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貼片機轉塔型
元件送料器放于一個單坐標移動的料車上,基板(PCB)放于一個X/Y坐標系統(tǒng)移動的工作臺上,貼片頭安裝在一個轉塔上,工作時,料車將元件送料器移動到取料位置,貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件,經轉塔轉動到貼片位置(與取料位置成180度),在轉動過程中經過對元件位置與方向的調整,將元件貼放于基板上。
對元件位置與方向的調整方法:
相機識別、X/Y坐標系統(tǒng)調整位置、吸嘴自旋轉調整方向,相機固定,貼片頭飛行劃過相機上空,進行成像識別。
一般,轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭,每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機型)至5~6個真空吸嘴(現(xiàn)有機型)。由于轉塔的特點,將動作細微化,選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調整、工作臺移動(包含位置調整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內完成,所以實現(xiàn)真正意義上的高速度??斓臅r間周期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。
此機型在速度上是優(yōu)越的,適于大批量生產,但其只能用帶狀包裝的元件,如果是密腳、大型的集成電路(IC),只有托盤包裝,則無法完成,因此還有賴于其它機型來共同合作。這種設備結構復雜,造價昂貴,機型約在US$50萬,是拱架型的三倍以上。

貼片機的生產廠家很多,則種類也較多。貼片機的分類如下。
按速度分
中速貼片機
高速貼片機
超高速貼片機
特點:4萬片/h以上,采用旋轉式多頭系統(tǒng)。Assembleo-FCM型和FUJI-QP-132型貼片機均裝有16個貼片頭,其貼片速度分別達9.6萬片/h和12.7萬片/h。
按功能分
高速/超高速貼片機
特點:主要以貼片式元件為主體,貼片器件品種不多。
多功能貼片機
特點:能貼裝大型器件和異型器件。
按方式分
順序式貼片機
特點:它是按照順序將元器件一個一個貼到PCB上,通常見到的就是該類貼片機。
同時式貼片機
特點:使用放置圓柱式元件的料斗,一個動作就能將元件全部貼裝到PCB相應的焊盤上。產品更換時,所有料斗全部更換,已很少使用。
同時在線式貼片機
特點:由多個貼片頭組合而成,依次同時對一塊PCB貼片,assembleon-FCM就是該類。
自動化分
全自動機電一體化貼片機
特點:大部分貼片機就是該類。
手動式貼片機
特點:手動貼片頭安裝在Y軸頭部,X、Y、e定位可以靠人手的移動和旋轉來校正位置。主要用于新產品開發(fā),具有價廉的優(yōu)點。

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(xiàn)的缺陷現(xiàn)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(fā)生率不大于3‰。
儀器、儀表外觀完好,指示準確,讀數(shù)醒目,在合格使用期限內;
設備內外定期保養(yǎng),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(tǒng)
高性能貼片機普遍采用視覺對中系統(tǒng)。視覺對中系統(tǒng)運用數(shù)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(shù)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?;叶戎蹬c光密度成正比,灰度值越大,則數(shù)字化圖像越清晰。數(shù)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(tǒng)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(xiàn)貼裝位置自動矯正并實現(xiàn)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(tǒng)的工作原理。首先PCB通過傳送裝置被傳輸?shù)焦潭ㄎ恢貌⒈粖A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(lián)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(lián)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(jù)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(tǒng)就可以控制機器進行貼裝了。
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