشابی (Stick Feeders): برای آی‌سی‌ها و قطعاتی که در خشاب‌های پلاستیکی قرار دارند.
- فیدرهای سینی (Tray Feeders): برای آرایه‌های قطعات مانند BGA و QFP که در سینی‌های ماتریسی قرار می‌گیرند.
- سیستم‌های بینایی (Vision Systems): سیستم‌های بینایی نقش حیاتی در دقت جایگذاری قطعات ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها معمولاً شامل یک یا چند دوربین با رزولوشن بالا و نرم‌افزارهای پردازش تصویر پیشرفته هستند که وظایف زیر را انجام می‌دهند:
-
- تشخیص قطعه (Component Recognition): بررسی نوع و ابعاد قطعه برداشته شده.
- تعیین موقعیت و جهت قطعه (Position and Orientation Check): اطمینان از اینکه قطعه به درستی توسط نازل گرفته شده است.
- اصلاح موقعیت (Placement Correction): انجام تنظیمات دقیق در موقعیت و زاویه قطعه قبل از جایگذاری بر روی PCB برای جبران هرگونه عدم همترازی.
- بررسی موقعیت پدهای PCB (Fiducial Recognition): تشخیص علائم مرجع (Fiducial Marks) روی برد برای اطمینان از همترازی دقیق دستگاه با PCB.
۳. انواع دستگاه‌های Pick and Place بر اساس سرعت و دقت
دستگاه‌های Pick and Place بر اساس سرعت جایگذاری قطعات (که معمولاً با واحد CPH – Components Per Hour اندازه‌گیری می‌شود) و دقت آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند:
- دستگاه‌های با سرعت پایین (Low-Speed): این دستگاه‌ها معمولاً سرعت جایگذاری تا حدود 5,000 CPH دارند و برای نمونه‌سازی، تولید با حجم کم و کارگاه‌های کوچک مناسب هستند. دقت آن‌ها معمولاً برای قطعات استاندارد کافی است.
- دستگاه‌های با سرعت متوسط (Mid-Speed): سرعت این دستگاه‌ها بین 5,000 تا 20,000 CPH است و برای تولید با حجم متوسط و انعطاف‌پذیری بالا ایده‌آل هستند. آن‌ها می‌توانند طیف وسیع‌تری از قطعات را با دقت مناسب مونتاژ کنند.
- دستگاه‌های با سرعت بالا (High-Speed): این دستگاه‌ها قادر به جایگذاری بیش از 20,000 و حتی بیش از 100,000 قطعه در ساعت هستند و برای تولید انبوه با تمرکز بر سرعت و تکرارپذیری بالا طراحی شده‌اند. دقت آن‌ها برای قطعات کوچک و پرتعداد مانند چیپ‌های خازن و مقاومت بسیار عالی است.
۴. بررسی برندهای مطرح دستگاه Pick and Place در بازار
بازار دستگاه‌های Pick and Place تحت سلطه چند برند معتبر جهانی است که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را ارائه می‌دهند:
- Hanwha Precision Machinery (کره جنوبی): این شرکت که قبلاً با نام پیک اند پلیس سامسونگ شناخته می‌شد، یکی از رهبران بازار است و طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها با سرعت و دقت بالا برای تولید انبوه ارائه می‌دهد. دستگاه‌های Hanwha به دلیل قابلیت اطمینان، سرعت و پشتیبانی قوی شناخته شده‌اند.
- Yamaha Motor IM (ژاپن): یاماها نیز یکی از بازیگران کلیدی در این صنعت است و دستگاه‌هایی با انعطاف‌پذیری بالا، سیستم‌های بینایی پیشرفته و قابلیت مونتاژ طیف وسیعی از قطعات تولید می‌کند.
- Juki Automation Systems (ژاپن): Juki به خاطر کیفیت ساخت بالا، دقت و قابلیت اطمینان دستگاه‌هایش مشهور است و راهکارهایی برای تولید با حجم متوسط تا بالا ارائه می‌دهد.
- Mycronic (سوئد): Mycronic متخصص در ارائه دستگاه‌های بسیار انعطاف‌پذیر برای تولید با تنوع محصول بالا و حجم پایین (High-Mix, Low-Volume) است. دستگاه‌های این شرکت به دلیل دقت و قابلیت پیکربندی بالا شناخته می‌شوند.
- Universal Instruments (ایالات متحده آمریکا): Universal Instruments سابقه‌ای طولانی در صنعت مونتاژ الکترونیک دارد و دستگاه‌هایی با قابلیت اطمینان بالا برای تولید با حجم بالا ارائه می‌دهد.
- Europlacer (انگلستان): Europlacer دستگاه‌هایی با تمرکز بر انعطاف‌پذیری و قابلیت تغییر سریع تولید می‌کند و برای محیط‌هایی با نیازهای متغیر مناسب است.
- سایر برندها: علاوه بر این برندهای اصلی، شرکت‌های دیگری نیز در بازار حضور دارند که دستگاه‌هایی با ویژگی‌ها و قیمت‌های رقابتی ارائه می‌دهند.
۵. عوامل موثر بر قیمت دستگاه Pick and Place
قیمت دستگاه‌های Pick and Place به عوامل متعددی بستگی دارد:
- سرعت و دقت: دستگاه‌های با سرعت و دقت بالاتر معمولاً گران‌تر هستند.
- تعداد هد و فیدر: تعداد بیشتر هدها (که امکان برداشتن و جایگذاری همزمان چند قطعه را فراهم می‌کند) و تعداد فیدرهای قابل نصب، قیمت دستگاه را افزایش می‌دهد.
- سیستم‌های بینایی و قابلیت‌های نرم‌افزاری: سیستم‌های بینایی پیشرفته با قابلیت‌های تشخیص پیچیده و نرم‌افزارهای کاربرپسند قیمت را تحت تاثیر قرار می‌دهند.
- سطح اتوماسیون: دستگاه‌های کاملاً اتوماتیک با قابلیت‌های تعویض خودکار نازل و فیدر، گران‌تر از مدل‌های نیمه‌اتوماتیک هستند.
- برند و کشور سازنده: برندهای معتبر با سابقه طولانی و دستگاه‌های تولید شده در کشورهای با استانداردهای صنعتی بالا معمولاً قیمت بالاتری دارند.
قیمت دستگاه‌های Pick and Place می‌تواند از چند هزار دلار برای مدل‌های رومیزی با سرعت پایین تا چند صد هزار دلار و حتی میلیون‌ها دلار برای خطوط تولید بسیار پیشرفته با سرعت فوق‌العاده بالا متغیر باشد.
۶. اهمیت دستگاه Pick and Place در کیفیت و کارایی مونتاژ SMD
دستگاه Pick and Place نقش محوری در تضمین کیفیت و کارایی فرآیند مونتاژ SMD ایفا می‌کند:
- افزایش سرعت تولید: این دستگاه‌ها قادر به جایگذاری قطعات با سرعتی بسیار بالاتر از مونتاژ دستی هستند و زمان تولید را به طور چشمگیری کاهش می‌دهند.
- بهبود دقت جایگذاری: سیستم‌های بینایی پیشرفته، دقت بسیار بالایی در قرار دادن قطعات حتی در اندازه‌های بسیار کوچک تضمین می‌کنند و احتمال خطا را به حداقل می‌رسانند.
- کاهش هزینه‌های نیروی انسانی: اتوماسیون فرآیند مونتاژ، نیاز به تعداد زیادی نیروی انسانی برای انجام کارهای تکراری را کاهش می‌دهد.
- افزایش قابلیت اطمینان: مونتاژ دقیق و یکنواخت توسط دستگاه‌های Pick and Place، قابلیت اطمینان و طول عمر محصولات الکترونیکی را بهبود می‌بخشد.
- انعطاف‌پذیری در تولید: دستگاه‌های مدرن قابلیت برنامه‌ریزی برای مونتاژ انواع مختلف بردها و قطعات را دارند و امکان تغییر سریع خط تولید برای محصولات متنوع را فراهم می‌کنند.
۷. آند الکترونیک: بهره‌گیری از تکنولوژی پیشرفته Pick and Place برای ارائه خدمات برتر
شرکت آند الکترونیک به عنوان یکی از برترین شرکت‌های مونتاژ برد الکترونیک در تهران، با درک اهمیت تکنولوژی پیشرفته Pick and Place، همواره در تلاش بوده است تا از مدرن‌ترین و دقیق‌ترین دستگاه‌های موجود در صنعت بهره‌مند شود. استفاده از دستگاه‌های با کیفیت و به‌روز، تضمین‌کننده سرعت بالا، دقت فوق‌العاده و کیفیت بی‌نظیر در مونتاژ بردهای الکترونیکی مشتریان ما است. ما با در اختیار داشتن تیمی متخصص و مجرب در زمینه کار با این تجهیزات، قادر به مونتاژ پیچیده‌ترین بردها با بالاترین استانداردها هستیم.
۸. نتیجه‌گیری: انتخاب دستگاه مناسب یا همکاری با متخصصین؟
تصمیم برای خرید دستگاه Pick and Place یک سرمایه‌گذاری قابل توجه است که نیازمند بررسی دقیق نیازها، بودجه و حجم تولید شما دارد. در حالی که داشتن خط تولید داخلی می‌تواند مزایایی داشته باشد، برای بسیاری از شرکت‌ها، به ویژه آن‌هایی که حجم تولید متغیر یا بودجه محدود دارند، همکاری با یک شرکت متخصص در زمینه مونتاژ SMD مانند آند الکترونیک می‌تواند یک راهکار بسیار مقرون‌به‌صرفه و کارآمد باشد. با برون‌سپاری فرآیند مونتاژ، شما می‌توانید از مزایای دسترسی به تکنولوژی پیشرفته Pick and Place، تخصص مهندسین مجرب و کیفیت بالای تولید بدون نیاز به سرمایه‌گذاری سنگین در تجهیزات و آموزش پرسنل بهره‌مند شوید.
۹. فهرست منابع معتبر
- SMTnet – SMT Equipment Directory and News
- وب‌سایت‌های رسمی شرکت‌های Hanwha Precision Machinery, Yamaha Motor IM, Juki Automation Systems, Mycronic, Universal Instruments, Europlacer.
- مقالات و نشریات تخصصی در زمینه فناوری مونتاژ سطحی (SMT).
- وبینارها و کنفرانس‌های صنعت الکترونیک مرتبط با تجهیزات مونتاژ.
فراموش نکنید که این راهنما تنها به یک جنبه از مونتاژ می‌پردازد. برای اطلاعات کامل در مورد تمام مراحل، دستگاه‌ها و خدمات، حتماً به مقاله اصلی ما مراجعه کنید. [مطالعه راهنمای جامع مونتاژ برد الکترونیکی و دستگاه‌های مونتاژ SMD]
