隨著表面貼裝技術(shù)的迅速發(fā)展，貼片機在我國電子組裝行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。面對型號眾多的貼片機如何選型，仍是一個復雜而艱難的工作。本文將就貼片機選型時應(yīng)注意的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題作一概括介紹，以供企業(yè)選購設(shè)備時參考。

 

貼片機

貼片機類型

目前貼片機大致可分為四種類型：動臂式、復合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)。不同種類的貼片機各有優(yōu)劣，通常取決于應(yīng)用或工藝對系統(tǒng)的要求，在其速度和精度之間也存在一定的平衡。

 

動臂式機器具有較好的靈活性和精度，適用于大部分元件，高精度機器一般都是這種類型，但其速度無法與復合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)相比。不過元件排列越來越集中在有源部件上，比如有引線的QFP和BGA陣列元件，安裝精度對高產(chǎn)量有至關(guān)重要的作用。復合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)一般不適用于這種類型的元件安裝。動臂式機器分為單臂式和多臂式，單臂式是最早先發(fā)展起來的現(xiàn)在仍然使用的多功能貼片機。在單臂式基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多臂式貼片機可將工作效率成倍提高，

 

復合式機器是從動臂式機器發(fā)展而來，它集合了轉(zhuǎn)盤式和動臂式的特點，在動臂上安裝有轉(zhuǎn)盤，像Simens 的Siplace80S系列貼片機，有兩個帶有12個吸嘴的轉(zhuǎn)盤。由于復合式機器可通過增加動臂數(shù)量來提高速度，具有較大靈活性，因此它的發(fā)展前景被看好，如Simens最新推出的HS50機器就安裝有4個這樣的旋轉(zhuǎn)頭，貼裝速度可達每小時5萬片。

 

轉(zhuǎn)盤式機器由于拾取元件和貼片動作同時進行，使得貼片速度大幅度提高，這種結(jié)構(gòu)的高速貼片機在我國的應(yīng)用最為普遍，不但速度較高，而且性能非常的穩(wěn)定，如松下公司的MSH3機器貼裝速度可達到0.075秒/片。但是這種機器由于機械結(jié)構(gòu)所限，其貼裝速度已達到一個極限值，不可能再大幅度提高。

 

大型平行系統(tǒng)由一系列的小型獨立組裝機組成。各自有絲杠定位系統(tǒng)機械手，機械手帶有攝象機和安裝頭。各安裝頭都從幾個帶式送料器拾取元件，并能為多塊電路板的多塊分區(qū)進行安裝，這些板通過機器定時轉(zhuǎn)換角度對準位置。如PHLIPS公司的FCM機器有16個安裝頭，實現(xiàn)了0.0375S/片的貼裝速度，但就每個安裝頭而言，貼裝速度在0.6S/片左右，仍有大幅度提高的可能。

 

復合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)屬于高速安裝系統(tǒng)，一般用于小型片狀元件安裝。轉(zhuǎn)盤式機器也被稱作“射片機”（Chip shooter），因為它通常用于組裝片式電阻電容。另外，此類機器具有高速“射出”的能力。因為無源元件，即“芯片”以及其他引線元件所需精度不高，射片機組裝可實現(xiàn)較高的產(chǎn)能。高速機器由于結(jié)構(gòu)較普通動臂式機器復雜許多，因而價格也高出許多，在選擇設(shè)備時要考慮到這一點。

 

試驗表明，動臂式機器的安裝精度較好，安裝速度為每小時5000-20000個元件（cph）。復合式和轉(zhuǎn)盤式機器的組裝速度較高，一般為每小時20000-50000個。大型平行系統(tǒng)的組裝速度最快，可達50000-100000個。

 

視覺系統(tǒng)

機器視覺系統(tǒng)是顯著影響元件安裝的第二個因素，機器需要知道電路板的準確位置并確定元件與板的相對位置才能保證自動組裝的精度。

 

成像通過使用視像系統(tǒng)完成。視像系統(tǒng)一般分為俯視、仰視、頭部或激光對齊，視位置或攝象機的類型而定。(1)俯視攝象機在電路板上搜尋目標（稱作基準），以便在組裝前將電路板置于正確位置;(2)仰視攝象機用于在固定位置檢測元件，一般采用CCD技術(shù)，在安裝之前，元件必須移過攝象機上方，以便做視像處理。粗看起來，好象有些耗時。但是，由于安裝頭必須移至送料器收集元件，如果攝象機安裝在拾取位置（從送料處）和安裝位置（板上）之間，視像的獲取和處理便可在安裝頭移動的過程中同時進行，從而縮短貼裝時間;(3)頭部攝象機直接安裝在貼片頭上，一般采用line-sensor技術(shù)，在拾取元件移到指定位置的過程中完成對元件的檢測，這種技術(shù)又稱為“飛行對中技術(shù)”，它可以大幅度提高貼裝效率;(4)激光對齊是指從光源產(chǎn)生一適中的光束，照射在元件上，來測量元件投射的影響。這種方法可以測量元件的尺寸、形狀以及吸嘴中心軸的偏差。但對于有引腳的元件，如：SOIC、QFP和BGA則需要第三維的攝象機進行檢測。這樣每個元件的對中又需要增加數(shù)秒的時間。很顯然，這對整個貼片機系統(tǒng)的速度將產(chǎn)生很大影響。在三種元件對中方式（CCD、line-sensor、激光）中，以CCD技術(shù)為最佳，目前的CCD硬件性能都具備相當?shù)乃?。?/span>CCD硬件開發(fā)方面前些時候開發(fā)了“背光”（Back-Lighting）及“反射光”（Front-Lighting）技術(shù)，以及可編程的照明控制，以更好應(yīng)付各種不同元件貼裝需要。

 

送料

動臂式機器可支持多種不同類型的送料器，如帶式、盤式、散裝式、管式等。這一點與高速安裝系統(tǒng)形成鮮明對照，后者只能使用散裝式或帶式兩種送料器。

在安裝許多大型IC時，如QFP和BGA，動臂式機器是唯一的選擇。除了貼裝精度外，高速機器不支持盤式送料器也是重要原因。

一般來說制造商應(yīng)考慮供料器在其機器上的通用性，但有時制造商也會為其某種特定機器設(shè)計送料器，這樣就限制了送料器在其他機器上的用途。專用機器不僅會導致大量送料器閑置，而且還需要空間存儲它們。

 

靈活性

由于目前電子產(chǎn)品的競爭日趨激烈，生產(chǎn)的不確定因素加大，需經(jīng)常調(diào)整產(chǎn)品的產(chǎn)量或安排產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，因而對貼片機也就提出了相應(yīng)的要求，即要求具有良好的靈活性，以適應(yīng)當前千變?nèi)f化的生產(chǎn)制造環(huán)境，這就是我們常說的柔性制造系統(tǒng)（FMS）。例如美國環(huán)球貼片機，從點膠到貼片的功能互換時，只需將點膠組件與貼片組件互換，這種設(shè)備適合多任務(wù)、多用途、投產(chǎn)周期短的加工企業(yè)。機器靈活性是我們在選購設(shè)備時要考慮的關(guān)鍵因素。

 

貼片機


作出選擇

自動化設(shè)備是實現(xiàn)電子組裝化的基礎(chǔ)，選擇設(shè)備時必須考慮如下關(guān)鍵問題：機器類型、成像、送料以及靈活性，有了這些認識，就可以識別不同設(shè)備的優(yōu)劣，并作出明智的選擇。同時，選擇設(shè)備時應(yīng)“量體裁衣”，切不可盲目地求大求全，以免造成不必要的浪費

 

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貼片機