Непрерывный контроль над температурой в процессе парогазовой пайки
Kraus Hardware GmbH – известный крупнейший производитель электроники, первый внедривший в процесс производства новую систему беспроводного измерения температуры WPS 2.4.
«Нам удалось добиться 100% контроля над процессом пайки. Вопрос отслеживаемости уже давно назрел на нашем предприятии. С помощью новой системы измерения температуры от Pro Micron мы смогли реализовать наши задачи».
Полная отслеживаемость процессов производства электроники является требованием далеко не только автомобильной промышленности. Производители медицинской и аэрокосмической отраслей также предъявляют высокие требования к документированию и отслеживанию процессов производства и использования материалов своих поставщиков. В большинстве случаев это требует дополнительных усилий и финансовых затрат, так как для этого необходимы квалифицированные кадры, программное обеспечение для цифрового документирования и оценки, а также специальные базы данных. В 2015 году производитель электроники Kraus Hardware GmbH поднял свое производство на качественно новый уровень за счет запуска программы отслеживаемости всего производственного цикла. Наряду с автоматизированной системой сбора информации о производстве, предприятие оснастило оборудование и рабочие места необходимыми технологическими средствами, в частности системой отслеживания выпуска изделий с помощью штрих-кода.
Отслеживаемость профиля пайки
Для обеспечения отслеживаемости, в установках пайки в парогазовой сфере CondensoX от компании Rehm, предусмотрена возможность дооснащения оборудования беспроводной системой измерения температуры и документирования данных профиля пайки. С помощью данной системы обеспечивается непревзойденная точность измерений каждого цикла, а также передача данных программному обеспечению установки в режиме реального времени. За счет привязки данных термопрофиля к технологической документации, специалистам Kraus удалость обеспечить отслеживаемость всего процесса пайки. Наряду с такими параметрами как давление в процесс-камере и количество затрат теплоносителя (жидкости Galden) можно получать и сохранять график зависимости температуры от времени пайки (рис.1). Посредством частоты повторений измерений (5 Гц), программа получает достаточно данных для детальной и автоматизированной оценки профиля пайки. Например, это позволяет вычислить показатели воспроизводимости и реализуемости процесса (Cp Cpk), градиент нагрева и охлаждения, а также установить индивидуальные значения срабатывания аварийного сигнала при отклонении от заданного режима.
Рис. 1. Зависимость температуры от времени
Автоматическая регистрация температуры
Рис.2 Паллета с прикрепленным температурным датчиком в зоне загрузки
Измерение температуры осуществляется с помощью температурного датчика, закрепленного на высоте сборочного узла. Температурный датчик очень легко крепится на паллете и не требует трудоемкой подготовки и подключения термопар (рис.2). Процесс регистрации температуры и занесение данных в базу осуществляется полностью автоматически. Это обеспечивает полный контроль над процессом и является гарантией, что все температурные показатели без пропусков будут занесены в базу данных. Беспроводной температурный датчик WPS 2.4 сопровождает печатные платы на протяжении всего цикла пайки, от зоны предварительного нагрева до зоны охлаждения, что позволяет отстроить идеальный и повторяемый термопрофиль.
Принцип работы системы WPS 2.4
|
Система измерения температуры базируется на использовании технологии поверхностных акустических волн (ПАВ) ISM диапазона 2,4 Ггц. В конструкции системы беспроводного измерения пассивный датчик соединен с двумя антеннами, которые располагаются в процесс-камере и зоне охлаждения (рис.3). Частота генерации электромагнитной связи между антеннами близка к резонансной частоте датчика. Сигнал от антенн преобразуется в акустическую волну, которая распространяется вдоль чувствительной поверхности датчика, отражается от конца линии и передается на модуль электронного измерительного оборудования. Измерительное оборудование анализирует сигнал, который содержит информацию о температуре, и затем передает информацию на промышленный контроллер. С помощью промышленного контроллера Condenso и рекордера REHM информация отображается на дисплее и заносится в запоминающее устройство. Пассивный датчик WPS 2.4 функционирует в температурном диапазоне до 300°С с точностью измерения <1K. Производитель гарантирует заявленную точность измерения в течение 12 месяцев эксплуатации или 3000 циклов. По истечении данного срока рекомендуется замена датчика. |
| Рис.3 Антенна в зоне охлаждения |
Термопрофилирование будущего
Возможность непрерывной регистрации температуры и времени открывает новые возможности для построения термопрофилей. Существовавшая до сих пор практика пошаговой настройки термопрофиля в зависимости от времени требовала от технологов большого опыта, прежде всего при постоянно меняющемся объеме загрузки. Количество впрыскиваемого теплоносителя (Galden), время выдержки и уровень создания вакуума в камере теперь можно точно определять посредством анализа данных о температуре.
Сравнительно простое дооснащение установки Condenso беспроводной системой регистрации температуры WPS 2.4 поставило предприятие Kraus на новый производственный уровень. Более того, внедрение данной технологии позволило инновационному производителю электроники приблизиться к решениям, которые соответствуют требованиям Индустрии 4.0, что является отличительной особенностью качества производства электроники.
Кроме беспроводного профилирования с паллеты печи серии Condenso имеют возможность беспроводного терпрофилирования при помощи беспроводного устройства контроля температуры. При этом датчики контроля температуры, размещаются непосредственно на плате. Это позволяет отработать температурный профиль. Затем, используя датчики температуры на паллете, мы можем точно определить, что температурный профиль на каждом изделии отработан правильно.