Satisfacer las demandas emergentes
Para responder, los proveedores de equipos deben diseñar con imaginación. Un enfoque eficaz consiste en aprovechar las innovaciones probadas en plataformas de alta gama, rediseñadas en una forma nueva y más asequible, combinándolas con mejoras de las características existentes y nuevas capacidades basadas en software. Yamaha creó la máquina de serigrafía de pantalla YRP10e de esta manera, logrando un tiempo de ciclo central cercano al de algunos de los equipos más rápidos de la actualidad, además de introducir nuevas características inventivas que ahorran tiempo y mejoran la productividad.
El chasis YRP utilizado para todos los equipos de última generación se reutiliza de forma rentable para evitar vibraciones o desviaciones debidas al movimiento de los mecanismos de serigrafía. Sobre esta base, la YRP10e introduce un transportador de tres etapas (figura 1) que permite cargar y retirar de forma eficiente las placas del proceso de serigrafía. Con esto, el tiempo de ciclo central de la máquina básica es de solo 6 segundos, comparable al de algunas de las máquinas más rápidas de la actualidad posicionadas para aplicaciones de gran volumen.
Figura 1. El transportador de tres etapas garantiza que las placas puedan mantenerse en la máquina para cargarlas rápidamente.
Para maximizar las ventajas obtenidas mediante la puesta en cola eficiente de las placas, es esencial preparar cada placa para su serigrafía lo más rápido posible tras su llegada. El transporte de placas sin stoppers, ya probado en máquinas como el sistema YRi-V AOI, permite que las placas entren rápidamente en la máquina, a velocidades de hasta 600 mm/s, al tiempo que elimina el tiempo de asentamiento y los errores de posición que pueden producirse con los stoppers mecánicos convencionales. Por otro lado, la YRP10e está equipada con el stopper mecánico de placas con ajuste de posición, lo que ofrece más flexibilidad para acomodar contornos de PCB complejos y diferentes tamaños.
Para configurar las pantallas, los sistemas manuales son típicos de las serigrafías de nivel básico. Un operario experimentado que esté familiarizado con un conjunto de pantallas puede asegurarse rápidamente de que el área estampada de la pantalla está en la posición correcta con respecto a la placa. Por otro lado, el personal con menos experiencia puede tardar más y cometer errores con facilidad. El soporte universal para plantallas (figura 2), disponible como opción, permite el ajuste automático con un solo toque para cualquier pantalla de tamaño estándar y está diseñado para facilitar la carga de trabajo del operario y eliminar la dependencia del juicio personal. Esto permite a todos los operarios encontrar rápidamente la mejor configuración.
Figura 2. El soporte universal para pantallas establece el tamaño correcto con un solo toque.
La adaptación de funciones de alta gama para diferentes niveles de mercado es un enfoque que también se observa en el sistema de alineación visual gráfica que garantiza que la pantalla y la placa estén correctamente colocados antes de la primera serigrafía. Este sistema de alineación supone un impulso para la fabricación de bajo volumen, ya que permite a los usuarios evitar el proceso de aprendizaje después de cada cambio, que normalmente requiere cinco o seis serigrafías para el ajuste fino. Se pueden lograr buenos resultados desde la primera serigrafía.
Precisión y velocidad
Una vez que se ha establecido la alineación correcta, la placa se fija en su posición mediante vacío y herramientas convencionales. La presión de la sujección perimetral se controla mediante software, lo que permite a los operarios garantizar fácilmente un alto nivel de uniformidad y precisión.
A continuación, una pantalla de vacío adicional proporciona mayor estabilidad a la pantalla. Esto garantiza que la pantalla permanezca en su posición correcta mientras la pasta de soldadura se mueve por la superficie y evita variaciones no deseadas en la posición de la pasta de soldadura, que pueden producirse en función de la dirección de movimiento de la pasta de soldadura. Aunque esta variación dependiente de la dirección suele ser pequeña, normalmente entre 5 y 10 micras, eliminar este error con el sistema de vacío de la pantalla mejora la repetibilidad y minimiza la influencia de la PCB y el estado de la pantalla en los resultados de serigrafía. Se ha demostrado la serigrafía repetible con una separación de la pantalla a la placa de hasta 4 mm. La pantalla de vacío para pantalla es una característica probada de los equipos de alta gama y ahora está disponible en el nivel básico con la llegada de la YRP10e.
Además, se incluyen dos mejoras patentadas para mejorar la calidad de serigrafía y garantizar un tiempo de ciclo más rápido. La primera aprovecha el exclusivo cabezal 3S de pasta de soldadura para mantener la hoja de la pasta de soldar en contacto con el rodillo de pasta al final de cada trazo de serigrafía. La secuencia habitual, en cualquier serigrafía, consiste en elevar la boquilla a una posición unos centímetros por encima del rodillo de pasta antes de bajarla contra el otro lado de la pasta para moverse en la dirección de retorno. El sistema patentado de rodillo "belly roll" de Yamaha hace girar la boquilla sobre el rodillo de pasta de soldadura, lo que garantiza un contacto continuo con el material. Esto acorta el recorrido del mecanismo de la pasta de soldadura, lo que ayuda a reducir el tiempo necesario para cambiar de dirección, además de evitar la inclusión de aire en el rodillo de pasta, evitando así problemas de soldadura debidos a huecos.
Una segunda técnica nueva y patentada disponible con esta serigrafía es la sobre-serigrafía (overprinting), que se realiza después de colocar una nueva pantalla o inmediatamente después de un largo período en el que la línea se ha detenido. Aprovechando la estabilidad posicional superior de la serigrafía, la pantalla y la placa se separan para limpiar la pantalla después del primer paso con la pasta de soldadura. Mientras que el rodillo de pasta debe trabajarse convencionalmente durante unos pocos ciclos después de una larga parada, la sobre-serigrafía prepara adecuadamente las aberturas de la pantalla mediante la limpieza para mejorar el relleno de los huecos en los siguientes ciclos de serigrafía. De este modo, se pueden conseguir resultados de serigrafiado satisfactorios desde la primera serigrafía después de cambiar la pantalla, o si la línea se detiene durante un largo periodo.
Otras capacidades que no suelen ofrecerse con los equipos básicos incluyen la boquilla de pasta de soldadura escalonada 3SR, con su forma avanzada que aumenta el relleno de la abertura en un 5 % (figura 3) y garantiza un óptimo rodamiento de la pasta. La dureza de la hoja de acero está optimizada para minimizar el desgaste y así preservar el estado de la pantalla durante más tiempo, incluso cuando la presión de la pasta de soldadura se ajusta a un valor alto.
Figura 3. El cabezal 3SR mejora el llenado del hueco, el rodamiento de la pasta y la vida útil de la pantalla.
Por otro lado, las capacidades del software de la serigrafía se actualizan para aumentar las capacidades sin hardware adicional. Además de la verificación básica de la configuración, normalmente disponible en todas las máquinas, se añaden funciones de alto valor como la comprobación de la vida útil de la pantalla y la pasta y la validación de la boquilla. Las pantallas que se encuentran excesivamente desgastadas pueden registrar su identidad para desecharlas, pero pueden ser devueltas por error al almacén de pantallas después de su uso. Si se recuperan, pueden colocarse sin saberlo y producir resultados deficientes. La verificación automática de la identidad de la pantalla antes de su uso, mediante el control del código de barras 2D fijado a la pantalla, evita eficazmente errores como este. Este sistema está ahora disponible como característica estándar, lo que garantiza una serigrafía óptima y proporciona una copia de seguridad a prueba de fallos para la gestión de las pantallas.
Además, la YRP10e comprueba que se está utilizando el tipo y tamaño de pasta de soldadura correctos, tal y como se especifica en el archivo de datos de la placa, y verifica el tipo de pasta correcto y la gestión de la vida útil, incluyendo el tiempo de curado y el tiempo de apertura. Estas medidas de seguridad han estado disponibles para las máquinas de gama alta durante algún tiempo y ahora se ofrecen al mercado de gama baja.
Además, la medición automática del grosor del rollo de pasta evalúa la pasta que queda en la pantalla después de cada segundo trazo de serigrafía. El sistema compara el ancho medido con los criterios de aceptación especificados en el archivo de datos de la placa y solicita al usuario que rellene la pasta antes de que el rollo de pasta se reduzca por debajo del valor mínimo aceptable para un llenado adecuado del hueco.
Una cuestión de estrategia
Es evidente que las necesidades de los fabricantes de productos electrónicos están cambiando y las últimas serigrafías de nivel básico muestran cómo están respondiendo los proveedores de equipos. Por otro lado, los mercados de equipos ampliamente automatizados necesarios para una fabricación eficiente de gran volumen siguen existiendo. Por lo tanto, mientras que los equipos emergentes de nivel básico como la YRP10e ofrecen ajuste y sujeción de la pantalla con un solo toque, la carga automatizada de la pantalla está reservada por su valor en la fabricación de gran volumen. Del mismo modo, la medición del rollo de pasta permite que los equipos de nivel básico avisen a los operarios cuando es necesario reponerla, aunque la dispensación de pasta no está automatizada como en los modelos más específicos. Otras características críticas, como el intercambio automático de pasadores de respaldo, permanecen en los equipos diseñados desde el principio para escenarios de alta mezcla y alto volumen.
Conclusión
La creciente demanda mundial de «cosas» inteligentes es un factor importante que amplía las oportunidades para los fabricantes de productos electrónicos. Por otro lado, los costes siempre están bajo presión y los proveedores de bienes de equipo deben responder con soluciones que puedan ayudar eficazmente a sus clientes a adquirir las capacidades necesarias en condiciones asequibles. Mediante una combinación de un cuidadoso diseño de hardware y funciones de reingeniería implementadas en el software, las nuevas generaciones de equipos de montaje en superficie de nivel básico son capaces de ofrecer un rendimiento y una productividad cercanos a los niveles típicamente asociados con los modelos de gama alta más caros.
