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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。

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。

選擇編程的策略
生產部門的負責人常常會考慮采用編程的不同方式,他們會問:“采用何種編程方式對我來說是適合的呢?”沒有一種可以滿足所有的應用事例的。他們權衡的內容一般會包含有:所采用的解決方案對生產效率、生產線使用的計劃安排、PCB的價格、工藝控制問題、缺陷率水平、供應商的管理、主要設備的成本以及存貨的管理是否會帶來沖擊。
對生產效率帶來的沖擊
ATE編程會降低生產效率,這是因為為了能夠滿足編程的需要,要增加額外的時間。舉例來說,如果為了檢查制造過程中所出現的缺陷現象,需要花費15秒的時間進行測試,這時可能需要再增加5秒鐘用來對該元器件進行編程。ATE所起到的作用就像是一臺非常昂貴的單口編程器。同樣,對于需要花費較長時間編程的高密度閃存器件和邏輯器件來說,所需要的總的測試時間將會更長,這令人。因此,當編程時間與電路板總的測試時間相比較所占時間非常小的時候,ATE編程方式是性價比一種方式。為了提高生產率,以求將較長的編程時間降低到的限度,ATE編程技術可以與板上技術相結合使用,例如:邊界掃描或者說具有專利的眾多方法中的一種。
還有一種解決方案是在電路板進行測試的時候,僅對目標器件的boot碼進行編程處理。器件余下的編程工作在處于不影響生產率的時候才進行,一般來說是在設備進行功能測試的時候。然而,除非超過了ATE的能力,功能測試的能力是足夠的,對于高密度器件來說性能價格比編程方法是一種自動化的編程設備。舉例來說:ProMaster 970設備配置有12個接口,每小時能夠對600個8兆閃存進行編程和激光標識。與此形成對照的是,ATE或者說功能測試儀將花費60至120小時來完成這些編程工作。

貼片機作為高科技產品,安全、正確地操作對機器和對人都是很重要的。
安全地操作貼片機基本的就是操作者應有準確的判斷,應遵循以下的基本安全規則:
1. 機器操作者應接受正確方法下的操作培訓。
2. 檢查機器,更換零件或修理及內部調整時應關電源(對機器的檢修都必須要在按下緊急按鈕或斷電源情況下進行。
3. 確使“讀坐標”和進行調整機器時YPU(編程部件)在你手中以隨時停機動作。
4. 確使“聯鎖”安全設備保持有效以隨時停止機器,機器上的安全檢測等都不可以跳過、短接,否則極易出現人身或機器安全事故。
5. 生產時只允許一名操作員操作一臺機器。
6. 操作期間,確使身體各部分如手和頭等在機器移動范圍之外。
7. 機器必須有正確接地〈真正接地,而不是接零線〉。
8. 不要在有燃氣體或極臟的環境中使用機器。
注意:
a) 未接受過培訓者嚴禁上機操作。
b) 操作設備需以安全為,機器操作者應嚴格按操作規范操作機器,否則可能造成機器損或危害人身安全。
c) 機器操作者應做到小心、細心。
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