A különböző LED BIN-kódok és ellenállások célszerű kezelése. A LED-ek népszerűsége az elektronikai gyártás terén: az autóipari világításokban a fényszóróktól egészen a műszerfalig, az általános célú világításban és számos elektronikai termék világítófunkcióinál, minden iparágban egyre nő – nyilvánvaló előnyeik többek között az alacsony áramfogyasztás és a folyamatosan csökkenő ár – így az ezen összetett alkatrészek beültetéséhez megfelelő eszközök kereslete is folyamatosan emelkedik az elektronikai gyártók körében.

Tekintettel a LED-ek kifinomult gyártási folyamatára és költségkímélő beszerzésének bevett rutinjára, miszerint a fényerő szerinti vásárlás helyett gyártási tételenként vásárolják őket, az jelenti az egyik legnagyobb kihívást a LED-ek kezelése során, hogy a késztermékek egyenletes világítását megoldják. De vajon mi teszi a LED-ek beültetését akkora kihívássá, és milyen kiigazításokkal lehet az SMT-beültető sorokat és hozzájuk társuló szoftvert a LED-es alkalmazások ideális kezelésére alkalmassá tenni?

LED-gyártás: a fényerőkódolás feladata

A LED-ek gyártási folyamata igen összetett, és számos paraméter befolyásolja, például a foszfor eloszlásának szabályozása vagy a LED-chip hullámhossza. Minden egyes LED elkerülhetetlenül eltér kissé a többitől, és annak ellenére, hogy a LED-ek ugyanarról az ostyáról származnak, a gyártó nem képes mindegyikre azonos fényerőt garantálni. Az ilyen különbségek alig érintik a LED-eket egyenként használó alkalmazásokat. Ám, ha nagyobb számú LED-et kell szorosan egymás mellé felszerelni, máris megmutatkozik a fényerő és a szín egyenetlensége (a LED-ek szín- és fényerőosztályai sokkal kisebb tűrésűek, mint a hagyományos világításé), ami végső soron használhatatlan terméket eredményez.

Ezért, hogy elkerüljék az adott elrendezésen belül észrevehetően eltérő LED-ek használatát, a beszállítók a LED-eket a fényerő-mutatószám (angolul brightness index number, röviden: BIN) alapján csomagolják – ez egy többjegyű kód, amely feltünteti a LED fényerejét, színét és nyitóirányú feszültségét. Az ipari szabványok, mint például a NEMA SSL 3-2010, BIN-struktúrákat hoztak létre, hogy elő­mozdítsák a beszállítók közötti átjárhatóságot. A BIN-kód a tekercs címkéjén, a gyártási cikkszámtól (angolul: manufacturing part number, röviden: MPN) külön adatmezőben szerepel. Két azonos MPN-számú tekercs nem feltétlenül azonos BIN-számú. Csak azok a LED-ek világítanak egyformán, amelyeknek mind az MPN-, mind a BIN-számuk megegyező.

Ez az egyedülálló gyártási és csomagolási folyamat kétféle beszerzési módot tesz lehetővé, ha LED-eket kell vásárolni a forgalmazótól. Az első lehetőség egyszerűbb, de sokkal költségesebb: az elektronikai gyártó csak pontosan az elkészítendő termékhez szükséges fényerejű LED-eket vásárol. (Meg kell jegyezni azonban, hogy – a költségek kérdésétől eltekintve – az adott BIN-számmal ellátott LED-ek darabszáma legtöbbször túl kevés a szokásos gyártási tételekhez képest.) Alternatívaként vásárolhatók különböző fényerejű, eltérő BIN-kódú LED-ek, majd azok soros ellenállásokkal kombinálhatók. Ez a változat egyrészt sokkal költséghatékonyabb, másrészt viszont új kihívások elé állítja az elektronikai gyártókat, elsősorban a beültetési program definiálása és a helyes anyag-összeállítás szempontjából, mert a megvásárolt LED-eket a megfelelő ellenállásokkal kell párosítani.

Logisztikai rémálom: a fényerőosztályok és az ellenállások párosítása

Mint már az előző bekezdésekben tárgyaltuk, ha egy terméken belül különböző BIN-kódú LED-eket kevernek, az a fény színének és erejének eltéréseihez vezethet. Ezeknek a különbségeknek a kiküszöbölésére olyan elektromos beállítás alkalmazása vált általános gyakorlattá, aminél az azonos rendeléshez tartozó, különböző BIN-számú LED-ek egyenletesen világítanak. Ez úgy érhető el, hogy a használni kívánt fényerőosztálynak megfelelően megváltoztatják a LED meghajtó áramkörét (ezek általában soros ellenállások), ilyenkor változik a LED áramerőssége és ezzel együtt a fényereje is.

Minden egyes fényerőosztályhoz más soros ellenállás beültetésére van szükség a NYÁK-on a LED mellett, ami azt jelenti, hogy mielőtt hozzá lehetne kezdeni a beültetéshez és a gyártáshoz, minden egyes fényerőosztályhoz a kívánt ellenállások pontos értékét, számát és helyzetét megadó, testreszabott beültetési programra van szükség. A fényerőosztályok változatossága, különösen akkor, ha a NYÁK sok LED-et tartalmaz, hatalmas mennyiségű különféle beültetési programot eredményez, amelyek kézi kezelése lehetetlenné válik.

A darabjegyzék (angolul bill of materials, röviden: BOM), valamint a beültetési program dinamikusan változik, amint az üzemeltető kénytelen másik fényerőosztályú LED-ekre váltani, ha elfogyott egy bizonyos BIN-kódú tekercs összes LED-je. Ezen kivételes előfeltételek miatt speciális szoftverre van szükség.

A különböző LED BIN-ek és a kapcsolódó ellenállások kézi kezelése időigényes folyamat, és hajlamosít a hibákra, mivel egyedi beültetési programot és új darabjegyzéket, valamint új alkatrész-összeállítást kell meghatározni minden egyes alkalommal, amikor a gyártósoron új LED BIN-számot vezetnek be.

Annak érdekében, hogy a tervezési előírásokkal összhangban csak a kompatibilis LED BIN-ek és a hozzájuk tartozó ellenállások kerüljenek beültetésre az adott NYÁK-ra, a LED-ek beültetési programját, valamint az alkatrészeknek közvetlenül a gyártósoron történő összeállítását folyamatosan ki kell igazítani a változó LED BIN-kódok szerint.

A LED BIN-kódnak a termék gyártása közben történő változása a következő problémákat okozza:

• Megváltozhat az érintett ellenállások cikkszáma és beültetési helyzete.
• További beültetési pontokon további ellenállások szükségesek.
• Korábban meghatározott ellenállásokat el kell hagyni.

A sikeres termeléshez nemcsak a megfelelő ellenállások előkészítése és szerelése elengedhetetlen. Azokban az esetekben, amikor a NYÁK-ot csak részben ültették be LED-ekkel, mielőtt a tekercs elfogyna, a gépkezelőnek gondoskodnia kell arról, hogy az anyagot pontosan az előzővel megegyező BIN-kódot hordozó tekerccsel pótolja. Amennyiben már nincs azonos BIN-kódú LED kéznél, a kérdéses NYÁK-ot nem lehet kiegészíteni vagy kijavítani, és ezen a ponton minden beültetett alkatrészével együtt egyszerűen le kell selejtezni. Ilyen esetben például a gyártósor kezelőjének a folyamatot támogatni képes intelligens szoftverre van szüksége, amely figyelmezteti őt, és szünetelteti a termelést.

Elemzés

A LED-ek beültetése akkor a legolcsóbb és leghatékonyabb, ha a különböző BIN-kódú vagy fényerőosztályú LED-eket a világítás szabályozása érdekében megfelelő soros ellenállással párosítják. Mivel a LED-eket mindig különböző BIN-kódokat hordozó tekercsekben vásárolják, az SMT-beültetés klasszikus megközelítése azt sugallná, hogy különböző beültetési programot alkossanak a rendelésen belüli összes LED BIN-kódhoz.

A beültetési programok kézi kezelése időigényes és kevéssé hatékony módszer: ahogy a tekercs kifogy, meg kell állítani a termelést, ki kell igazítani a gyártósor anyag-összeállítását, és át kell váltani a beültetési programot, miközben a csak részben beültetett NYÁK egyszerűen megy a selejtbe. Mind a programozási feladatoknak, mind a gyártósor állásidejének jelentős negatív hatása van a teljesítményre és a termelékenységre.

A különböző LED BIN-kódok, ellenállások és beültetési programok kezelésének kulcsa egy – a hagyományos beültetési programozószoftvernél sokkal rugalmasabb – új megoldás. Az alábbiakban azt fogjuk kifejteni, hogy milyen funkciókkal kell rendelkeznie a LED-ek beültetéséhez ideális szoftvernek annak érdekében, hogy a LED-ek szerelése hatékonyan, hibamentesen és könnyedén történhessen.

Beültetés előtt: adatok előkészítése

A LED-ek egyszerű beültetéséhez vezető út első lépése a többszörös beültetési program szükségességének felszámolása. Annak ellenére, hogy előfordulhat, hogy egy termék darabjegyzéke megváltozik, egyetlen beültetési programnak kell tartalmaznia minden lehetséges variációt, azaz az összes lehetséges LED BIN-kódot és a megfelelő ellenállásokat.

A SIPLACE LED-beültetési megoldása, a SIPLACE LED Pairing lehetővé teszi olyan standard program létrehozását, amelyet egy következő lépésben egy speciális LED-ellenállás-mátrixszal lehet összekapcsolni.

A LED BIN-kódok és a kapcsolódó ellenállások leképezési listáját a termék tervezési specifikációjának megfelelően importálják a SIPLACE LED Pairing szoftverbe. Ezt a listát hozzárendelik a standard beültetési programhoz, és a SIPLACE LED Pairing létrehoz egy sablont a beültetési listára és beállításokra a LED-ek és ellenállások számára fenntartott adagolóhelyekkel.

A kezelő kiválasztja a gyártósoron használandó LED BIN-kódokat, a SIPLACE LED Pairing pedig automatikusan beállítja a beültetési programot és az alkatrész-összeállítást.

A SIPLACE LED Pairing programkészítés dióhéjban:

• A LED-ellenállás-mátrix meghatározása.
• A LED-ellenállás-mátrix hozzárendelése egy standard beültetési programhoz.
• A SIPLACE LED Pairing sablont alkot a beültetési listára.
• A SIPLACE LED Pairing elkészíti a beállításokat a LED-ek és ellenállások számára fenntartott adagolóhelyekkel.

A különböző soros ellenállások számának és helyének változása teljes mértékben támogatott. Ha van elég kapacitás a gyártósoron, a kezelő kérheti, hogy a SIPLACE LED Pairing készítse elő a sablon minden soros ellenállását. Ebben az esetben csak a LED-es adagolókat kell kicserélni a fényerőosztály változása esetén, így könnyebb és gyorsabb az egyik LED BIN-kódú tekercsről a másikra történő átállás.

Megfelelő helyen, megfelelő időben: hibamentes anyaggazdálkodás

A SIPLACE LED Pairing nem csupán meghatározza az ellenállások és LED-tekercsek adagolóhelyét – a kezelőt is előre figyelmezteti, ha fennáll annak lehetősége, hogy az adott LED-tekercs a termelés során kiürül. A panel csak akkor kerül be a sorra, ha a felszerelt anyagok elegendőek a következő NYÁK egységes fényerőosztályú LED-ekkel történő beültetésére (készlet­ellenőrzés).

A sor kezelője egyszerűen módosíthatja a sablont a rendelkezésre álló fényerőosztályoknak megfelelően. Csak megnyitja a sablont, és kiválasztja a panel minden LED-jének fényerőosztályát. A sablon egy kattintással beállítható, és készen áll rá, hogy letöltsék a gyártósorra.

A SIPLACE Setup Center alkatrész-ellenőrzési rendszer ellenőrzi a LED BIN-kódokat és a kapcsolódó ellenállásokat is tartalmazó új beállítást, és megakadályozza a hibás beültetést és az anyagveszteséget.

A szükséges opció: LED-ek és ellenállások beültetése mindkét oldalon

A beültetési program tervezése során nem ritka, hogy helyhiány vagy termékspecifikus követelmények miatt a LED-ek és a megfelelő ellenállás elhelyezése kétoldalas. A SIPLACE LED Pairing a következők szerint jár el: amikor a panel először kerül a sorra, a rendszer egy előzetesen elhelyezett vonalkód alapján azonosítja azt. Beülteti a szükséges LED-eket a felső oldalon, és a SIPLACE LED Pairing-rendszer automatikusan megjegyzi, hogy melyik fényerőosztályt használták, és a vonalkódhoz rendelve elmenti az információkat.

Amikor a NYÁK másodszorra lép be a gépbe, hogy beültessék az alsó oldalát, a rendszer újra beolvassa a vonalkódot, kikeresi és letölti a kapcsolódó információkat, és ellenőrzi, hogy a betöltött beültetési program helyes-e. Amennyiben a szükséges ellenállásokat nem készítették elő a gyártósorra vagy a jelenlegi beültetőprogram nem helyes, nem dolgozza fel a panelt. Ha kiderül, hogy a NYÁK teljesen ismeretlen a rendszer számára, akkor a beültetési folyamat leáll. Ez megakadályozza a beültetési hibákat és az anyagveszteséget.

Következtetés / Összefoglalás

A SIPLACE LED Pairing a LED-ek beültetésekor egyszerűsíti a különböző fényerőosztályok és a kapcsolódó ellenállások összetett kezelését, és biztosítja, hogy a megfelelő beültetőprogramot használják, még akkor is, ha a LED-eket és ellenállásokat a panel különböző oldalain helyezik el.

Ahelyett, hogy kézzel kezelnék a LED BIN-kódok és ellenállások számtalan különböző beültetőprogramját, a SIPLACE LED Pairing szoftver lehetővé teszi az összes fényerőosztályhoz gyorsan és egyszerűen hozzáigazítható programsablonok létrehozását a gyártósorokon. A SIPLACE LED Pairing az ellenállások és a fényerőosztályok helyes beállítását is ellenőrző SIPLACE Setup Center szoftverrel kombinálva támogatja a LED-ek hibamentes beültetési folyamatát.

Ha a SIPLACE LED Pairing szoftvert a SIPLACE Traceability nyomonkövethetőségi funkcióval társítják, a nyomonkövethetőségi adatok az elektronikai gyártók követelményeinek megfelelően eltárolják minden legyártott termék LED BIN-kódját is.

A SIPLACE LED Pairing a SIPLACE szoftvercsomag része, és teljesen kompatibilis az összes SIPLACE beültetőgéppel.

Az ASM Assembly Systems honlapja