高速贴片机如何解决贴装精度

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点击量: 196125 来源: 深圳市维创达电子设备有限公司

  一些厂商在贴装0201元器件时不得不降低机器速度,而另一些厂商则只能在限定区域内部贴装0201元器件,其通常位于贴装头运动范围的中心。这两种情况都给贴片机业主带来了限制,比如会降低生产线速度,或不能贴装某些电路板类型,比如大型电路板。针对这些问题,高速贴片机如何解决贴装精度就是一个很深的问题,我们来探讨一下。

  捡拾时的Z高度控制

  一般来说,0201元器件可以接受的*大捡拾失败率是1000 dpm。捡拾错误的潜在原因包括元器件在送料器条带中的位置差,或者从条带中检测到的位置捡拾器件的贴装头X-Y定位能力差。在这里,贴片机旋转贴装头再次提供了明显的优势。

  Z高度控制差是捡拾错误的另一个重要原因。尽管送料器的高度不可能改变条带中细小的厚度变化,但是元器件的厚度变化及条带顶部到条带中元器件顶部表面的关系都足以使捡拾机制失效,不能检测和适应捡拾**Z高度中的变化。自动“学习”、连续监视及适应各种捡拾高度的能力至关重要,这要求贴装头上技术确定确切的捡拾高度。

  贴片机贴装时的Z高度控制

  在成功地捡拾之后,元器件贴装给Z轴控制进一步带来了挑战。由于0201元器件的高度一般在0.15mm到0.25mm之间,因此电路板高度中的细微变化都会导致不能成功地进行贴装,而在贴装大型元器件时可能根本没有问题。例如,下侧元器件回流焊导致的电路板热变形可能会提高Z高度变化,而这种变化对电路板*上面的0201贴装过程会非常明显。如果电路板高度低于预期水平,那么存在着一种风险是只把元器件释放到焊膏层,而不是放到焊膏中。这减少了在回流焊后焊接界面良好的可能性。

  另一方面,如果电路板表面略高于电路板到吸嘴的预计高度,那么元器件贴装力可能会太大,有可能会损坏元器件。贴装力太大不仅存在着损坏元器件的风险,还会把衬垫位置的焊膏散开。这会带来双重影响,一个是损害焊接界面本身的电气性能和机械性能,另一个是在电路板其它地方散开焊膏,可能会引起桥接故障、焊珠或焊球。设备厂商必须迎接这些挑战,以使贴装的缺陷率目标低于50 dpm。

  当然,正确计算Z高度一直是SMT贴装过程面临的问题,设备设计人员已经开发了多种解决方案。基于推算定位的方案不能实际传感电路板的高度,但可以根据假设数据计算每个贴装的Z高度,这些数据假设电路板一直是扁平的,而且定义元器件厚度使用的数据是正确一致的。实践证明,这些方案在贴装大型元器件时提供了令人满意的结果,然而使用推算定位方式正确计算0201元器件贴装的Z高度是一个巨大的挑战。深圳贴片机采用推算定位方式的机器*常见的小型部件缺陷是“部件丢失”,其可以归结于这种设计上的疏忽。

  另一方面,可以使用位于电路板任何一侧的光源和光学扫描编码器,实现闭环Z高度调节。通过这种方式,可以在短距离内实现高精度,并**计算正确的Z高度,以在几微米范围内贴装器件。但是,这并不是调节捡拾高度的高效解决方案,因此要求两个单独的Z高度传感机制。

  另一种常用的设计方法是监测通过贴装头Z轴的电流数量。这种方法的缺点是要求的冲击力较大,然后系统才能检测到表明触地的吸收电流变化。

  同时为捡拾操作和贴装操作提供适应性Z高度计算的、功能上更高效的方法是实现贴装头上传感技术,如使用应变仪。应变仪提供吸嘴施加的力的连续变化的输出表示,因此可以实时控制吸嘴Z位置。在设置过程中,深圳贴片机吸嘴可以接触送料器,使用应变仪输出指明额定捡拾高度。通过连续监测应变仪输出,可以迅速检测到条带厚度的后续变化,这种变化会提高**捡拾高度变化。

  贴装头上传感技术可以实现响应能力更强、更加灵敏的适应性高度控制功能,但缺点是为塔式贴装的每个吸嘴实现这种传感的成本很高。径向贴装头技术的出现在这方面实现了重大突破。