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Thema: Zubehör zu SMD-Bauteil Platzierung

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zubehör zu SMD-Bauteil Platzierung

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    Hallo Freunde

    Es geht um das exakte platzieren von SMD Bauteilen. Dafür möchte ich meine Bohrfräse,den Koordinatentisch und eine Vakuumpumpe verwenden. Was ich benötige und nicht weiss unter welcher Bezeichnung ich es googeln kann, ist eine Spitze in unterschiedlichen Durchmessern, je nach größe der Bauteile, die mit dem Unterdruck der Vakuumpumpe das bauteil aufnimmt. Damit ich nicht missverstanden werde, ich möchte erstmal keine automatische Platzierung machen. Ich möchte eine Vorrichtung bauen und einsetzen, welche ich in eine Spannzange meiner BF20L Optimum-Bohrfräse einspannen kann. Wenn ich die Vakuumpumpe unter Spannung setze saugt die Vorrichtung das Bauteil auf, sobald ich die Spannung trenne kann das Bauteil auf die gewollte Position fallen, da der Unterdruck wegfällt.

    Was ich Suche sind austauschbare Spitzen, wie so ein Saugnapf, in die ich mittig den schlauch mit dem unterdruck befestige. man kann sich vorstellen, dass ich für ein 0603 SMD was anderes brauche als für einen uC mit über 100 pins.

    Der Grund dafür ist, dass ich die Spitze der Fräse von Hand drehen kann und so dass Bauteilsehr exakt in den richtigen Winkel drehen kann, durch das Fahren des Koordinatentisch kann ich das bauteil auch in X- und Y-Richtung exakt positionieren. Davor tue ich natürlich Lötpaste auf die Pads. Dann kommt das Ganze in meinen Reflow-Pizza-Ofen.

    ich hoffe ich habe mich verständlich machen können.

    Gruß Hellmut

  2. #2
    RN-Premium User Roboter Genie Avatar von 5Volt-Junkie
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    Was du da planst wird in der Fertigung mit z.b. Siemens Bestückautomaten die so um die 70.000€ kosten realisiert. Die haben auch solche Saugnäpfe, die ein Bauteil aufnehmen, über eine Kamera fahren die wiederum an ein Rechner mit Bilderkennungssoftaware angeschlossen ist. Die Bauteile werden dann ausgerichtet und auf die Pads mithilfe von Lötpaste geklebt. Die Lötpaste wird vorher mit Schablonen auf die Platinen aufgebracht. Je nach Dicke dieser Schablone wird diese Lötpaste dosiert!
    Ich sag mal grob wirst du für eine halbe Euro-Karte ganzen Tag brauchen wo es mit etwas Übung in ein paar Std. realisiert werden kann.
    Die Idee ist echt verrückt!
    Aber schau mal bei Conrad nach. Die haben solche Spritzen im Kuli-Format speziell für smd Bauteile. Die Saugnäpfe haben auch unterschiedliche Durchmesser.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von ePyx
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    Du meinst Pick-n-Place oder ? Gibt es auch von Weller als Lötstation ohne Werkshalle. Beispielsweise die "WR 2002 Set 2-Kanal-Versorgungseinheit WR 2" hat einen Vakuum Placer.
    Grüße,
    Daniel

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Neutro
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    Das was du da suchst nennt man SMD Pipetten:
    https://www.buerklin.com/default.asp...L180400%29&l=d
    Aber in der Zeit in der du das da von Hand hinkurbelst, kannst das besser freihändig bestücken. Für dein Vorhaben brauchst ja auch noch eine
    Schablone für die Lötpaste und sowas lohnt sich nur wenn du da mehre hundert Platinen mit machen willst.
    Wir hatten vor etwa 15 Jahren noch so alte Bestückungsautomaten wie den hier, da konnte man das prinzip sehr gut erkennen:
    http://www.youtube.com/watch?v=zAeatzbtOY8
    Die aktuellen sehen dann so aus:
    http://www.youtube.com/watch?v=osLvd_Ai1zk
    Nur mal um zu verdeutlichen wie das Geschwindigkeitsmäßig aussieht.
    Mit von Hand kurbeln wirst du dich da umbringen
    Jemand mit einer neuen Idee ist ein Spinner, bis er Erfolg hat.
    (Mark Twain)

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Ich glaube, das die SMD Bauteile zuerst auf die bestückte Platine "geklebt" würden, oder ?
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Neutro
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    kleben macht man nur wenn die SMD Bauteile auf der "unterseite" der Platine bestückt werden sollen. Die SMD Bauteile auf der Unterseite werden dann ja beim Wellenlöten verlötet. Aber auch zu kleben benötigt man eine Schablone ähnlich der Lötschablone, nur das die klebefläche natürlich unter bzw. neben den Bauteilen sind und nicht auf den Pads.
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    (Mark Twain)

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Erstmal Danke für die wertvollen Antworten, weshalb ich auch im Einzelnen darauf eingehen möchte:

    Die attraktivsten Systeme habe ich bei der Firma Martin-SMT, hier ganz in der Nähe gesehen. ich kaufe auch dort die Lötpaste mit den ultrafeinen Partikel, wodurch unter anderem eine saubere und kleine, den Pad-Größen angepasste Dosierung möglich wird, wenn die Lötpaste vor dem Einsatz auf 40 Grad Celsius erwärmt würde.

    Ja, wenn man jung ist, dann können die Hände ruhig sein und das Auge scharf sehen! Bei mir ist das leider nicht so. Ein Gehäuse mit 120 Pins im 0,5mm Pinabstand kann ich durch meine nicht so ruhige hand nicht so sauber platzieren, dass die Lötpaste auf den Pads verwischt wird und Brücken bildet. Vergesst auch bitte nicht, es handelt sich ja nicht um bergeweise ICs die so auf einer Platine bestückt werden müssen!

    Mit meiner Optimum BF20L Bohrfräse mit digitaler Anzeige der Position erlaubt das Verfahren des Koordinatentisches locker im 1/10mm Bereich, es zeigt 1/100mm an! Durch Anbringen eines langen Armes an der Vorrichtung zum Halten der ICs in den Spannzangen des Fräsers können die ICs auf Bruchteile 1 Grades um die senkrechte Achse bewegt werden, wodurch auch das größte Bauteil perfekt ausgerichtet werden kann.

    Nur als Beispiel, wo ich das System jetzt erstmalig einsetzen werden. Ich mache einen I2C Hub mit 2x 8:1 I2C-Multiplexer von TI, sowie 16 Buffer P82B96PWR, die Multiplexer im TSSOP24 mit 0,65mm Pinabstand und die Buffer mit dem gleichen Pinabstand im TSSOP8, dazuz kommen noch Entblock-Kondenstatoren und Pullup-Widerstände im 1206 und 0805 Gehäuse. Sobald bestückt kommt die Platine in meinen umgebauten Pizzaofen, wo ich das Temperaturprofil der Bauteile fahre.

    Die Lötpaste trage ich nicht mit Schablone auf, sondern mit einem einer Spritze ähnlichen Kolbenvorrichtung, weshalb das Erwärmen der Lötpaste auf 40 Grad Celsius wichtig ist, damit eine sorgfältige Dosierung möglich ist und verwende dabei spezielle Düsen die ich mir auch bei Martin-SMT besorgt habe.
    Ich habe ebenfalls Korrektur-Lötstop, dessen Aufbringung zwischen die Pads noch der empirische Versuche harrt. Die Frage ob überhaupt erforderlich und die ultrafeine Aufbringung zwischen den Pads muss noch geklärt werden.
    MfG

    Hellmut

  8. #8
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    Zitat Zitat von PICture Beitrag anzeigen
    Hallo!

    Ich glaube, das die SMD Bauteile zuerst auf die bestückte Platine "geklebt" würden, oder ?
    Wenn die Bauteile auf der Oberseite bestückt werden, haften die durch diese Lötpaste (quasi Lötcreme). Deswegen machen kleine Vibrationen etc. nix aus. Wenn man die Platine dreht/neigt, würden vielleicht noch ICs, Kerkos und Melf noch dran bleiben aber so ein SMD-Elko landet schnell auf dem Boden.

    Nun wieder zum Hellmut...

    Erstmal Respekt dass Du trotz Deinem Alter und vielleicht etwas unruhigen Händen etc. solche Projekte noch angehst, und versuchst ziemlich kreative und gleichzeitig etwas verrückte Lösungen zu finden. Ein anderer würde höchstwahrscheinlich nur Fußball im TV zum Hobby machen.
    Es kann sein dass hier jemand diese zwei Sätze unhöflich findet, dabei ist da weder Ironie noch Mitleid dabei. Nur ein herzliches "Hut ab"


    Wenn man Deine Idee irgendwo im Bus oder Kneipe mit dem halben Ohr aus einem Gespräch raushört, würde es sich für mich nach einer kreativen Sache anhören. Nur ich habe mir mal die Bilder von der Fräse angeguckt und der Größenunterschied zwischen der Maschine und z.B. einem Kerko dämpft einfach jede kreative Denkweise von mir

    Bist du dir da ganz sicher, dass Du es mit dem Riesenaggregat machen willst? Vielleicht wäre da eine Konstruktion aus Schrittmotoren und Servos besser?

    Willst Du die Platinen selber ätzen? Es gibt ja auch die Lötstoppfolie die man auch quasi ätzen kann. Besser als mit einem Pinsel o.ä. zwischen den Pass zu malen.

    Für die Aufnahme von Bauteilen habe ich an die kleine Gummischläuche gedacht. Die Spitze mithilfe eines Feuerzeugs abrunden und dann an irgendeine Saugeinheit dran. Die Saugeinheit könnte man vielleicht aus einem PC-Lüfter bauen. Ich meine die Beurteile wiegen ja auch nicht die Welt.
    Zum Ausrichten der Bauteile würde ich vielleicht so eine kleine USB-Kamera nehmen, die man auch als Mikroskop benutzen kann.

    http://www.conrad.de/ce/de/product/1...archDetail=005

    Nachdem Rauspicken der Bauteile, kurz über die Kamera rüberfahren, ausrichten und dann weiter zur Platine.

  9. #9
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    Ich möchte ja nichts automatisiert machen. Die Bohrfräse habe ich ja. Den Koordinatentisch kann man sehr präzise verstellen, ja sogar das Anfahren diverser Positionen lässt sich mit den aus Eagle gewonnenen Daten zur Position der Bauteile und der digitalen Anzeige fix machen. Ich habe natürlich schon im Kopf eine preiswerte Lösung, orientiere mich dabei an den Systemen von Martin-SMT. Aber für die Dosierung auf automatische weise würde ich die Dosiereinheit von Martin-SMT verwenden, für das Fahren wäre ja eine Mechanik wie bei einer Portal-CNC-Fräse, was man schon bauen kann. Aber erstmal möchte ich in näherer Zukunft die Schrittmotorsteuerung mit dem TMC246 von Trinamic bauen, um damit mein Konzept einer sogenannten „Zauberbüchse” für einen größeren Modellsegler zu bauen.

    Zurück zum Thema. Ich habe mir vor einiger Zeit Den Stift von AOYUE geholt, leider ein Reinfall für mich. Erstmal hält der die Bauteile nicht zuverlässig und 2. ist die Spitze gebogen, sehr zweckmäßig für das Verwenden von Hand, für meine Zwecke wertlos.Ich werde also einen anderen Weg versuchen.
    Was die USB-Kamera angeht habe ich schon umfangreiche Nachforschungen betrieben. Die Quick & Dirty-Lösung geht schon in die von dir beschriebene Richtung. Das Display eines Notebooks und die USB Kamera. Bei einer 2. Generation ist es aber komplexer, da durch die „Greifvorrichtung” der ICs die senkrechte Position darüber für die Kamera nicht möglich ist, da der Blick verstellt ist. Schaut man aber von der Seite hat man die Verzerrung durch die Perspektive. Profi-USB-Kameras gibt es schon für das 3-5 fache des Preises des von dir gezeigten Conrad Produktes. Dort kann mit die raw-Daten erhalten, was eine Auswertung der Position leichter macht.
    Aber in Verbindung mit einer Vorrichtung in der Art wie eine Portalfräsenmechanik kann man über die Positionsdaten aus Eagle und einer auf Präzision optimierte Mechanik schon einfachere nicht optische verfahren verwenden. Das alles ist aber für mich zur zeit out-of-reach.
    Daher will ich nur mit dem vorhandenen, Vakuumpumpe, Bohrfräse mit Koordinatentisch und einer kleinen Vorrichtung zu Aufnehmen und Absetzen der SMD-ICs eine Quick&Dirty Lösung realisieren. bei Willtek bekommt man die Saugnäpfe von AOYUE als Satz mit 3 verschiedenen Durchmesser für deutlich unter 10.- Euro, ein Rohrprofil mit einem Außendurchmesser wie der Stift von AOYUE bekommt man sicher, auf welches die Saugnäpfe gesetzt werden können. Unter dem Unterdruck der durch die vorhandene Vakuumpumpe laufend aufrecht gehalten wird dürften die bauteile nicht mehr abfallen. Pumpe vom Netz per Schalter trennen ist sicher elegant, einfach und zuverlässig.
    MfG

    Hellmut

  10. #10
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    Nur zu Info, die Bestückungsautomaten gucken sich die Bauteile von der Unterseite an, das pasiert dann wenn der Bestückungskopf über den "blitzkasten" fährt.

    Wie viele Platinen hast du denn vor herzustellen?
    Jemand mit einer neuen Idee ist ein Spinner, bis er Erfolg hat.
    (Mark Twain)

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