SMT元器材贴装机原理简介
用贴装机或人工的方法，将SMC/SMD准确地贴放到PCB板上印好焊锡膏或贴片胶的外表相应方位上的进程，叫做贴装（贴片）工序。在现在国内的电子产品制造企业里，首要选用主动贴片机进行主动贴片，也能够选用手艺方法贴片。手艺贴片现在一般用在修补或小批量的试制出产中。
要确保贴片质量，应该考虑三个要素：贴装元器材的正确性、贴装方位的准确性和贴装压力（贴片高度）的适度性。
⑴ 贴片工序对贴装元器材的要求
·元器材的类型、类型、标称值和极性等特征符号，都应该契合产品装配图和明细表的要求。
·贴装元器材的焊端或引脚上不小于1/2的厚度要浸入焊膏，一般元器材贴片时，焊膏挤出量应小于0.2mm；窄间隔元器材的焊膏挤出量应小于0.1mm。
·元器材的焊端或引脚均应该尽量和焊盘图形对齐、居中。因为再流焊时的自定位效应，元器材的贴装方位答应必定的差错。
⑵ 元器材贴装差错规模
① 矩形元器材答应的贴装差错规模。
如图6.19所示，(a)图的元器材贴装优秀，元器材的焊端居中坐落焊盘上。(b)图表明元件在贴装时发生横向移位（规则元器材的长度方向为“纵向”），合格的规范是：焊端宽度的3/4以上在焊盘上，即D1≥焊端宽度的75%；否则为不合格。(c)图表明元器材在贴装时发生纵向移位，合格的规范是：焊端与焊盘有必要交叠；假如D2≥0，则为不合格。(d)图表明元器材在贴装时发生旋转偏移，合格的规范是：D3≥焊端宽度的75%；否则为不合格。(e)图表明元器材在贴装时与焊锡膏图形的联系，合格的规范是：元件焊端有必要触摸焊锡膏图形；否则为不合格。
图6.19 矩形元件贴装差错
② 小外形晶体管（SOT）答应的贴装差错规模：答应有旋转差错，但引脚有必要悉数在焊盘上。
③ 小外形集成电路（SOIC）答应的贴装差错规模：答应有平移或旋转差错，但有必要确保引脚宽度的3/4在焊盘上。如图6.20示。
图6.20 SO IC集成电路贴装差错
④ 四边扁平封装器材和超小型器材（QFP，包含PLCC器材）答应的贴装差错规模：要确保引脚宽度的3/4在焊盘上，答应有旋转差错，但有必要确保引脚长度的3/4在焊盘上。
⑤ BGA器材答应的贴装差错规模：焊球中心与焊盘中心的最大偏移量小于焊球半径，如图6.21示。
图6.21 BGA集成电路贴装差错
⑶ 元器材贴装压力（贴片高度）
元器材贴装压力要适宜，假如压力过小，元器材焊端或引脚就会浮放在焊锡膏外表，使焊锡膏不能粘住元器材，在传送和再流焊进程中可能会发生方位移动。
假如元器材贴装压力过大，焊膏挤出量过大，简单形成焊锡膏外溢粘连，使再流焊时发生桥接，一起也会形成器材的滑动偏移，严峻时会损坏器材。
⑶ 主动贴片机的首要结构
片状元器材贴装机，又称贴片机。主动贴片机相当于机器人的机械手，能依照事前编制好的程序把元器材从包装中取出来，并贴放到印制板相应的方位上。因为SMT的迅速开展，国外出产贴片机的厂家许多，其类型和规范也有多种，但这些设备的根本结构都是相同的。贴装机的根本结构包含设备本体、片状元器材供应体系、印制板传送与定位设备、贴装头及其驱动定位设备、贴装东西（吸嘴）、核算机操控体系等。为习惯高密度超大规模集成电路的贴装，比较先进的贴装机还具有光学检测与视觉对中体系，确保芯片能够高精度地准确认位。图6.22是多功用贴片机正在作业时的相片。
图6.22 多功用贴片机在作业
① 设备本体
贴片机的设备本体是用来设备和支撑贴装机的底座，一般选用质量大、振荡小、有利于确保设备精度的铸铁件制造。
② 贴装头
贴装头也叫吸－放头，是贴装机上最杂乱、最要害的部分，它相当于机械手，它的动作由拾取－贴放和移动－定位两种方法组成。榜首，贴装头通进程序操控，完结三维的往复运动，完结从供料体系取料后移动到电路基板的指定方位上。第二，贴装头的端部有一个用真空泵操控的贴装东西（吸嘴）。不同形状、不同巨细的元器材要选用不同的吸嘴拾放：一般元器材选用真空吸嘴，异形元件（例如没有汲取平面的连接器等）用机械爪结构拾放。当换向阀门翻开时，吸嘴的负压把SMT元器材从供料体系（散装料仓、管装料斗、盘状纸带或托盘包装）中吸上来；当换向阀门封闭时，吸盘把元器材释放到电路基板上。贴装头经过上述两种方法的组合，完结拾取－放置元器材的动作。贴装头还能够用来在电路板指定的方位上点胶，涂敷固定元器材的粘合剂。
贴装头的X-Y定位体系一般用直流伺服电机驱动、经过机械丝杠传输力矩，磁尺和光栅定位的精度高于丝杠定位，但后者简单保护修补。
③ 供料体系
适合于外表拼装元器材的供料设备有编带、管状、托盘和散装等几种方法。供料体系的作业状况，依据元器材的包装方法和贴片机的类型而确认。贴装前，将各品种型的供料设备分别设备到相应的供料器支架上。跟着贴装进程，装载着多种不同元器材的散装料仓水平旋转，把行将贴装的那种元器材转到料仓门的下方，便于贴装头拾取；纸带包装元器材的盘装编带随编带架笔直旋转，管状和定位料斗在水平面上二维移动，为贴装头供给新的待取元件。
④ 电路板定位体系
电路板定位体系能够简化为一个固定了电路板的X-Y二维平面移动的作业台。在核算机操控体系的操作下，电路板随作业台沿传送轨迹移动到作业区域内，并被准确认位，使贴装头能把元器材准确地释放到必定的方位上。准确认位的中心是“对中”，有机械对中、激光对中、激光加视觉混合对中以及全视觉对中方法。
⑤ 核算机操控体系
核算机操控体系是指挥贴片机进行准确有序操作的中心，现在大多数贴片机的核算机操控体系选用Windows界面。能够经过高级言语软件或硬件开关，在线或离线编制核算机程序并主动进行优化，操控贴片机的主动作业进程。每个片状元器材的准确方位，都要编程输入核算机。具有视觉检测体系的贴装机，也是经过核算机完结对电路板上贴片方位的图形辨认。
⑷ 贴片机的首要方针
衡量贴片机的三个重要方针是精度、速度和习惯性。
·精度：精度是贴装机技能规范中的首要方针之一，不同的贴装机制造厂家，运用的精度体系有不同的界说。精度与贴片机的对中方法有关，其间以全视觉对中的精度最高。一般来说，贴片的精度体系应该包含三个项目：贴装精度、分辩率、重复精度，三者之间有必定的相关联系。
贴装精度是指元器材贴装后相对于PCB上规范贴装方位的偏移量巨细，被界说为贴装元器材焊端违背指定方位最大值的归纳方位差错。贴装精度由两种差错组成，即平移差错和旋转差错，如图6.23所示。平移差错首要因为X-Y定位体系不行准确，旋转差错首要因为元器材对中组织不行准确和贴装东西存在旋转差错。定量地说，贴装SMC要求精度到达±0.01mm，贴装高密度、窄间隔的SMD至少要求精度到达±0.06mm。
图6.23 贴片机的贴装精度
分辩率是描绘贴装机分辩空间接连点的才能。贴装机的分辩率由定位驱动电机和传动轴驱动组织上的旋转方位或线性方位检测设备的分辩率来决议，它是贴装机能够分辩的间隔方针方位最近的点。分辩率用来衡量贴装机运行时的最小增量，是衡量机器自身精度的重要方针，例如丝杠的每个步进为0.01mm，那么该贴装机的分辩率为0.01mm。可是，实践贴装精度包含一切差错的总和，因而，描绘贴装机功用时很少运用分辩率，一般在比较不同贴装机的功用时才运用它。
重复精度描绘贴片头重复回来标定点的才能。一般选用双向重复精度的概念，它界说为“在一系列实验中，从两个方向挨近任一给定点时，脱离均匀值的差错”，如图6.24所示。
图6.24 贴片机的重复精度
·贴片速度：影响贴装机贴装速度的要素有许多，例如PCB板的规划质量、元器材供料器的数量和方位等。一般高速机贴装速度高于0.2s/Chip元件，现在最高贴装速度为0.06s/Chip元件；高精度、多功用机一般都是中速机，贴装速度为0.3~0.6s/Chip元件左右。贴装机速度首要用以下几个方针来衡量。
贴装周期。指完结一个贴装进程所用的时刻，它包含从拾取元器材、元器材定心、检测、贴放和回来到拾取元器材的方位这一进程所用的时刻。
贴装率。指在一小时内完结的贴装周期数。测算时，先测出贴装机在50mm×250mm的PCB板上贴装均匀分布的150只片式元器材的时刻，然后核算出贴装一只元器材的均匀时刻，最终核算出一小时贴装的元器材数量，即贴装率。现在高速贴片机的贴装率可达每小时数万片。
出产量。理论上每班的出产量能够依据贴装率来核算，但因为实践的出产量会遭到许多要素的影响，与理论值有较大的距离，影响出产量的要素有出产时停机、替换供料器或从头调整PCB板方位的时刻等要素。
·习惯性：习惯性是贴装机习惯不同贴装要求的才能，包含以下内容。
能贴装的元器材的品种。贴装元器材品种广泛的贴装机，比仅能贴装SMC或少数SMD类型的贴装机的习惯性好。影响贴装元器材类型的首要要素是贴装精度、贴装东西、定心组织与元器材的相容性，以及贴装机能够包容供料器的数目和品种。一般高速贴片机首要能够贴装各种SMC元件和较小的SMD器材（最大约25×30mm）；多功用机能够贴装从1.0×0.5mm~54×54mm的SMD器材（现在可贴装的元器材尺度现已到达最小0.6×0.3mm，最大60×60mm），还能够贴装连接器等异形元器材，连接器的最大长度可达150mm。
贴装机能够包容供料器的数目和品种。贴装机上供料器的包容量一般用能装到贴装机上的8mm编带供料器的最多数目来衡量。一般高速贴片机的供料器方位大于120个，多功用贴片机的供料器方位在60~120个之间。因为并不是一切元器材都能包装在8mm编带中，所以贴装机的实践容量将跟着元器材的类型而改变。
贴装面积。由贴装机传送轨迹以及贴装头的运动规模决议。一般可贴装的PCB尺度，最小为50×50mm，最大应大于250×300mm。
贴装机的调整。当贴装机从拼装一品种型的电路板转换到拼装另一品种型的电路板时，需求进行贴装机的再编程、供料器的替换、电路板传送组织和定位作业台的调整、贴装头的调整和替换等作业。高级贴装机一般选用核算机编程方法进行调整，等级低贴装机多选用人工方法进行调整。
⑸ 贴片机的作业方法和类型
依照贴装元器材的作业方法，贴片机有四品种型：次序式、一起式、流水作业式和次序－一起式。它们在拼装速度、精度和灵活性方面各有特色，要依据产品的品种、批量和出产规模进行挑选。现在国内电子产品制造企业里运用最多的是次序式贴片机。
所谓流水作业式贴装机，是指由多个贴装头组合而成的流水线式的机型，每个贴装头担任贴装一种或在电路板上某一部位的元器材，见图6.25 (a)。这种机型适用于元器材数量较少的小型电路。
次序式贴装机见图6.25(b)，是由单个贴装头次序地拾取各种片状元器材，固定在作业台上的电路板，由核算机进行操控作X-Y方向上的移动，使板上贴装元器材的方位恰坐落贴装头的下面。
一起式贴装机，也叫多贴装头贴片机，是指它有多个贴装头，分别从供料体系中拾取不同的元器材，一起把它们贴放到电路基板的不同方位上，如图6.25 (c)所示。
次序－一起式贴装机，则是次序式和一起式两种机型功用的组合。片状元器材的放置方位，能够经过电路板作X-Y方向上的移动或贴装头作X-Y方向上的移动来完结，也能够经过两者一起移动施行操控，如图6.25(d)所示。
图6.25 片状元器材贴装机的类型
在选购贴片机时，有必要考虑其贴装速度、贴装精度、重复精度、送料方法和送料容量等方针，使它既契合当时产品的要求，又能习惯近期开展的需求。假如对贴片机功用有比较深化的了解，就能够在购买设备时取得更高的功用-价格比。例如，要求贴装一般的片状阻容元件和小型平面集成电路，则能够选购一台多贴装头的贴片机；假如还要贴装引脚密度更高的PLCC/QFP器材，就应该选购一台具有视觉辨认体系的贴片机和一台用来贴装片状阻容元件的一般贴片机，配合起来运用。供料体系能够依据运用的片状元器材的品种来选定，尽量选用盘状纸带式包装，以便进步贴片机的作业效率。
假如企业出产SMT电子产品刚刚起步，应该挑选一种由主机加上许多选件组成的中、小型贴片机体系。主机的根本功用好，价格不太高，能够依据需求选购多种附件，组成习惯不同产品需求的多功用贴片机。
