贴片机又称“贴装机”、“表面贴装系统”(Surface Mount System),在生产线中,它配置在点胶机或丝网印刷机之后,是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备。分为手动和全自动两种。
全自动贴片机是用来实现高速、高精度地全自动地贴放元器件的设备,是整个SMT生产中最关键、最复杂的设备。贴片机是SMT的生产线中的主要设备,贴片机已从早期的低速机械贴片机发展为高速光学对中贴片机,并向多功能、柔性连接模块化发展。
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,但不能用于球栅列陈元件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。
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(现有机型)。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。最快的时间周期达到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,最新机型约在US$50万,是拱架型的三倍以上。
构成
当前贴片机品种许多,但无论是全自动高速贴片机或是手动低速贴片机,它的全体布局均有类似之处。全自动贴片机是由计算机控制,集光机电气一体的高精度自动化设备,主要由机架,PCB传送及承载组织,驱动体系,定位及对中体系,贴装头, 供料器,光学识别体系,传感器和计算机控制体系组成,其经过汲取-位移-定位-放置等功用,完成了将SMD元件疾速而精确地贴装。
机架
机架是机器的根底,一切的传动,定位组织均和供料器均结实固定在它上面,因而有必要具有满足的机械强度和刚性。当前贴片机有各种形式的机架,首要包含全体铸造式和钢板烧焊式。第一种全体性强,刚性好,变形微小,作业时安稳,通常应用于高级机;第二种具有加工简略,本钱较低的特点。机器详细选用哪种布局的机架取决于机器的全体描绘和承重,运转进程 中应平稳,轻松,无震动感。
PCB 传送及承载组织
传送组织是安放在导轨上的超薄型皮带传送体系,通常皮带安装在轨迹边际,其作用是将PCB 送到预订方位,贴片后再将其送至下一道工序。传送组织首要分为全体式和分段式两种,全体式方法下 PCB 的进入,贴片和送出一直在同一导轨上,选用限位块限位,定位销上行定位,压紧组织将PCB 压紧,支撑台板上支撑杆上移支撑来完结 PCB 的定位固定。定位销定位精度较低,需求高精度时也可选用光学体系,仅仅定位时刻较长。分段式 通常分为三段,前一段担任从上道技术接纳PCB,中心一端担任PCB定位压紧,后一段担任将PCB送至下一道工序,其长处是削减PCB传送时间。
驱动体系
驱动体系是贴片机的要害组织,也是评价贴片机精度的首要目标,它包括XYZ传动布局和伺服体系,功用包含支撑贴装头运动和支撑PCB承载平。
一、贴片机的特点:
1.高效:贴片机采用全自动化生产流程,生产效率高,可以实现日夜不停机生产。
2.精准:贴片机采用高精度加工技术,可以实现对元件的精确定位,确保产品的质量。
3.多元化:贴片机可以生产多种元件尺寸和形状,适用于不同的电子产品生产。
4.自动化:贴片机可以实现全自动化生产流程,减少人力成本和工作量。
二、贴片机的用途:
1.电子产品生产:贴片机是电子产品生产不可缺少的设备,可以生产电子元件、电路板等。
2.家用电器生产:贴片机可以用来生产家用电器的控制电路板,如制冷剂控制电路板等。
3.LED灯生产:贴片机可以生产各种LED灯,如室内灯、外墙灯、街道灯、洗墙灯等。
每周检查部件名过 程备 注吸嘴夹具检查缓冲动作,如果动作不平滑涂上薄薄的一层润滑剂,如果夹具松弛,紧固。移动镜头清洁镜头上的灰尘和残留物。 X轴丝杠检查丝杠有无碎屑或残留物,必要时进行清洁。 X轴导轨检查润滑油脂有无硬化和残留物粘附。 Y轴丝杠检查丝杠有无碎屑或残留物,必要时进行清洁。 Y轴导轨检查润滑油脂有无硬化和残留物粘附。 W轴丝杠检查丝杠有无碎屑或残留物,必要时进行清洁 空气接口检查Y形密封圈和O形环有无老化,必要时进行更换。
每月检查 此部分应按吸嘴类型和换嘴站进行。部 件 名过 程备 注移动镜头的LED灯检查每个LED亮度是否足够,如果不明亮,应更换整个LED部件。 吸嘴轴检查用于每个吸嘴轴的O形环,发现老化应及时更换。 X轴丝杠抹去灰尘与残留物,用手涂上薄层油脂 X轴导轨抹去灰尘与残留物,用手涂上薄层油脂 Y轴丝杠抹去灰尘与残留物,用手涂上薄层油脂 Y轴导轨抹去灰尘与残留物,用手涂上薄层油脂 Z轴齿条和齿轮检查其动作,必要时用手在齿条传动部件上抹上薄层润滑剂。 R轴传动带检查其磨损与松紧程度,必要时更换皮带或调整其松紧度。 W轴丝杠抹去灰尘与残留物,用手涂上薄层油脂 供料阀检查其电磁阀能否正常工作。 传送带检查其磨损与松紧程度,必要时更换皮带或高速其松紧度。
一、贴片机的基本原理 为什么贴片机能够自动贴片呢?这是因为贴片机采用了先进的精确控制技术。在贴片机内部,各个零件按照特定的顺序进行移动和操作,精确地将元器件贴在电路板上。贴片机的基本原理主要包括四个步骤:元器件料带的引入、元器件定位、元器件贴附和焊接。
二、贴片机的生产工艺
1.电路板准备 电路板是电子产品中最关键的零部件之一,是所有电子元器件的载体。在贴片机工艺中,首先需要根据电路图将各个元器件的位置和型号进行确定,并设计出对应的电路板。然后,在电路板上进行蚀刻、喷锡和喷覆等一系列前置工作,制造出适合元器件安装的电路板。
2.元器件预处理 在贴片机工艺中,对于一些容易受到污染的元器件,例如未焊盘的QFP封装器件,需要进行预清洗和预烘烤,以确保元器件质量过关。
3.元器件装载 元器件料带被导入贴片机中,通过吸嘴或者针头等工具,将元器件从料带上取下来,然后将其定位在电路板上的预设位置。在贴附的过程中,贴片机会自动进行光学定位,以确保元器件粘贴到正确的位置上。
4.感热式焊接 感热式焊接是主要的电子元器件焊接方式之一。在此工艺中,对于未完全焊接的元器件,需要进行感热焊接,即将电路板送入感热式焊接炉中进行加热,使得焊台下的感热膜快速加温,从而将焊锡熔化。这样一来,元器件就能够牢固地焊接在电路板上。
三、贴片机的发展趋势 随着电子工业的不断发展,贴片机也在不断升级,向更智能化、高速化和灵活化方向发展。未来,贴片机将会采用更加先进的人工智能技术和机器视觉技术,以保证生产效率和产品质量。同时,智能化的贴片机将不再只是用于生产电子产品,还将服务于更广泛的领域,例如3D打印、生物医疗等等。
1. 操作前阅读使用手册: 在使用贴片机之前,务必仔细阅读并理解使用手册中的操作指南和安全预防措施。了解设备的功能、操作步骤以及注意事项,可以帮助我们正确地操作贴片机,并避免因误操作导致的故障或人身伤害。
2. 注意安全预防措施: 使用贴片机时,必须穿戴适当的个人防护装备,如手套、眼镜或面罩。这些装备可以防止材料飞溅或化学物质对身体造成伤害。此外,贴片机通常需要耗用电力,在操作时要确保接地良好,避免触电风险。
3. 维护保养: 定期检查和维护贴片机的工作状态,包括清洁设备表面、检查电源线和连接线是否受损。保持设备的清洁和良好的工作状态,有助于延长其使用寿命,并减少故障率。
4. 注意电路板质量: 在进行贴片前,应仔细检查电路板的质量。确保电路板表面平整、无明显损伤或缺陷。若电路板存在问题,如凹陷、划痕等,将影响贴片质量,甚至损坏贴片机。
5. 对不同原材料进行正确识别: 在贴片过程中,使用不同的元器件和材料。确保正确识别各种元器件的参数和规格,避免错误贴装导致的电路板功能异常。同时,对于易受损的材料,如细小的电子元件,要特别小心操作,避免损坏或丢失。
6. 做好备份: 在贴片机操作之前,务必先备份电路板数据和程序。这样,即使在贴片过程中出现故障或错误,也能够重新开始而不会丢失重要数据。
1. 贴片元件位置偏移或倾斜 若贴片元件位置偏离预定位置或倾斜,可能导致连接出错或器件无法正常工作。
可能的原因包括:
a. 贴装头偏心:检查贴装头是否安装正确,调整贴装头的位置和倾斜度。
b. 成像装置故障:检查成像装置的清洁度和调整角度,确保正确读取元件位置。
c. 起源于元件上任意侧面的丝印:在进行元件坐标读取时,确保避免误读元件位置。
2. 贴装头吸附力不足 若贴装头的吸附力不足,会导致元件无法粘附在吸头上,无法完成贴装过程。
可能的原因包括:
a. 吸头损坏:检查吸头是否有损坏或磨损,如有必要更换吸头。
b. 吸嘴阻塞:检查吸嘴是否被电子元件碎片或异物堵塞,清洁或更换吸嘴。
c. 吸头高度调整不当:调整吸头的高度,使其能够正确吸附元件。
3. 输送带无法运转 如果贴片机的输送带无法正常运转,会导致生产效率低下。
可能的原因包括:
a. 传感器故障:检查输送带的传感器是否正常工作,如有必要更换损坏的传感器。
b. 输送带松动:检查输送带是否安装正确,并进行必要的调整和紧固。
c. 电气故障:检查输送带电气连接是否松动或短路,确保电路系统正常工作。