Mikromontáž s přesností 0,5 μm

Moderní technologie více a více využívají menších součástek a konstrukčních dílů. Optické přenosové soustavy, laserové a telekomunikační technologie, polovodičové prvky, to jsou technologie, které jsou v neustálém vývoji. Prakticky v každém moderním přístroji nalezneme prvky, které jsou montovány s velmi přesnou technologií. Především pak s nástupem chytrých telefonů a tabletů nastal masivní rozvoj mikromontážních technologií. Konstruktéři a výrobci již nemohou používat běžná montážní a opravárenská pracoviště.

Jak zajistit přesný proces montáže?

Žádný vývoj nebo výroba se neobejde bez montážního nebo opravářského pracoviště (systému). Dnes existuje více konstrukčních modelů montážních a opravářských pracovišť. Většina z nich je poplatná době, kdy vznikla. Moderní montážní systém konstruovaný na co nejvyšší přesnost logicky musí mít co nejméně konstrukčních prvků, aby nevnášely nepřesnosti do procesu.

V procesu montáže a opravy je důležité dodržet takové procesy, aby montáž nebo oprava byla co nejšetrnější, ale také spolehlivá, k tomu se však také počítá rychlost opravy nebo montáže. Výsledkem musí být přípustná výtěžnost procesu. Faktory, jako teplota tavení slitiny, tepelná roztažnost zpracovávaných dílů, časová náročnost atd., musí být 100% pod kontrolou operátora a musí být zdokladovatelné a použitelné pro stejný druh opravy později.

Přesný opravářský a montážní systém

Základem přesných montážních a opravářských systémů je tzv. funkční čtverec. V každém vrcholu čtverce je jeden element, který se podílí na velmi přesném položení dílu – součástky. Jediným pohyblivým prvkem je kloub ramene, ostatní vrcholy jsou pevné. Tímto principem je zajištěna extrémní přesnost systému, která se vždy stanovuje v jednotkách nebo desítce mikrometrů.

Jediný pohyblivý díl = vysoká přesnost

Všechny prvky orientace jsou pevné, žádný pohyb optiky, tj. splitteru, stolku se substrátem a nástroje, který drží osazovaný díl. Nejsou zde tedy žádné možnosti vzniku nepřesnosti mechanickým provedením pracoviště. Jediným pohyblivým dílem je kloub ramene a na jeho provedení závisí přesnost osazení. Kloub je velmi masivní a jsou použity odolné materiály, které poskytují stabilitu a přesnost.

Běžná pracoviště s mechanickou konstrukcí

Běžná pracoviště využívají podstatně složitějších mechanismů, a tím vyšší počet pohyblivých dílů, a tudíž zdrojů mechanických nepřesností. Přesnosti dosahované na pracovištích s funkčním čtvercem jsou pro konkurenci hodně vzdáleným cílem.

Položení součástky s vysokou přesností

Z výše uvedeného principu je položení dílu – součástky velmi jednoduché. Po vycentrování součástky (např. BGA) se jedním pohybem umístí díl – součástka na osazované plošky. Obrázek č. 2 ukazuje centrování, kdy pomocí optického splitteru vidíme oba předměty osazení – součástky a plošky.

Konečná fáze osazení dílu – součástky

Osazení součástky je jednoduché, pohyblivé rameno (obr. 3) ji umístí zcela bezpečně a hlavně přesně na určené místo. Montážní nebo opravářská pracoviště se liší velikostí ramene, ale také použitými materiály. Přesné a precizní systémy jsou vyrobeny z oceli, naopak systémy, u kterých je deklarovaná nižší přesnost, ze slitin hliníku.

Praktické využití přesných montážních pracovišť

Tabulka 1 představuje seznam základních technologií, kterými je možné provádět mikromontáž nebo opravy BGA a dalších SMD. Základním kritériem je přesnost osazení opravovaného dílu nebo součástky.

Pracoviště s tzv. funkčním čtvercem se vyznačují vysokou flexibilitou a modularitou. Každý z výrobků je vysoce sofistikovaný s nepřeberným množství doplňků a procesních modulů.