1、1任务二 贴片机及其操作武汉职业技术学院 阮艳2010203概况三点击此处输入相关文本内容整体概况概况一点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容3主要内容 贴片的基本过程 贴片机结构 贴片机分类 贴片机开机 贴片机主要技术指标 贴片机中的对中问题贴片机.flv.flv4一、贴片概念（一）贴片 将SMC/SMDSMC/SMD等元器件从其包装中取出，后贴放到PCBPCB的指定焊盘位置上，即“PickPick and and PlacePlace”。最后，元器件依靠锡膏或红胶的黏附力初黏在相应焊盘上。 早期的贴装工艺、发展： 贴装机的发展：衡量贴片机性能的三大指标： 贴片机的定位精度、
2、贴片速度、可贴装元器件种类5（二）贴片的基本过程：1 1、将PCBPCB送入贴片机的工作台，经光学找正后固定。2 2、送料器将待贴装的元器件送入贴片机的吸拾工位，贴片机吸拾头以适当的吸嘴将元器件从其包装中吸取出来。3 3、在贴片机头将元器件送往PCBPCB的过程中，自动光学检测系统与贴片头相配合，完成对元器件的检测、对中校正等。4 4、贴片头到达指定位置后，控制吸嘴以适当的压力将元器件准确地放置到PCBPCB指定焊盘上。65 5、重复上述第2 24 4步动作，直到将使用待贴装元器件贴放完毕。贴装完成的PCBPCB被送出贴片机，整个贴片机工作完成。6 6、下一块PCBPCB又送人工作台上，周而复
3、始。贴片过程示意图.jpg.jpg78贴片机工作流程910二、贴片机基本组成 高精度全自动贴片机是由计算机控制，是集计算机、光学系统、精密机械、滚珠丝杆、直线导轨、线性电动机、谐波驱动器以及真空系统和各种传感器构成的机电一体化的高科技设备。 贴片机主要通过拾取、位移、对位、放置等功能，将SMC/SMDSMC/SMD快速准确地放到PCBPCB上指定的焊盘位置。11贴片机的基本结构12（一）贴片头：1 1、作用：智能机械手，通过程序控制，自动校正位置，拾取元器件，精确贴放到预置焊盘上。 三维往复运动，是最复杂、最关键的部分。2 2、贴片头种类： 单头：机械对中，速度慢，1s/1s/片。 多头：3
4、36 6个贴片头，光学对中，工作时分别吸取元器件，对中后再依次贴装到位。3 3万个/h/h。固定式和旋转式。13SONYSONY公司的SI-E1000MKSI-E1000MK高速贴装机的4545旋转贴装头143 3、贴片头组成：（1 1）吸嘴：用真空泵控制的贴装工具。不同形状、大小的元器件采用不同的吸嘴拾放。异形元件的吸嘴：机械爪结构说明：1 1、吸嘴是直接接触元器件的部件，配有更换吸嘴的装置，吸嘴与吸管之间有弹性补偿的缓冲机构，保护拾取过程中对贴片元器件的冲击。2 2、磨损严重，材料与结构。材料：合金碳纤维耐磨塑料陶瓷及金刚石，耐磨。结构：元件微型化、间隙小，吸嘴上开小孔，保持平衡。1516
5、1718过程：A A、拾取：当真空产生后，吸嘴的负压把SMDSMD元件从供料系统中吸上来，此时必须达到一定的真空度来判别元器件是否正常。侧立、卡带情况，报警信号。B B、贴放：方法一：根据元件的高度（事先输入元件厚度）。因元件厚度误差出现贴放过早或过迟，引起元器件位移或飞片。方法二：根据元器件与PCBPCB接触瞬间产生的反作用力，在压力传感器的作用下实现贴放的软着陆。贴片轻松，不易出现移位或飞片。19（2 2）视觉对位系统： 精度必须考虑的影响因素：PCBPCB定位误差。PCBPCB上的电路图形与定位孔、板边缘之间。元器件定心误差。元器件自身中心线并不总是与所有引线中心线对应。包装中或定心爪夹
6、持元器件中出现引线弯曲、扭曲和搭接，失去共面性。规定器件引线偏离焊盘不超过引线宽度的25%25%，成功。机器本身的运动误差。贴片头、PCBPCB定位工作台的X-YX-Y轴运动精度、元器件定心机构的精度、贴片头的旋转精度等。20 贴装机的视觉系统一般由摄像机完成，一般采用固态摄像机，主要部分是一块集成电路，许多细小精密光敏元件组成的CCDCCD阵列。 影响视觉系统精度的因素：摄像机像元数和光学放大倍数。 贴片机视觉系统.doc.docCharge Couple DeviceCharge Couple Device，电荷耦合器件。21典型的贴片机视觉对中系统2223贴片机视觉系统工作原理：当一块新
7、的待贴装PCBPCB板通过送板机构传送到指定位置固定起来，安装在贴片头上的基准摄像机CCD3CCD3在相应的区域通过图像识别算法搜寻出MARKMARK点，并通过计算得出其在欧氏场景坐标系中的坐标。拾取元器件后，利用对中检测摄像机（CCD1CCD1，CCD2CCD2）对元器件检测，得到其在显示屏幕坐标系下的坐标及转角值，再通过转换为场景坐标系下的坐标。将相应的元器件应贴装的位置数据送给主控计算机。与目标位置比较，得到贴装头应移动的位置和转角。 24252627（3 3）传感器：贴片机的眼睛。 压力传感器：吸放力，软着陆功能。受到振动。平稳轻巧，元器件两端浸入锡膏中的深度基本相同，放置出现立碑等缺
8、陷。 负压传感器：由负压发生器及真空传感器组成。吸不住、吸不到的情况及原因。负压传感器监视负压变化，及时报警、更换。 位置传感器：PCBPCB的传输定位，包括：PCBPCB的计数、贴片头和工作台运动的实时检测、辅助机构的运动等的位置，有各种形式的位置传感器来实现。28 图像传感器：贴片机工作状态的实时显示，采用CCDCCD图像传感器。图像信号：PCBPCB位置、元器件尺寸，并经过计算机分析处理，使贴片头完成调整与贴片工作。 激光传感器：判别元器件引脚的共面性，识别元器件高度。 区域传感器：设置在贴片头的运动区域内，利用光电原理监控贴片头运行空间，以防止外来物体伤害贴片头。29（二）PCBPCB
9、传动装置与支撑台1 1、作用：将PCBPCB送入、固定、送出。A A、B B、C C段。2 2、类型： 整体式导轨：PCBPCB的进入、贴片、送出均在导轨上。后限位块使PCBPCB停止，PCBPCB下方支撑台板（有阵列式圆孔），带有定位销的顶块上行，定位销顶入PCBPCB的工艺孔中，并夹紧PCBPCB。 活动式导轨：B B段导轨相对于A A、C C段固定不变。30（三）贴片机X-YX-Y坐标传动的伺服系统1 1、作用：将被贴的元件准确拾放到PCBPCB板的焊盘上。X-YX-Y定位系统是评估贴片机精度的重要指标。2 2、两种形式： 贴片头作X-YX-Y坐标平移运动，而PCBPCB板定位在一定精度
10、的承载平台上，用于泛用机。 PCBPCB板作X-YX-Y方向的正交运动，贴片头仅做旋转运动，进料器水平移动，用于转塔式式高速机。3132（四）贴片机的控制程序采用二级计算机控制系统，主控计算机是整个系统的指挥中心，主要运行和存储中央控制软件、自动拾放程序编程软件、示教编程视觉系统、PCBPCB基准标号坐标数据和CAD/CAD/键盘/ /拷贝视觉系统所要检测辨识的细间距器件数据库。贴片机现场控制计算机系统主要控制贴片机的运动和示教功能。33（五）供料系统1 1、作用：确保包装容器中元器件的完整性，可靠地提供元器件。由包装容器和机械供料器组成。2 2、类型： 编带供料器： 管状供料器：水平管式、斜
11、杆式、斜滑式。一根管到叠加管，元件错位。 散装供料器：适合于样品和小批量生产。包装成本低，但供料可靠性差。振动、轨道上排队向前移动供料。 盘式供料器：适合容纳引脚数多的大型集成电路器件和裸芯片。由贴片头从每个盘中的栅格内拾取器件。3435三、贴片机类型（一）按照贴装元器件的工作方式： 流水作业式、顺序式、同时式、流水- -同时式 36（二）按照贴片速度：1 1、低速贴片机：低于30003000只/h/h，贴装循环时间高于1s/1s/点，适用于产品试制、新品开发、小批量生产及特殊SMC/SMDSMC/SMD贴装。2 2、中速贴片机：3000300080008000只/h/h，贴装循环时间1 10
12、.5s/0.5s/点，适用范围宽，功能完善。性价比适中，中小批量生产。3 3、高速贴片机：80008000只/h/h以上，贴装循环时间小于0.4s/0.4s/点，生产率高，适宜大批量生产。通常高速贴片机采用固定多头（6 6头以上）或双组贴片头安装在X-YX-Y导轨上，伺服系统有较高的定位精度，贴片器件种类广泛。4 4、超高速贴片机：大于2 2万只/h/h，多采用旋转式多头系统，1616个贴片头可以同时贴片，整体速度快。但单个头只相当于中速机的速度。37（三）按工作原理：1 1、拱架型贴片机：最传统的贴片机。（1 1）结构：元件送料器、基板（PCBPCB）是固定的，贴片头（安装多个真空吸料嘴）在
13、送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放与基板上。3839（2 2）发展： 单臂式：最早发展起来，目前仍在使用的多功能贴片机。 多臂式：工作效率成倍提高。对同一块PCBPCB交替安装。但由于贴片头来回移动的距离长，速度受到限制。 多个真空吸嘴同时取料（多达1010个）与双梁系统，提高速度。即在一个梁上的贴片头取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件。但（3 3）特点： 系统结构简单，灵活、精度高，适用于各种形状元件，甚至异形元件。适合于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。泛用机。402 2、转塔型贴片机：（1 1）结构：元件送料器在一个单坐标移动
14、的料车上，基板（PCBPCB）在一个X/YX/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上。工作时料车将元件供料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，后贴放于基板上。4142（2 2）特点： 转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装5-65-6个真空吸嘴。将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动、贴放元件等动作可在同一时间周期内完成，真正的高速度。目前最快0.080.080.1s/0.1s/片。 高速度适合大批量生产，但是只能用带式包装元件，若是密脚、大型的集成电路
15、（ICIC）只能用托盘的则无法完成，需要与其他机型配合使用。 结构复杂，价格贵，最新机型约5050万美元，是拱架型的3 3倍。高速机。433 3、复合型贴片机：44复合式贴片机454 4、模块贴片机：（大规模平行系统 ）使用一系列小的单独的贴装单元。每个单元有自己的丝杆位置系统，安装有相机和贴装头。每个贴装头可吸取有限的带式送料器，贴装板的一部分，板以固定的间隔时间在机器内步步推进。单独地各个单元机器运行慢。可是，它们连续的或平行的运行结果有很高的产量。另外，还有小型机、中型机、大型机。主要看容纳的SMC/SMDSMC/SMD料架数。464748495051总结：1 1、拱架型贴片机的轴梁位置
16、和运动可以控制元件贴装精度达到 5050m( 0.05mm ) m( 0.05mm ) 以下，贴装精度是三种类型中最好的。贴装速度在每小时 5000500020000 20000 个组件 (cph) (cph) 。泛用机2 2、转塔系统可达到更高的贴装速率，通常 200002000050000cph 50000cph 。大规模平行系统可达到最快的贴装速度，可达 5000050000100000cph100000cph。两种常使用于小组件贴装的高速贴装系统。高速机 52四、贴装前准备（一）贴装前准备 领料（PCBPCB、元器件）并核对：根据产品工艺文件元件明细表 清洗和烘烤处理元器件：已经开启包
17、装的PCBPCB，根据开封时间的长短及是否受潮或污染等具体情况进行。 去潮处理：对于有防潮要求的器件，检查是否受潮，对受潮器件进行。 开封后检查包装内附的湿度显示卡，当指示湿度2020（在232355时读取），说明器件已经受潮，在贴装前需对器件进行去潮处理。去潮的方法可采用电热鼓风干燥箱，在12512511下烘烤。53（二）去潮处理注意事项 应把器件码放在耐高温( (大于150)150)防静电塑料托盘中进行烘烤； 烘箱要确保接地良好，操作人员手腕带接地良好的防静电手镯； 操作过程中要轻拿轻放，注意保护器件的引脚，引脚不能有任何变形和损坏。 对于有防潮要求器件的存放和使用： 开封后的器件和经过烘
18、烤处理的器件必须存放在相对湿度2020的环境下（干燥箱或干燥塔），贴装时随取随用；开封后，在环境温度3030，相对湿度6060的环境下7272小时内完成贴装；当天没有贴完的器件，应存放在232333、相对湿度2020的环境下。54（三）开机前检查 检查压缩空气源的气压应达到设备要求，应达到6kg/cm6kg/cm2 2以上。 检查并确保导轨、贴装头移动范围内、自动更换吸嘴库周围、托盘架上没有任何障碍物。55（四）安装供料器安装编带供料器装料时，必须将元件的中心对准供料器的拾片中心。安装多管式振动供料器时，应把器件体长度接近的器件安排在同一个振动供料器上。安装供料器时必须按照要求安装到位，安装完
19、毕，必须由检验人员检查，确保正确无误后才能进行试贴和生产。FeederFeeder上料故障排除.doc.doc56五、贴片机开机必须按照设备安全技术操作规程开机贴片机开机操作.JPG.JPG六、贴片机操作指导贴片机操作指导.doc.doc贴片机操作培训.doc.doc5758七、贴装工艺要求1 1、各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和明细表要求。2 2、贴装好的元器件要完好无损。3 3、贴装元器件焊端或引脚不小于1/21/2厚度要浸入焊膏。对于一般元器件贴片时的焊膏挤出量（长度）应小于0.2mm0.2mm，对于窄间距元器件贴片时的焊膏挤出量（长度）应小于0.
20、1mm0.1mm。4 4、元器件的端头或引脚均和焊盘图形对齐、居中。5 5、由于回流焊时有自定位效应，因此元器件贴装位置允许有一定的偏差。59（1 1）元器件贴装位置允许偏差范围60矩形元器件贴装位置示意图61(2)(2)小外形晶体管（SOTSOT）允许偏差范围：允许X X、Y Y、T T（旋转角度）有偏差，但引脚（含趾部和跟部）必须全部处于焊盘上。62(3)(3)小外形集成电路（SOICSOIC）贴装位置允许偏差范围：允许X X、Y Y、T T（旋转角度）有贴装偏差，但必须保证器件引脚宽度的3/43/4（含趾部和跟部）处于焊盘上。(4)(4)四边扁平封装器件和超小形封装器件（QFPQFP）包
21、括PLCCPLCC： 保证引脚宽度的3/43/4处于焊盘上，允许X X、Y Y、T T（旋转角度）有较小的贴装偏差。允许引脚趾部少量伸出焊盘，但必须有3/43/4引脚长度在焊盘上、引脚的跟部也必须在焊盘上。63SOPSOP件引脚贴装位置示意图6465八、贴装机的主要技术指标（一）精度：贴装精度、分辨率、重复精度。1.1.贴装精度指元器件贴装后相对于PCBPCB上标定位置的贴装偏差大小。一般来讲，贴装ChipChip元件要求达到0.1mm0.1mm，贴装高密度、窄间距的SMDSMD至少要求达到0.06mm0.06mm。2.2.分辨率是描述贴片机分辨空间连续点的能力，贴装机运行时每个步进的最小增量
22、。3.3.重复精度是指贴装头重复返回标定点的能力。66（二）贴片速度： 一般高速机为0.2S/ Chip0.2S/ Chip元件以内，多功能机度为0.30.6S/ Chip0.30.6S/ Chip元件左右。理想条件下测算出的贴片速度与实际贴装速度有一定差异。1 1、贴装周期：完成一个贴装全过程所需要的时间。2 2、贴装率：厂家在理想条件下测算出的贴片速度，即一小时内完成的贴装元件数量。3 3、生产量：理论上可根据贴装率计算出每班生产量。但实际有差异。参考值。67（三）适应性：适应不同贴装要求的能力。1 1、能贴装元器件的类型：一般高速机只能贴装较小的元器件；多功能机可贴装最小0.60.60.
23、3 mm0.3 mm最大606060mm60mm器件，还可以贴装连接器等异形元器件。2 2、能容纳的供料器数目和类型：是指贴装机料站位置的多少（以能容纳8mm8mm编带供料器的最大数量来衡量）。3 3、贴片机的调整：A A、贴片机的编程；B B、供料器的更换：更换供料器架（车）C C、 PCBPCB传送机构和定位工作台的调整D D、贴片头的调整/ /更换68九、准确贴装三要素（一）元器件正确（二）位置准确（三）压力（贴片高度Z Z）合适 贴片压力过小，元器件焊端或引脚浮在焊膏表面，焊膏粘不住元器件，在传递和回流焊时容易产生位置移动。另外由于Z Z轴高度过高，贴片时元件从高处扔下，会造成贴片位置
24、偏移； 贴片压力过大，焊膏挤出量过多，容易造成焊膏粘连，回流焊时容易产生桥接，同时也会由于滑动造成贴片位置偏移，严重时还会损坏元器件。6970十、元器件贴片位置对中方式与对中原理( (一）机械对中原理（靠机械对中爪对中）( (二）激光对中原理（靠光学投影对中）( (三）视觉对中原理（靠CCDCCD摄象，图像比较对中）( (四）激光与视觉混合对中7172( (一）PCB MarKPCB MarK点的作用和PCBPCB基准校准原理PCB MarKPCB MarK是用来修正PCBPCB加工误差的。步骤1 1：贴片前要给PCB MarkPCB Mark点照一张标准图像存入图像库中，并将PCB MarK
25、PCB MarK点的坐标录入贴片程序中。步骤2 2：每上一块PCBPCB，首先照PCB MarkPCB Mark点，与图像库中的标准图像比较：A A、每块PCB MarkPCB Mark点图像与标准图像是否正确，若不正确，贴装机则认为PCBPCB型号错误，会报警不工作；B B、比较每块PCB MarkPCB Mark的中心坐标与标准图像的坐标是否一致，如果有偏移，贴片时贴装机会自动根据偏移（X X、Y Y）修正每个贴装元器件的贴装位置，以保证精贴装元器件。十一、贴片工序中的对中相关问题73利用PCB MarkPCB Mark点修正PCBPCB加工误差示意图74( (二）元器件贴片位置视觉对中原
26、理步骤1 1：贴片前给每个元器件照一个标准图像存入图像库中；步骤2 2：贴片时每拾取一个元器件都要进行照相并与该元器件在图像库中的标准图像比较：A A、比较图像是否正确，如果图像不正确，贴装机则认为该元器件的型号错误，会根据程序设置抛弃元器件，若干次后报警停机；B B、将引脚变形和共面性不合格的器件识别出来并送至程序指定的抛料位置；C C、比较该元器件拾取后的中心坐标X X、Y Y、转角T T与标准图像是否一致，如果有偏移，贴片时贴装机会自动根据偏移量修正该元器件的贴装位置。75Q&A问答环节敏而好学，不耻下问。学问学问，边学边问。Heisquickandeagertolearn.Learningislearningandasking.76添加标题添加标题添加标题添加标题此处结束语点击此处添加段落文本.您的内容打在这里，或通过复制您的文本后在此框中选择粘贴并选择只保留文字77感谢聆听Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilm讲师：XXXX日期：20XX.X月
