贴片机结构和分类

贴片机结构和分类第一页，共五十七页，2022年，8月28日表面贴装技术（SMT）

SrufaceMountTechnology电子元器件电子线路板电子产品第二页，共五十七页，2022年，8月28日SMT生产工艺流程1.焊锡膏——再流焊工艺流程2.贴片胶——波峰焊工艺流程第三页，共五十七页，2022年，8月28日SMT生产工艺流程3.混合安装工艺流程第四页，共五十七页，2022年，8月28日印刷机－Printer贴片机-Placer炉子加热-Reflowoven外观检测－AOISMT生产中的贴片技术与贴片机第五页，共五十七页，2022年，8月28日3生产工艺2设备应用1物料准备单面板贴片机应用回流炉应用PCB板生产辅料课程地位：专业核心课元器件双面板印胶板印刷机应用手工焊接和返修SMT生产环节SMT生产任务第六页，共五十七页，2022年，8月28日课程介绍课程重点：设备的原理及操作（Operation、Program、Trouble-shooting）授课方法：理论＋离线编程＋在线实训＋生产应用真实产品，真实生产线：教学过程在真实的生产线上完成，教学内容按照实际的生产流程组织，对外加工真实产品。课程内容职业岗位Operation(操作)操作工program（程序）程序员Trouble-shooting（生产故障排除）生产技术员、工程师Maintenance（维护）维修技术员、工程师课程目标：通过对设备的讲解、实训使学生掌握机器操作、维护及编程应用。第七页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点贴片机外观贴片机内部结构示意图贴片机的结构可分为：机架，PCB传送机构及支撑台，X、Y与Z/θ伺服，定位系统，光学识别系统，贴片头，供料器，传感器，计算机操作软件。第八页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.1机架机架是机器的基础，所有的传动、定位、传送机构均牢固地固定在机架上，大部分型号的贴片机，其各种送料器也安置在上面。机架应有足够的机械强度和刚性。第九页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.2传送机构和支撑台功能：将需要贴片的PCB送到预定的位置，贴片完成后再将SMB(SurfaceMountPrintedCircuitBoard)送至下一道工序。构成：三段式皮带线结构，PCB待机时间短第十页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.2传送机构和支撑台构成：PCB传送导轨中设有红外线传感器和条形码阅读器第十一页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.2传送机构和支撑台两种类型的传送机构：(1)

整体式导轨：设在B区的PCB板侧夹持机构（府视图）(2)

活动式导轨：第十二页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.3X、Y与Z/θ伺服及定位系统第一种功能：支撑贴片头

X-Y定位系统是贴片机关键的机构，也是评估贴片机精度的主要指标，头包括X-Y传动机构和X-Y伺服系统贴片头安装在X导轨上，X导轨在Y导轨上运行，从而能实现在X-Y方向贴片全过程。这种结构在通用贴片机中常见1.功能第十三页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.3X、Y与Z/θ伺服及定位系统第二种功能：支撑PCB承载平台并实现PCB在X-Y方向移动这种结构常见见于塔式旋转类贴片机中，在这种高速贴片机中，其贴片头仅做旋转运动，而依靠送料器的水平移动和PCB承载平面的运动完成贴片过程。1.功能第十四页，共五十七页，2022年，8月28日X、Y与Z/θ伺服系统动画第十五页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.3X、Y与Z/θ伺服及定位系统2.结构

两类

X-Y传送机构：

滚珠丝杠-直线导轨

同步齿形带-直线导轨第十六页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.3X、Y与Z/θ伺服及定位系统3.X-Y伺服系统（定位控制系统）

X-Y定位系统是由X-Y伺服系统来保证，即前面所述的滚珠丝杠-直线导轨及同步齿形带-直线导轨，是由交流伺服电机驱动，并在位移传感器以及控制系统指挥下实现精确定位。第十七页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.3X、Y与Z/θ伺服及定位系统3.X-Y伺服系统（定位控制系统）(1)圆光栅编码器第十八页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.3X、Y与Z/θ伺服及定位系统3.X-Y伺服系统（定位控制系统）(3)光栅尺线性尺（磁尺或光尺）双AC伺服电机双AC伺服电机(2)磁栅尺第十九页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.4光学对中系统贴片机对中问题：贴片机的对中是指贴片机在吸取元件后，吸嘴吸在元件中心，将元件的中心与贴片头主轴中心线保持一致。光学定位系统原理：贴片机吸取元件后，CCD摄像机对元器件成像，并转化为数字图像信号，经计算机分析元器件几何尺寸和几何中心，并与控制程序中数据进行比较，计算出嘴中心与元器件中心ΔX、ΔY、Δθ的误差，并及时反馈控制系统进行修正，保证元器件引脚与焊盘重合。第二十页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.4光学对中系统光学系统的组成：由光源、CCD摄像机、显示器以及数模转换与图像处理系统组成。第二十一页，共五十七页，2022年，8月28日1.1.4光学对中系统光学系统的作用：贴片机中的光学系统，在工作过程中首先是对PCB的位置确认，当PCB输送至贴片位置上时，安装在贴片头部的CCD，首先通过对PCB上所设定定位标志的识别，实现对PCB位置的确认。1.对PCB位置的确认2.对元器件的确认元件的外形是否与程序一致元件中心是否居中元件引脚的共面性和形变第二十二页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.5贴片头贴片头单头多头固定式旋转式组合式水平旋转-转塔式垂直旋转-转盘式第二十三页，共五十七页，2022年，8月28日1.1贴片机的结构与特点1.1.6供料器1.1.7传感器1.1.8计算机控制系统第二十四页，共五十七页，2022年，8月28日贴片机分类动臂式固定式：YAMAHA

、SAMSUN

旋转式水平旋转：PANASONIC

垂直旋转：SIMENSE模组式

ASSEMBLEON、FUJI贴片机－把电阻、电容、三极管、芯片等各类元件高速而精确的吸取并贴装到PCB板上的相关位置。即，抓取（吸嘴真空吸取元件）－－贴装第二十五页，共五十七页，2022年，8月28日一个贴装头，每个贴装头6-12个吸嘴贴装头在X/Y方向平行移动贴装速度：5000片每小时导轨高速运转已达到极限优点：成本低第二十六页，共五十七页，2022年，8月28日西门子垂直旋转演示西门子垂直旋转贴装头每个贴装头呈圆周排列6-12个吸嘴贴装头在垂直水平面上旋转贴装速度：10000-20000片每小时旋转过程离心力容易造成元件抛料维护复杂，成本高第二十七页，共五十七页，2022年，8月28日AX-3/AX-5模组式贴片机高速度贴装：60000片/小时高精度贴装：误差30um最小换线时间：6min模块化制造易于维护成本较高第二十八页，共五十七页，2022年，8月28日AX-3模组式贴片机介绍平行贴装元器件激光校正导轨整体步进传送AX-3精度控制整体换料小车第二十九页，共五十七页，2022年，8月28日平行贴装平行贴装－HighSpeedAX-3贴片机基本结构：RUN-IN(进板)+WORKINGAREA（工作区）+RUN-OUT（出板区）在workingarea最多有十二个贴装头－－Robot每个Robot有一个吸嘴－－Nozzle根据PCB产品尺寸大小的不同，在工作区域可以同时贴装N块板和SAMSUN或YAMAHA的动臂结构相比的优势：单个吸嘴保证高精平行贴装保证高速度第三十页，共五十七页，2022年，8月28日激光校正元器件光学校正－componentlaser

Thelaserlightisprojectedontocomponenttogenerateashadow，theplacementcontrollercalculatetheexactpositionofthecomponentatthenozzletipaccordingtothesizeoftheshadow。吸嘴吸取元件后，吸嘴两侧的激光照射元件，产生遮挡的阴影，控制器通过计算阴影的尺寸获取元件具体位置偏差，并进行校正。第三十一页，共五十七页，2022年，8月28日导轨步进传送－TransportmoduleThefunctionofthetransportmoduleistransportingboardsthroughthemachine.Thetransportmoduleiscontrolledbythetransportcontroller.

导轨整体步进，分为X和Z两个方向，步进的数值由PCB产品的尺寸决定。导轨步进后，贴装头上相机扫描mark点，自动校正PCB板移动过程中位置偏移。保证PCB位置精度。导轨传送第三十二页，共五十七页，2022年，8月28日AX-3的坐标系统－－Coordinatesystem1：XaxisTransportMovesboardinXdirection；YaxisBoardwidthadjustmentoftransport。导轨X为PCB板传送方向；导轨Y为调整导轨宽度以适应PCB板宽度。2：XaxisRobotMovesplacementheadinXdirection；YaxisMovesplacementheadinYdirection。贴装头X为吸嘴左右运动；贴装头Y为吸嘴前后运动。3：ZaxisPlacementheadComponentpickingandplacing；RZRotatingthecomponent。贴装头的Z为吸嘴上下做吸取贴装的动作；Rz指吸嘴旋转角度。第三十三页，共五十七页，2022年，8月28日Thefunctionofthepickandplacemoduleispickingandplacingcomponentsonboards.Thepickandplacemoduleiscontrolledbytheplacementcontroller.贴装模块－－PickandPlaceModule

AX-3最多可以安装12个贴装模块，每个对应一个吸嘴。该吸嘴有X,Y,R,Rz四个运动方向。

其中，X方向为磁悬浮导轨。第三十四页，共五十七页，2022年，8月28日AX-3精度控制－HighPrecision

Thisencoderconsistsofadiskwithalargenumberofpositionmarkers,anindexmarkerandthreesensors

编码器读取圆周排列小孔位置标记，以获取电机运动位置数据。Linearencodersareonlypresentintheplacementmoduleandplacementhead,ontheY-andZ-axisrespectively.Theseencodersarescalesthatcontainprecisegratingandinthecentreofthescalea'zero-pulse'.Pulsesaregeneratedbyanopticalreaderrunsneartheglassruler.

线性编码器通过读取高精度直线排列光栅获取电机运动位置数据。光栅尺＋磁悬浮第三十五页，共五十七页，2022年，8月28日整体换料小车--FeederTrolley

Thetrolleyisacartthatformstheinterfacebetweenthefeedersandthebase.Feedersareplacedonthetrolleysandthetrolleysaremountedonthebase.

整体换料小车的作用：实现喂料器和贴片机之间的机械连接和通讯。生产过程中可以整体更换，节约停机时间。换料小车第三十六页，共五十七页，2022年，8月28日课后安排1.查找线性马达工作原理资料2.查找磁悬浮导轨工作原理资料第三十七页，共五十七页，2022年，8月28日贴片机的种类动臂式固定式：YAMAHA

旋转式水平旋转：(演示见模组式）垂直旋转：西门子转塔式FUJI

(播放时间2:30-3:00)模组式FUJI

(0:45-2:30)第三十八页，共五十七页，2022年，8月28日动臂式1动臂式（固定式）制造商有:yamaha、三星等中速机价格100万是最早的机型IC、小元件都可贴适合小批量多品种第三十九页，共五十七页，2022年，8月28日动臂式2动臂式（水平旋转式）制造商有:yamaha、fuji等中速或高速机中速机价格100万左右IC、小元件都可贴适合小批量多品种第四十页，共五十七页，2022年，8月28日转塔式制造商有许多日本公司高速机价格300万元只能贴小元件，不能贴IC特征：PCB板在来回移动，元件站在动，贴片头在水平方向旋转第四十一页，共五十七页，2022年，8月28日转塔式图片第四十二页，共五十七页，2022年，8月28日转塔式原理图第四十三页，共五十七页，2022年，8月28日转塔式外形第四十四页，共五十七页，2022年，8月28日水平旋转式制造商为西门子高速机400万能够贴IC、小元件第四十五页，共五十七页，2022年，8月28日旋转式原理图第四十六页，共五十七页，2022年，8月28日模组式价格120--1000万分为两种：1、一块板同时有多个头在贴，飞利浦5个，