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貼片機原理
拱架型
元件送料器、基板(PCB)是固定的,貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動,將元件從送料器取出,經過對元件位置與方向的調整,然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標移動橫梁上,所以得名。
拱架型貼片機對元件位置與方向的調整方法:
1)、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向,這種方法能達到的精度有限,較晚的機型已再不采用。
2)、激光識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向,這種方法可實現飛行過程中的識別,但不能用于球柵列件BGA。
3)、相機識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向,一般相機固定,貼片頭飛行劃過相機上空,進行成像識別,比激光識別耽誤一點時間,但可識別任何元件,也有實現飛行過程中的識別的相機識別系統,機械結構方面有其它犧牲。
這種形式由于貼片頭來回移動的距離長,所以速度受到限制。一般采用多個真空吸料嘴同時取料(多達上十個)和采用雙梁系統來提高速度,即一個梁上的貼片頭在取料的同時,另一個梁上的貼片頭貼放元件,速度幾乎比單梁系統快一倍。但是實際應用中,同時取料的條件較難達到,而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴,換吸料嘴有時間上的延誤。
這類機型的優勢在于:系統結構簡單,可實現高精度,適于各種大小、形狀的元件,甚至異型元件,送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產,也可多臺機組合用于大批量生產。

ATE編程潛在的可能是鎖定一個供應商的可編程元器件。由于ATE要求認真仔細的PCB設計,以及為了能夠滿足每一個不同的PIC使用需要的軟件,隨后所形成的元器件變更工作將會是成本非常高昂的,同時又是很花時間的。通過具有知識產權的一系列協議方法,可以讓數家半導體供應商一起工作,從而形成一種形式的可編程器件。
由IEEE 1149.1邊界掃描編程所提供的方法具有很大的靈活性,它允許在同一PCB上面混裝由不同半導體供應商所提供的元器件。然而,自動化編程設備可以靈活地做這些事情。借助于從不同的供應商處獲得的數千個PIC器件的常規器件支持,他們能夠非常靈活地保持與客戶需求變化相同的步伐。
主要設備的費用
取決于使用ATE的百分比以及對生產率的要求,為了實現PIC編程可能會要求增添ATE設備。關于ATE價格的范圍從15萬美元至40萬美元不等,購置一臺新的設備或者更新現有的設備使之適合于編程的需要是非常昂貴的事情。一種方式是使用一臺AP設備來提供編程元器件到多條生產線上。這種做法可以降低ATE的利用率,從而降低設備方面的投資。
結束語
通過選擇正確的設備以及挑選編程方式來滿足的應用需求,制造廠商能夠實現高質量、低成本和縮短產品進入市場的時間,以適應現如今激烈的市場競爭局面。然而,讓我們看一下所有不同的編程方式,每一種編程方法都擁有優點和缺點,所以對我們來說選擇編程方法可能是一件令人十分的事情。
愈來愈多的制造廠商將需要評估不同的編程解決方案對生產效率、生產線的計劃調度、PCB的價格、工藝過程控制、客戶管理和主要設備的價格等所帶來的沖擊。全面的解決方案可能是一種綜合了自動化編程、ATE和IEEE邊界掃描編程方法的組合體。

貼片機貼裝精度
即元件中心與對應焊盤中心線的偏移量,不超過元件焊腳寬度的1/3(目測);或異常偏移發生率不大于3‰。
儀器、儀表外觀完好,指示準確,讀數醒目,在合格使用期限內;
設備內外定期保養,保持清潔,無油污,無銹蝕,周圍附具備件等排列有序,設備潤滑良好。
貼片機視覺系統
高性能貼片機普遍采用視覺對中系統。視覺對中系統運用數字圖像處理技術,當貼片頭上的吸嘴吸取元件后,在移到貼片位置的過程中,由固定在貼片頭上的或固定在機身某個位置上的照相機獲取圖像,并且通過影像探測元件的光密度分布,這些光密度以數字形式再經過照相機上許多細小精密的光敏元件組成的CCD光耦陣列,輸出0~255級的灰度值。灰度值與光密度成正比,灰度值越大,則數字化圖像越清晰。數字化信息經存儲、編碼、放大、整理和分析,將結果反饋到控制單元,并把處理結果輸出到伺服系統中去調整補償元件吸取的位置偏差,后完成貼片操作 。
那么,機器通過對PCB上的基準點和元器件照相后,如何實現貼裝位置自動矯正并實現貼裝的呢?這一過程是機器通過一系列的坐標系之間的轉換來定位元件的貼裝目標的。我們通過貼裝過程來闡述系統的工作原理。首先PCB通過傳送裝置被傳輸到固定位置并被夾板機構固定,貼片頭移至PCB基準點上方,頭上相機對PCB上基準點照相。這時候存在4個坐標系:基板坐標系(Xp,Yp)、頭上相機坐標系(Xca1,Ycal)、圖像坐標系(Xi,Yi)和機器坐標系(Xm,Ym)。對基準點照相完成后,機器將基板坐標系通過與相機和圖像坐標系的關聯轉換到機器坐標系中,這樣目標貼裝位置確定。然后貼片頭拾取元件后移動到固定相機的位置,固定相機對元件進行照相。這時同樣存在4個坐標系:貼片頭坐標系也是吸嘴坐標系(Xn,Yn)、固定相機坐標系(Xca2,Yca2)、圖像坐標系(Xi,Yi)和機器坐標系(Xm,Ym)。對元件照相完成后,機器在圖像坐標系中計算出元件特征的中心位置坐標,通過與相機和圖像坐標系的關聯轉換到機器坐標系中,此時在同一坐標系中比較元件中心坐標和吸嘴中心坐標。兩個坐標的差異就是需要的位置偏差補償值。然后根據同一坐標系中確定的目標貼裝位置,機器控制單元和伺服系統就可以控制機器進行貼裝了。

供料平臺(FeederPlate):
帶裝供料器、散裝供料器和管裝供料器(多管供料器),可安裝在貼片機的前或后供料平臺。
軸結構(Axis Configuration)
X軸:移動工作頭組件跟PCB傳送方向平行。
Y軸:移動工作頭組件跟PCB傳送方向垂直。
Z軸:控制工作頭組件的高度。
R軸:控制工作頭組件吸嘴軸的旋轉。
W軸:調整運輸軌的寬度。
運輸軌部件(Conveyor Unit)
1、主擋板(Main Stopper)
2、定位針 (Locate Pins)
3、Push-in Unit(入推部件)
4、邊緣夾具 (Edge Clamp)
5、上推平板 (Push-up Plate)
6、上推頂針 (Push-up Pins)
7、擋板 (Entrance Stopper)
7. 吸嘴站(Nozzle Station):允許吸嘴的自動交換,總共可裝載16個吸嘴,7個標準和9個可選吸嘴。
8. 氣源部件(Air Supply Unit)
包括空氣過濾器、氣壓調節按鈕、氣壓表。
9. 輸入和操作部件(Data Input and Operation Devices)
1、YPU ( Programming Unit) 編程部件
Ready按鈕:異常停止的解除和伺服系統發生作用。
2、鍵盤( Keyboard )各鍵的功能
F1:用于獲得實時選項的幫助信息
F2:PCB生產轉型時使用
F3:轉換編制目標(元件信息、貼裝信息等)
F4:轉換副視窗(形狀、識別等信息)
F5:用于跳至數據
F6:調整時使用
F7:設定數據庫
F8:視覺顯示實物輪廓
F9:照位置
F10:坐標跟蹤
Tab:各視窗間轉換
Insert ,Delete :改變副視窗各參數
↑↓→←:光標移動及文頁UP/Down移動
Space Bar(空檔鍵):操作期間暫停機器(再按解除暫停)
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