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| 工作台运行对元件贴片的影响(图) | |||||
| 作者：佚名 文章来源：慧聪电子元器件商务网 点击数： 更新时间：2003-12-8 | |||||
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1986年转塔式贴片机问世以来，已为电路板组装工业生产出大量的合格产品。当其作为新产品进入市场时，转塔式平台曾以每小时贴片14400个元件震惊一时。在过去的16年中，转塔式贴片机的平均贴片速度已提高了近四倍，可贴装元件和器件的类型和范围也明显扩大，目前，贴片机烦琐的换线仅用微波炉嘣一袋爆米花的时间就可完成。 然而，经多年的进展，转塔式贴片机的基本原理却没有任何变化。其基本设计是相当简单的。元件送料器前后运行，向固定的拾取位置供给元件。PCB沿X-Y方向运行，使PCB精确地定位于规定的贴片位置，而贴片机核心的转塔在两点间携带着元件，在运动过程中实施视觉检测，并进行旋转校正（图1）。  就高速贴片机而言，任何转塔式设计的基本结构都具有一些显著的优点： · 多达6个不同尺寸的吸嘴适用于任何贴片头，工作中不需要更换吸嘴。也就是说，任何吸嘴都能够随时拾取元件，取消了过多的或不必要的运行操作步骤。 · 将用于校正元件的视觉检测系统，按规则安装在转塔式贴片机的拾取点和贴片点之间，可以在“飞行”中进行图像处理。 · 简单的机械齿轮传动式转塔设计可保持供电用电缆、伺服系统、编码器、传感器和摄像机等静止不动。这样就不会产生由于恒定的弯应力使线路断裂而出现的电气问题（例如：当台架始终不断从送料器向摄像机、电路板在运行时可能出现的故障）。 · 现在转塔式贴片机的贴片速度每小时可达53，000个元件以上。而最好的单头台架式贴片机，每小时仅能贴装约15，000个元件。为使台架式贴片机达到同等的速度需要多台机器，这就意味着，将有更多的零部件需要维护、润滑、校准和返修。 · 使用转塔式设计，只在贴片机的一侧安装送料器。这样，可使贴片机前后宽度减少达3英尺左右，为此，就不必在生产线的另一侧额外安装送料器和元件储存装置，从而减少了整个操作区域的面积。 问题何在？ 具有这样一系列有说服力的优点，似乎转塔式平台可以被认为是“最佳的选择”。然而，人们的目光关注着不停运动着的工作台。有人认为，工作台的运行会影响到元件贴片精度，而且，工作台运行会导致元件移位，甚至从PCB上脱落下来。 这是真的吗？还是仅仅是生产台架式贴片机的制造商发出的“中伤”之言？ 事实是两者都有一点。 如果使用不当，元件贴片后，转塔式贴片机工作台的运行会使元件翻转。不过，元件贴片后的移位，始终是组装工艺过程已经失控的征兆。如果改用一台固定工作台的贴片机，就能使产品的质量得到改善的话，这实际表明更为严重的工艺问题很有可能被掩盖了。 元件为什么会移位？ 在PCB印刷焊膏后，需要在传送机上等待多长时间？焊膏的制造厂家总是说焊膏可敞开放置达6个小时，然而，这只对大量焊膏才是真实的。一旦将焊膏印刷到焊盘上，其厚度仅为6mil，它有五个面暴露于大气中，焊膏往往出现干涸。如果PCB要在生产线上再停留20或30分钟的话，焊盘上的焊膏的外表会形成一层发干的表皮，从而其粘性会下降。 因此，制造过程中需控制PCB在生产线上的传送速率。如果生产周期小于1分钟的话，那么最好在印刷机和贴片机之间缓冲一定数量的PCB；但是，如果生产周期为2分钟或3分钟的话，待贴片的PCB的数量就必须少一点了。 如果生产线停止操作一段时间的话，更应特别谨慎。此时，焊膏已经干涸，元件仅能放置在焊膏的顶部而不能够完全插入到焊膏中。虽然，这个问题在工作台运行的机器上会被放大，但是，它同样会造成其它类型的生产线出现丢失元件和质量问题。 工作台运动的控制 现代转塔式贴片机具有用户控制X-Y工作台运行速度和加速度的功能。例如，Fuji的CP Series系列，可根据下述方式控制工作台运动。 贴片机有五种工作台速度方式可供用户选用。工作台速度方式的设置适用于不同类型的元器件，而且元件数据库中已带有相应的缺省参数设置。用户可通过缺省值的设置，来简化参数实施。几种设定的选项包括：超高速、高速、中速、低速和超低速。 每个设置的参数可改变伺服系统的加速曲线、减速曲线以及工作台的最大速度，从而实现对由于工作台运行而施加于元件的作用力加以控制。 一个常有的错误观念是，降低工作台速度将对贴片机的性能带来不利的影响。而实际上，虽然，工作台速度延长了贴片机的工作周期，但较大的和重的元件已使用较慢的凸轮速度来实施拾取和移动的操作。由于这个原因，当工作台速度以超高速或高速运行时，可能意味着工作台在转塔式贴片头携带元件到达规定的位置之前，工作台早已就位。所以，放慢工作台速度，使其与转塔的速度基本接近——在多数情况下，不会影响到PCB贴片的工作周期。 优化程序的效果如何？ 贴片机的优化程序有助于元件贴片质量的改善。优化程序的目的是设定送料器和贴装顺序，以确保设备尽可能有效地发挥其作用，提高贴片总产量。优化程序还考虑了转塔式贴片机的凸轮速度、吸嘴的选用、元件放置高度和工作台速度方式。 较大的元件使用较低的凸轮速度和工作台速度，在编程时被安排在末尾进行贴装。优化后的程序，实现了较后贴装较大元件，逐渐降低工作台速度，直到完成PCB的组装。然后，工作台以最低的编程速度运行到卸载位置，PCB从此位置返回到传送机，并送入下一道工序。 为特种元件确定适用的工作台方式 有四个因素影响到元件在贴片后会出现误差：元件质量、元件高度、引线接触焊料的面积以及焊料的粘度。 通过定义“元件系数”，可以确定贴装各类元件的最适用的工作台速度方式。元件系数等于质量×高度/端子焊盘面积（图2）。  不同的焊膏粘度，元件系数对应的工作台速度方式稍有不同（图3）。不过，不同类型焊膏对应的曲线还是极相似的。因此，使用粘度和元件系数可以确定每种元件的工作台速度方式（图4）。  表1所列是测试的元件类型和汇编结果的例子。这些元件都是电子组装业最常用的元件，占贴片元件总数的95%以上。  平均来说，贴片在电路板上的元件大约有85%是无源元件。这些元件有0603（0201）、1005（0402）、1608（0603）、2125（0805）和3216（1206），它们包括电阻和电容。这些元件的质量极小，而接触焊膏的面积却很大，因此可连续采用超高速工作台方式贴片这类元件。只要最基本的工艺控制到位的话，工作台运行不会影响到贴片精度。 其余的15%贴片元件是有源元件，包括大型的钽电容、D-PAK、玻璃二极管、SOIC、PLCC、QFP和电解类型的元件。 多数元件是已使用多年的标准封装，计算出的元件系数已被载入塔式贴片机的标准元件数据库中。 大多数设备制造厂家都设有应用工程部，以便帮助寻找特定问题的根源，并帮助建立和维持过程控制，排除这些问题。一种良好的制造工艺将会提高生产现场的产量和质量。  |
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| 文章录入：52eda 责任编辑：52eda | |||||
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