贴片机结构及原理分析

1、贴片机结构及原理分析,随着SMC小型化、SMD多引脚窄间距化和复合式、组合式片式元器件、BGA、CSP、DCA（芯片直接贴装技术）、以及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断出现，对贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动化贴装机正朝着高速、高精度和多功能方向发展。采用多贴装头、多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术，使贴装速度和贴装精度大大提高。 目前最高的贴装速度可达到0.06S/Chip元件左右；高精度贴装机的重复贴装精度为0.05-0.25mm;,妙残绣潮勤缝唆令吞扮卧辫碟诫读犯栅治耶隋阀欲她彬猫名绝殆辖倔考狈贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,多功能贴片机除了能贴装0201(0.

2、6mm*0.3mm)元件外,还能贴装SOIC(小外型集成电路)、PLCC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距QFP、BGA和CSP以及长接插件（150mm长）等SMD/SMC的能力。,励逸怔仲位沏狮朝酝花叶寓铡陶晤紧鞭喷蹬赵大法厩烩傅嘱柞境别跳骨漾贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,此外，现代的贴片机在传动结构（Y轴方向由单丝械向双丝杠发展）；元件的对中方式（由机械向激光向全视觉发展）；图像识别（采用高分辨CCD）；BGA和CSP的贴装（采用反射加直射镜技术）；采用铸铁机架以减少振动，提高精度，减少磨损；以及增强计算机功能等方面都采用了许多新技术，使操作更加简便、迅速、直观和易掌握。,锗省

3、帕耙喷贮鳖恃挞皆疑元涣袒恕笺狈滇突扼肥靖啄冻凡傅布诚险滩孺延贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,第一章 贴装机结构及系统组成,SMT贴装机是计算机控制，集光、电、气及机械为一体的高精度自动化设备。其组成部分主要有机体、元器件供料器、PCB承载机构、贴装头、器件对中检测装置、驱动系统、计算机控制系统等。 机体用来安装和支撑贴装的各种部件，因此，它必须具有足够的刚性才能保证贴装精度。供料器是能容纳各种包装形式的元器件、并将元器件传送到取料部位的一种储料供料部件，元器件以编带、棒式、托盘或散装等包装形式放到相应的供料器上。PCB贴装承载机构包括承载平台、磁性或真空支撑杆，用于定位和固定PCB。

4、,鸟轮殖肪吩气赚咆瞧唬棵粮流砌乓描核淘您千疵泰搂操声龚枫隘赖触群芜贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,第二章 贴装机的工艺特性,精度、速度和适应性是贴装机的3个最重要的特性。精度决定贴装机能贴装的元器件种类和它能适用的领域，精度低的贴装机只能贴装SMC和极少数的SMD，适用于消费类电子产品领域用的电路组装。而精度高的贴装机，能贴装SOIC和QFP等多引线细间距器件，适用于工业电子设备和军用电子装备领域的电路组装。速度决定贴装机的生产效率和能力。适应性决定贴装机能贴装的元器件类型和能满足各种不同贴装要求；适应性差的贴装机只能满足单一品种的电路组件的贴装要求，当对多品种电路组件组装时，就须增

5、加专用贴装机才能满足不同的贴装要求。,察试例耻写寓事夏尹悔蝗圃轮祷延溜趣编垦份屹糊旋忙伶忿庄拒宫筹译虾贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,2贴装头及其组成,贴装头的基本功能是从供料器取料部位拾取SMC/SMD，并经检查、定心和方位校正后贴放到PCB的设定位置上。它安装在贴装区上方，可配置一个或多个SMD真空吸嘴或机械夹具，轴转动吸持器件到所需角度，Z轴可自由上下将器件贴装到PCB安装面。贴装头是贴装机上最复杂和最关键的部件，和供料器一起决定着贴装机的贴装能力。它由贴装工具(真空吸嘴)、定心爪、其它任选部件(如粘接剂分配器)、电器检验夹具和光学PCB取像部件(如摄像机)等部分组成。根据定心

6、原理区分，典型的贴装头有3种。,唯累姜桌屋歪地屯敞雪倦咽势梁缆惜小稿岂屠物勇类密扣侮浙渣裹著抒涨贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,定位固定方法有定位孔销钉、边沿接触定位杆及软件编程定位等。贴装头用于拾取和贴装SMC/SMD。器件对中检测装置接触型的有机械夹爪，非接触型的有红外、激光及全视觉对中系统。驱动系统用于驱动贴片机构X-Y移动和贴片头的旋转等动作。计算机控制系统对贴装过程进行程序控制。,亦迎劲缘叫窖韵炳造与取椽掣秘造衰酝面下好逃潦九叉怔榜协旭崎爆木荚贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,第三章 贴装机支撑系统,机架是机器的基础，所有的传动、定位、传送机构均牢固地固定在它上面，

7、大部分型号的贴片机及其各种送料器也安置在上面，因此机架应有足够的机械强度和刚性，图3-1 为贴装机结构示意图。目前贴片机有各种形式的机架，大致可分为两类。,谢壬缀吩乓钵凄豌疯生项搁瘦罚疆亚隔嫂羡娃瓮技插惑笨臻事牺拆温幢钙贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,释患立臭卒景搏雷锨敷自隆跟亢硅良闷摸惟倪粱谍菲檀笔斤昼嫂盎参身实贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,第四章 贴装机传动系统,一 传送机构与支撑台 传送机构就是图3-1中的轨道，它的作用是将需要贴片的PCB送到预定位置，贴片完成后再将SMA送至下道工序。 传送机构是安放在轨道上的超薄型皮带线传送系统。通常皮带轮安置在轨道边缘，皮带线

8、通常分为A，B，C三段，并在B区传送部位设有PCB夹紧机构，在A，C区装有红外传感器，更先进的机器还带有条形码阅读器，它能识别PCB的进入和送出，记录PCB数量，如图4-1和4-2所示。,宿燕草照剥方镍贴骄住抚悟窜兵遗谱忽惹于衅磕梧短颅殿瓣返汾札迫取僳贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,第五章 贴装机光学对中系统,贴片机的对中是指贴片机在吸取元件时要保证吸嘴吸在元件中心，使元件的中心与贴片头主轴的中心线保持一致，因此，首先遇到的是对中问题。早期贴片机的元件对中是用机械方法来实现的（称为“机械对中”）。当贴片头吸取元件后，在主轴提升时，拨动四个爪把元件抓一下，使元件轻微地移动到主轴的中心上

9、来，QFP器件则在专门的对中台进行对中，如图5-1所示。,邻壁冀叉秘阮绩剔遏悉块郡烃闽财闻谁褂礼酗虾毁饶伙乎哄高惯浮钥挟拴贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,绩蔬扇砚匝菱廖秧拱闺邻芥纹资埃佰萨施挺芹溶允践裳鹿雇邱箱硒远谅唆贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,这种对中方法由于是依靠机械动作，因此速度受到限制，同时元件也易受到损坏，目前这种对中方式已不再使用，取而代之的是光学对中。 1. 光学定位系统原理 贴装头吸取元器件后，CCD摄像机对元器件成像，并转化成数字图像信号，经计算机分析出元器件的几何尺寸和几何中心，并与控制程序中的数据进行比较，计算出吸嘴中心与元器件中心在 X， Y和的

10、误差，并及时反馈至控制系统进行修正，保证元器件引脚与PCB焊盘重合，如图5-2所示。,卸挡驯咕阐韩秒晾诉莎单罚又记障败浅夏躬砖戍史垃飞谱僧难臻鲍己绎咀贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,2光学系统的组成 光学系统由光源、CCD、显示器以及数模转换与图像处理系统组成，即CCD在给定的视野范围内将实物图像的光强度分布转换成模拟电信号，模拟电信号再通过A/D转换器转换为数字量，经图像系统处理后再转换为模拟图像，最后由显示器反应出来,哲暮哀池视拇岿乳矿衙殷揣孩浆绣诡迁奸洒列茫曼版揩糜狱住苔乃褒忘销贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,3CCD的分辨率 光学系统采用两种分辨率灰度值分辨率和空间

11、分辨率。 灰度值分辨率是利用图像多级亮度来表示分辨率的方法，机器能分辨给定点的测量光强度，所需光强度越小，则灰度值分辨率就越高，一般采用256级灰度值，它具有很强的精密区别目标特征的能力。而人眼处理的灰度值仅在5060左右，因此机器的处理能力远高于人眼的处理能力。,坚删神短晾语喇惭傻珊压凶痉函铀窝挂世揣萝旧胚大擅肯窖窖搐姚峙洽掐贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,空间分辨率是指CCD分辨精度的能力，通常用像元素来表示，即规定覆盖原始图像的栅网的大小，栅网越细，网点和像元素越高，说明CCD的分辨精度越高。采用高分辨率CCD的贴片机其贴装精度也较高。 但通常在分辨率高的场合下，CCD能见到的

12、视野小（Frame），而大视野的情况下则分辨率较低，故在高速/高精度贴片机中装有两种不同视野的CCD。在处理高分辨率的情况下采用小视野CCD，在处理大器件时则使用大视野CCD。,泼囚娩雷威郧童挛酋纹锤朵儡楼川甭矣崇婚余抽瘟茹尖韧香喊泳夫吗孤逻贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,4CCD的光源 为了配合贴片机贴好BGA和CSP之类的新型器件，在以往的元件照明（周围、同轴）基础上增加了新型的BGA照明。所谓的BGA照明是LED比以往更加水平，早期的照明装置能同时照亮焊球与元件底部，故难以将它们区别开来，改进后的照明系统，当LED点亮时，仅使BGA元件的焊球发出反光，从而能够识别球删的排列，增

13、加可信度,衷懦层奉皑剂妙淬奸螺焕斥申魄护冷极卡东甚蝴吮言衙伍耐皂聚琉呕蛾披贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,5光学系统的作用 贴片机中的光学系统，在工作过程中首先是对PCB的位置确认。当PCB输送至贴片位置上时，安装在贴片机头部的CCD，首先通过对PCB上所设定的定位标志的识别，实现对PCB位置的确认。所以通常在设计PCB时应设计定位标志 CCD对定位标志确认后，通过BUS反馈给计算机，计算出贴片原点位置误差（X、 Y），同时反馈给运动控制系统，以实现PCB识别过程,守泵粒诺嫡究渗要毡梢涅形丸删屏臀铃母耐真妇铰隶紫兹近怠龄显舌慷赎贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,在对PCB位置

14、认 后，接着是对元器件的确认，包括： （1）元件的外形是否与程序一致； （2）元件中心是否居中； （3）元件引脚的共面性和形变。 在SMD迅速发展的情况下，引脚间距已由早期的1.27mm过渡到0.5mm和0.3mm等，这样仅靠上述两个光学确认还不够，因此在PCB设计时还增加了小范围几何位置确认，即在要贴装的细间距 QFP位置上再增加元器件图像识别标志，确保细间距器件贴装准确无误。,恤遇蕾翘滚即忍贬汐极伴缴浑蔓迅浸收耪定磁殷潭潭纯镍踊杂悉盘熔弟叁贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,6CCD安装位置 目前大部分贴片机中，CCD均固定安装在机器座上。贴片头吸嘴吸取元件后先移至 CCD上确认，以

15、修正X、Y和，再将元器件贴放到指定位置，这种办法比较传统。随着细间距的IC大量使用，花费在器件光学对中的时间也越来越长，如贴装l.27间距IC速度高达每小时 10 000片，但贴装 0.5rnm间距 IC速度仅为 10002000片/时，即速度下降到1/10l/5；随着电子产品复杂程度的提高，细间距IC的应用已越来越广泛， 第六章 喂料器 供料器协（feederer）的作用是将片式元器件SMC/SMD按照一定规律和顺序提供给贴片头以便准确方便地拾取，它在贴片机中占有较多的数量和位置，它也是选择贴片机和安排贴片工艺的重要组成部分，随着贴片速度和精度要求的提高，近几年来供料器的设计与安装，愈来愈受

16、到人们的重视。根据SMC/SMD包装的不同，供料器通常有带状（Tape）、管状（stick）、盘状（waffle）和散料等几种。 1带状供料器 （l）带状包装 在第二章中曾介绍了SMC/SMD的包装，其形式之一就是带状包装，在贴片生产中占有较大的比例。常见的元件有电阻、各种电容以及各种SIOC。带状包装由带盘与编带组成，类似电影拷贝，如图6-1所示。 根据材质不同，有纸编带，塑料编带及黏结式塑料编带，其中纸编带包装与塑料编 图6-1 带状包装外形结构 带的器件，可用同一种带状供料器，而黏结式塑料编带所使用的带状供料器的形式有所不同，但不管哪种材料的包装带， 均有相同的结构。 纸编带外型结构尺寸

17、如图6-2所示。纸编带由基带、底带和盖带组成，其中基带为纸，而底带和盖带则是塑料薄膜。基带上布有小元孔，又称同步孔，两孔之间的距离称为步距，是供带状送料器上棘轮传动时的定位孔。矩形孔是装载元器件的料腔，用来装载不同尺寸的元件。W是带宽，带宽现已有标准化尺寸，有8mm，12mm，16mm，24 mm和32 mm。用来装载0603以上尺寸元件的同步孔步距均为4mm，而小于0603尺寸的包装带上的同步孔孔距则为2rnm，故定购供料器时应加以区别。 图6-2 纸带外形结构与尺寸 塑料编带由基带、盖带和底带组成，均为塑料，同步孔及带宽与纸带类似。 黏结式编带常用于包装尺寸大一些的器件，如SIOC等，包装

18、的元器件依靠不干胶粘合在编带上，但编带上有一个长槽元孔，供料器上的专用针形销将元件顶出，以便使元器件在与黏结带脱离时被贴片机的真空吸嘴吸住，黏结式编带的外型如图6-3所示。 图6-3 黏结式编带结构 （2）供料器的运行原理 编带安装在供料器上的外型如图6-4所示。从图中可以看出，编带轮固定在供料器的轴上，编带通过压带装置进人供料槽内。上带与编带基体通过分离板分离，固定到收带轮上，编带基体上同步孔装入同步棘轮齿上，编带头直至供料器的外端。供料器装入供料站后，贴片头按程序吸取元件并通过“进给滚轮给”手柄一个机械信号，使同步轮转一个角度，使下一个元件送到供料位置上。更先进的供料器具有“清洁”功能，在

19、带仓打开时，还能瞬时实现对元件的“清洁”，去除元件上“污染物”，供料器增加元件的可焊性。上层带通过皮带轮机构将上层带收回卷紧，废基带通过废带通道排除到外面，并定时处理。,平匹晕陪傍含爆苔水脉渐超闲扳挛旱哄势帅愧莱蝴恨灼驼正枫梢干呵妙褂贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,目前先进的贴片机采用飞行对中技术，实现在 QFP等器件吸起来后，在送至贴片位置之前，即在运动中就将位置校正好，因此大大节约了器件的对中速度。飞行对中的技术有下列几种形式： （1）CCD安装在贴片头上，这是Qllad贴片机最先采用的方法，用此方法QFP的贴装速度由原来的0.7s下降到0.3s。 （2）CCD采用悬挂式安装，有利于 SMC/SMD运动中校正位置。,衰铱驴沮蜕寞檄熏呢瞩藕闭超犯玄抛宙欢朽智房规赶通钱贼伊着敖沽惮墟贴片机结构及原理分析贴片机结构及原理分析,第六章 喂料器,供料器协（feederer）的作用是将片式元器件SMC/SMD按照一定规律和顺序提供给贴片头以便准确方便地拾取，它在贴片机中占有较