貼裝元器件放置PCB焊盤上的設(shè)備:拱架型和轉(zhuǎn)塔型
PCB焊盤是指元件通過PCB上的引線孔,用焊錫焊接固定在PCB上,印制導(dǎo)線把焊盤連接起來,實現(xiàn)元件在電路中的電氣連接。引線孔及周圍的銅箔稱為焊盤。通常把貼裝元器件放置PCB焊盤上的設(shè)備使用的是貼片機。貼片機又稱“貼裝機”、“表面貼裝系統(tǒng)”(Surface Mount System),在生產(chǎn)線中,它配置在點膠機或絲網(wǎng)印刷機之后,是通過移動貼裝頭把表面貼裝元器件準確地放置PCB焊盤上的一種設(shè)備。分為手動和全自動兩種。
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(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)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(diào)整方法:
1)、機械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)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(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法可實現(xiàn)飛行過程中的識別,但不能用于球柵列陳元件BGA。
3)、相機識別、X/Y坐標系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)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(xiàn)飛行過程中的識別的相機識別系統(tǒng),機械結(jié)構(gòu)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,F(xiàn)在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(tǒng)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(tǒng)快一倍。但是實際應(yīng)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(yōu)勢在于:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,可實現(xiàn)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(chǎn),也可多臺機組合用于大批量生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jīng)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動到貼片位置(與取料位置成180度),在轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整,將元件貼放于基板上。
對元件位置與方向的調(diào)整方法:
1)、機械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)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)、相機識別、X/Y坐標系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴自旋轉(zhuǎn)調(diào)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(zhuǎn)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)在機型)。由于轉(zhuǎn)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(diào)整、工作臺移動(包含位置調(diào)整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內(nèi)完成,所以實現(xiàn)真正意義上的高速度。目前最快的時間周期達到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(chǎn),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(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價昂貴,最新機型約在US$50萬,是拱架型的三倍以上。
愈來愈多的制造廠商將需要評估不同的編程解決方案對生產(chǎn)效率、生產(chǎn)線的計劃調(diào)度、PCB的價格、工藝過程控制、客戶管理和主要設(shè)備的價格等所帶來的沖擊。最全面的解決方案可能是一種綜合了自動化編程、ATE和IEEE邊界掃描編程方法的組合體。
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