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贴片机常识

日期:2011年2月13日 14:28

        SMTSurface Mount Technology的缩写情势,译成外面揭装手艺。美国事SMT 的发现天,1963年天下泛起第一只外面揭装元器件和飞利浦公司推出第一块外面揭装集成电路以来,SMT已由早期重要运用正在军事、航空、航天等尖端产物和投资类产品逐步普遍应用到计算机、通信、军事、产业自动化、消费类电子产品等各行各业。SMT生长异常迅猛。进入80年月,SMT手艺已成为国际上最热门的新一代电子组装手艺,被誉为电子组装手艺一次反动。作为天下工场的中国,现在SMT生产线的保有量不下上万条,是名不虚传的SMT消费大国。但因为SMT投资大、技术性强,关于许多初涉这一范畴的海内企业来讲,面临型号浩瀚的SMT消费装备如何选型建线,仍是一个庞大而

困难的事情。本文将对SMT装备做一归纳综合引见,以供企业SMT建线时参考。

1. SMT装备:贴片机的挑选最为要害

     一样平常SMT生产工艺包孕焊膏印刷、揭片和回流焊三个步调,以是要构成一条完好的SMT生产线,一定包孕实行上述工艺步调的装备:印刷机、贴片机和回流焊炉。特别是贴片机,每每会占到整条生产线投资的60%以上,以是贴片机的挑选最为要害。本文将这三种装备的基本情况停止引见。

1.1  贴片机

1.1.1  贴片机分类

     现在消费贴片机的厂家浩瀚,构造也各不雷同,但按范围和速度大抵可分为大型高速机(俗称高级机)和中型中速机(俗称中档机),其他另有小型贴片机和半自动/手动贴片机,本文将不做引见。一部大型机的价钱一样平常为中型机的34倍。消费大型高速贴片机的厂商重要有PanasonicSiemensFujiUniversalHitachi(本三洋)等;消费中型中速贴片机的厂商重要有JukiYamahaSamsungMiraeMydata等。个中PanasonicSiemensFuji贴片机的市场占有率最高,被称为贴片机市场的三驾马车

     不管关于大型机厂商照样对中型机厂商来讲,所推荐的SMT生产线一样平常由2台贴片机组成:一台片式Chip元件贴片机(俗称高速贴片机)和一台IC元件贴片机(俗称高精度贴片机),如许各司其责,有利于SMT生产线施展出最高的消费效力。但如今状况正发作着改动,因为许多厂商皆推出了多功能贴片机,使SMT生产线只由一台贴片机组成成为能够。一台多功能贴片机正在连结较高贴片速度的状况下,能够完成所有元件的揭装,削减了投资,这类贴片机颇受中小企业、科研院所的喜爱。典范机型有SiemensF5系列、PanasonicMSF

1.1.2  贴片机构造

     现在贴片机构造大抵可分为四品种型:动臂式(又称拱架式)、复合式、转塔式和大型平行体系。

       (1) 动臂式。动臂式机械是最传统的贴片机,具有较好的灵活性和精度,适用于大部分元件,高精度机械一样平常都是这类范例,但其速度没法取复合式、转塔式和大型平行体系比拟。不外元件分列愈来愈集中正在有源部件上,好比有引线的QFPQuad flat package,四边扁平封装器件)和BGABall grid array, 球栅阵列器件),安装精度对高产量有至关重要的感化。复合式、转塔式和大型平行体系一样平常不适用于这类范例的元件安装。动臂式机械分为单臂式和多臂式,单臂 式是最新近生长起来的如今仍旧运用的多功能贴片机。正在单臂式基础上生长起来的多臂式贴片机可将工作效率成倍进步,如美国Universal公司的GSM2贴片机就有两个动臂安装头,可瓜代对一块PCBPrint Circuit Board,印刷线路板)停止安装。。绝大多数贴片机厂商均推出了接纳那一构造的高精度贴片机和中速贴片机,比方Universal公司的GSM系列、Hitachi公司的TIM-XFuji公司的QP-341EXP系列、Panasonic公司的BM221Samsung公司的CP60系列、Yamaha公司的YV系列、Juki公司的KE系列、 Mirae公司的MPS系列。

  (2) 复合式。复合式机械是从动臂式机械生长而去,它集合了转塔式和动臂式的特性,正在动臂上安装有转盘,像Siemens Siplace80S系列贴片机,有两个带有12个吸嘴的扭转头,如图2所示。Universal公司也推出了带有30个吸嘴的扭转头,称之为闪电头,两个如许的扭转头安装正在Genesis贴片机上,可实现每小时60,000片贴片速度。从严厉意义上来道,复合式机械仍属于动臂式构造。因为复合式机械可经由过程增添动臂数目去进步速度,具有较大灵活性,因而它的发展前景被看好,比方SiemensHS60机械便安装有4个扭转头,揭装速度可达每小时60,000片。 

  (3) 转塔式。转塔的观点是运用一组移动的收料器,转塔从这里吸收元件,然后把元件揭放在位于移动的事情台上的电路板上面,构造如图3所示。转塔式机械因为拾取元件和揭片行动同时停止,使得揭片速度大幅度进步。这类构造的高速贴片机正在我国的运用也很广泛,不只速度快,并且历经十余年的生长手艺已异常成熟,如Fuji公司的CP842E机械揭装速度可到达0.068/片。然则这类机械因为机器构造所限,其揭装速度已到达一个极限值,不可能再大幅度进步。该机型的不足之处是只能处置惩罚带状料。

        转 塔式机械重要应用于大规模的计算机板卡、移动电话、家电等产物的消费上,那是由于正在这些产物傍边,阻容元件稀奇多、装配密度大,很合适接纳那一机型停止死 产。相称多的台资、港资电子组装企业和海内电器生产商皆接纳那一机型,以知足高速组装的要求。消费转塔式机械的厂商重要有PanasonicHitachiFuji

  (4) 大型平行体系。大规模平行体系运用一系列小的零丁的揭装单位。每一个单位有本身的丝杆位置体系,安装有相机和贴装头。每一个贴装头可吸收有限的带式送料器,贴装PCB的一部分,PCB以流动的间隔时间正在机械内步步推动。零丁天各个单位机械运转速度较缓。但是,它们一连的或平行的运转会有很高的产量。如Philips公司的AX-5机械可最多有20个贴装头,实现了每小时15万片的揭装速度,可谓业界第一,但便每一个贴装头而言,揭装速度正在每小时7500片阁下,仍有大幅度进步的能够。这类机型也重要适用于规模化消费,比方手机,需求指出的是,因为种种缘由这类机型正在我国电子行业中的市场占有率较前三种机型要小很多。消费大规模平行体系式机械的厂商重要有PhilipsFuji公司也推出了接纳相似构造的NXT型超高速贴片机,经由过程搭载能够改换的揭装事情头,统一台机械既能够是高速机也能够是泛用机,险些能够停止所有揭装元器件的揭装,从而使装备的早期投资及增添装备投资低落到最低水平。

1.1.3  贴片机对照

      复合式、转塔式和大型平行体系属于高速安装体系,一样平常用于小型片状元件安装。转塔式机械也被称作射片机Chip shooter),由于它一般用于组装片式电阻电容。别的,此类机械具有高速射出的才能。由于无源元件,即芯片和其他引线元件所需精度不下,射片机组装可实现较下的产能。高速机械因为构造较一般动臂式机械庞大很多,因此价钱也高出很多,正在挑选装备时要考虑到这一点。

     实验注解,动臂式机械的安装精度较好,安装速度为每小时5000-20000个元件。复合式和转塔式机械的组装速度较下,一样平常为每小时20000-60000个。大型平行体系的组装速度最快,可达50000-150000个。

1.2 印刷机

     取贴片机的状况差别,印刷机的厂商要少很多,重要有美国的MPM、英国的DEK、日本的MinamiHitachi、德国的EKRA,特别是MPMDEK,不管从品牌知名度照样市场占有率来看,都是印刷机市场傍边的抢先者。印刷机可分为半自动和全自动两种,半自动不克不及与其他SMT装备衔接,需求工资干涉干与(比方传送板子),但构造简朴、价格便宜(仅相当于全自动机型的1/10~1/5),合适科研院所运用,典范机型DEK248。全自动印刷机可连进SMT生产线里,不必工资干涉干与,自动化水平下,适用于规模化消费。如英国DEK公司的DEK265 INFINITY型印刷机就是一种具有伺服压力控制系统的全自动印刷机。印刷参数可用计算机数字化设置,丝网和基板的符号可用其视觉体系自动识别瞄准,其印刷反复定位精度可达±0.004mm、印刷轮回周期为8秒。其他较典范机型有MPMUP3000系列、MinamiMK系列、EKRAX5

     需 要指出,正在传统的焊膏印刷历程中,影响印刷结果的最大变量之一是安排正在模板上的焊膏品格络续天转变;焊膏中助焊剂的蒸发;焊剂中的低沸点溶剂的蒸发;锡球 正在开放的情况中氧化及焊膏正在印刷停息时可印性变差等。别的,跟着焊膏的运用,刮刀鞭策的焊膏量削减,从而引发漏印,大概因为过多的焊膏粘正在刮刀上而引发网 孔不克不及完整填满。处理这个问题的设施是将焊膏放正在一个容器里,接纳主动焊膏涂敷体系,便能够包管焊膏合时适当天加到模板上。别的,运用带有涂敷体系的容器 借可削减焊膏正在操作者眼前的袒露水平,而且使装备和别的东西只管连结清洁。现在MPMDEK公司皆最先接纳那一新手艺,MPM称之为流变泵DEK称之为“ProFlow”

1.3 回流焊炉

     回 流焊接设备正向着高效、多功能、智能化生长,个中有具有奇特的多喷口气流掌握的回流焊炉、带氮气珍爱的回流焊炉、带部分强迫冷却的回流焊炉、能够监测元器 件温度的回流焊炉、带有单路运送装配的回流焊炉、带中心支持装配的回流焊炉等。除上述这些新型回流焊炉外,智能化再流炉也曾经泛起了,其调解运转由内置 计算机控制,正在Window视窗操纵情况下可很轻易运用键盘或光笔输入种种数据,又可敏捷天从内存 中掏出或改换回流焊工艺曲线,节约调解工夫,进步了消费效力。智能化回流焊炉的很多机构的运作,比方:回流炉主动启动和住手,正在划定工夫选定存储的回流焊 工艺曲线,主动调解加热区设置,启动回流焊炉,到时封闭。链式传送带宽度主动调治,取加工印制板尺寸相婚配,通氮工艺取通例氛围回流焊工艺变更等功用的自 动设置皆没必要野生操纵,全由计算机程序控制。智能化回流焊炉的泛起,给SMT焊接工艺增加了新的生机。

     回流焊炉的重要厂家有美国BTUHeller、德国ERSASEHO、荷兰的SOLTEC及日本ANTOM等公司。回流焊炉海内厂家也可制造,比方劲拓、创益等,只管正在功用性、稳定性、温控精度上取外洋先辈程度有些差异,但机能完整能够知足需求,价钱也要自制许多。

2. 组线设想:弗成自觉供大责备

     正在竖立SMT生产线时要凭据企业的投资才能,产量的大小,线路板的揭装精度要求等身分,制订公道的引进企图。挑选装备时应相机行事,切不可自觉天供大责备,以避免形成不必要的虚耗。

 3. 评价:确保装备机能相符要求

     当购置SMT装备时,按恰当的尺度评价装备是很重要的,评价应盘绕拟购装备的各方面才能睁开,确保装备机能相符要求。我们以SMT装备中最要害的贴片机评价为例,以下是对某型高精度贴片机停止评价的一览表。分四个方面:PCB处置惩罚、元件局限、元件收料器和揭放要求。
         (1) PCB处置惩罚

     形貌   要求(举例)
     PCB尺寸,最大取最小   50×50mm ~ 460×510mm
     PCB厚度,最大取最小   0.6mm~3.0mm
     揭装地区,最大   458×508mm
     定位要领   边沿夹紧
     定位精度   ±0.05mm
     坏板辨认   要求
     板传输边沿   3mm

     基准点相机   灰度成像

        (2) 元件局限

     形貌   要求(举例)
     尺度才能   起码80
     稀足才能   SO-8 ~ PLCC84
     BGA才能   8,12,16,24,32,44,56,72,88mm

        (3) 元件收料器

    形貌   要求(举例)      

        8mm收料器装载才能   起码80
     管状收料器局限   SO-8 ~ PLCC84
     带状收料器局限   8,12,16,24,32,44,56,72,88mm
    矩阵托盘装载   起码20

        (4) 揭片要求

     形貌   要求(举例)
     体系范例   拱架式
     揭片头数目   1

        驱动马达,X轴   伺服或步进
     驱动马达,Y轴   伺服或步进
     驱动马达,Z轴   伺服或步进
     驱动马达,Q   伺服或步进
     编码器,X/Y轴   线性或扭转式
     编码器,Z/Q 轴   扭转式
     定位体式格局   滚珠丝杆或皮带式
     触觉感到   要求
     Z轴路程   可编程
     吸嘴交流器   要求
     小尺寸元件辨认(小于
25mm)   头部摄像视觉
     稀间距QFP/BGA辨认   底部摄像视觉
     视觉相机范例   二进制或灰度
     相机阈值品级    256级灰度
     相机视觉区间   32mm
     最大视觉区间   50mm运用分地区视觉
     分辨率,X/Y轴   0.0127mm
     分辨率,Z轴   0.005mm
     揭放精度   ±0.065mm 3σ/chip  ±0.025mm 3σ/QFP
     揭片速度   10000CPH/chip  4000CPH/QFP

4. 结束语
      SMT生产线是实现电子规模化组装的根蒂根基,正在停止SMT组线设计时必需对要个中要害装备停止具体的调研,相识其详细的技术参数。有了这些熟悉,便能够辨认差别装备的好坏,并作出明智的挑选。同时,挑选装备时应相机行事,切不可自觉天供大责备,以避免形成不必要的虚耗。

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