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贴片机原理
拱架型
元件送料器、基板(PCB)是固定的,贴片头(安装多个真空吸料嘴)在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,然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上,所以得名。
拱架型贴片机对元件位置与方向的调整方法:
1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向,这种方法能达到的精度有限,较晚的机型已再不采用。
2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向,这种方法可实现飞行过程中的识别,但不能用于球栅列件BGA。
3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向,一般相机固定,贴片头飞行划过相机上空,进行成像识别,比激光识别耽误一点时间,但可识别任何元件,也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统,机械结构方面有其它牺牲。
这种形式由于贴片头来回移动的距离长,所以速度受到限制。一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度,即一个梁上的贴片头在取料的同时,另一个梁上的贴片头贴放元件,速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用中,同时取料的条件较难达到,而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴,换吸料嘴有时间上的延误。
这类机型的优势在于:系统结构简单,可实现高精度,适于各种大小、形状的元件,甚至异型元件,送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产,也可多台机组合用于大批量生产。
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贴片机各部件的名称及功能
1. 主机
1.1 主电源开关(Main Power Switch):开启或关闭主机电源
1.2 视觉显示器(Vision Monitor):显示移动镜头所得的图像或元件和记号的识别情况。
1.3 操作显示器(Operation Monitor):显示机器操作的VIOS软件屏幕,如操作过程中出现错误或有问题时,在这个屏幕上也显示纠正信息。
1.4 警告灯(Warning Lamp):指示贴片机在绿色、和红色时的操作条件。
绿色:机器在自动操作中
:错误(回归原点不能执行,拾取错误,识别故障等)或联锁产生。
红色:机器在紧急停止状态下(在机器或YPU停止按钮被按下)。
1.5 紧急停止按钮(Emergency Stop Button):按下这按钮马上触发紧急停止。
2. 工作头组件(Head Assembly)
工作头组件:在XY方向(或X方向)移动,从供料器中拾取零件和贴装在PCB上。
工作头组件移动手柄(Movement Handle):当伺服控制解除时,你可用手在每个方向移动,当用手移动工作头组件时通常用这个手柄。
3. 视觉系统(Vision System)
移动镜头(Moving Camera):用于识别PCB上的记号或照位置或坐标跟踪。
独立视觉镜头(Single-Vision Camera):用于识别元件,主要是那些有引脚的QPF。
背光部件(Backlight Unit):当用独立视觉镜头识别时,从背部照射元件。
激光部件(Laser Unit):通过激光束可用于识别零件,主要是片状零件。
多视像镜头(Multi-Vision Camera):可一次识别多种零件,加快识别速度。
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贴片机转塔型
元件送料器放于一个单坐标移动的料车上,基板(PCB)放于一个X/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,料车将元件送料器移动到取料位置,贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件,经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度),在转动过程中经过对元件位置与方向的调整,将元件贴放于基板上。
对元件位置与方向的调整方法:
相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向,相机固定,贴片头飞行划过相机上空,进行成像识别。
一般,转塔上安装有十几到二十几个贴片头,每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现**型)。由于转塔的特点,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(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成,所以实现真正意义上的高速度。快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。
此机型在速度上是优越的,适于大批量生产,但其只能用带状包装的元件,如果是密脚、大型的集成电路(IC),只有托盘包装,则无法完成,因此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂,造价昂贵,机型约在US$50万,是拱架型的三倍以上。
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ATE针盘式编程
ATE设备初的使用是用于对PCB组件进行在线测试,以求发现诸如走线开路、短路,元器件缺失和元器件排列不准等制造过程中所产生的缺陷。针盘式夹具是一种阵列配置,具有弹性荷载的测试端点,它可以在PCB和ATE测试设备的信号策动电路之间形成一种机械和电气的连接界面。
一旦PCB可靠地与针盘式夹具连接好了以后,ATE测试设备的信号策动电路将会通过针盘式夹具和PCB,发送编程信号到目标器件PIC上面。除了对机械缺陷进行测试以外,ATE设备也能够用于对PIC器件的编程操作。对元器件的编程和消除程序被嵌入到电路板测试程序中去,从而用来对目标器件进行编程。
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