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貼片頭

文章出處:深圳市龍合自動化設備有限公司發表時間:2018/8/29 10:04:10【


    貼片頭是貼片機關鍵部件,它拾取元件后能在校正系統的控制下自動校正位置,并將元器件準確地貼放到指定的位置。貼片頭的發展是貼片機進步的標志,貼片頭已由早期的單頭、機械對中發展到多頭光學對中,下列為貼片頭的種類形式:


單頭
貼片頭{ 固定式
多頭  { 水平旋轉式/轉塔式
旋轉式{垂直旋轉/轉盤式

1.固定單頭
   早期單頭貼片機是由吸嘴、定位爪、定位臺和Z軸、θ角運動系統組成,并固定在X、Y傳動機構上。當吸嘴吸取一個元件后,通過機械對中機構實現元件對中并給供料器一個信號(電信號或機械信號),使下一個元件進入吸片位置。但這種方式貼片速度很慢,通常貼放一只片式元件需1s。為了提高貼片速度,人們采取增加貼片頭的數量的方法,即采用多個貼片頭來增加貼片速度。


2.固定式多頭
    這是通用型貼片機[泛用機]采用的結構,它在原單頭的基礎上進行了改進,即由單頭增加到了3~6個貼片頭。它們仍然固定在X,Y軸上,但不在使用機械對中,而改為多種樣式的光學對中。工作時分別吸取元器件,對中后再依次貼放到PCB指定的位置上。目前這類機型的貼片速度已達3萬個元件/小時的水準,而且這類機器價格較低,并可組合聯用。
隨著貼片頭由機械式改為吸嘴式,其吸嘴的技術也相應提高。


(1)吸嘴的真空系統
吸嘴在吸片時,必須達到一定的真空度方能判別拾起元件是否正常,當元件側立或因元件“卡帶”未能被吸起時,貼片機將會發出報警信號。


(2)吸嘴的軟著陸
    貼片頭吸嘴拾起元件并將其貼放到PCB上的瞬間,通常是采取兩種方法貼放,一是根據元件的高度,即事先輸入元件的厚度,當貼片頭下降到此高度時,真空釋放并將元件貼放到焊盤上,采用這種方法有時會因元件厚度的超差,出現貼放過早或過遲現象,嚴重時會引起元件移位或“飛片”缺陷;另一種更先進的方法是,吸嘴會根據元件與PCB接觸的瞬間產生的反作用力,在壓力傳感器的作用下實現貼放的軟著陸,又稱為Z軸的軟著陸,故貼片輕松,不易出現移位與飛片缺陷。


(3)吸嘴的材料與結構
    隨著元件的微型化,現已出現0.6mm×0.3mm的片式元件,而吸嘴又高速與元件接觸,其磨損是非常嚴重的,特別是高速貼片機中,故吸嘴的材料與結構也越來越受到人們的重視。早期采用合金材料,以后又改為碳纖維耐磨塑料材料,更先進的吸嘴則采用陶瓷材料及金剛石,使吸嘴更耐用。
    吸嘴的結構也做了改進,特別是在0603元件的貼片中,為了保證吸起的可靠性,在吸嘴上設個孔,以保證吸取時的平衡。此外還考慮到,不僅是元件本身尺寸在減小,而且與周圍元件的間隙也在減小,因此不僅要能吸起元件,而且要不影響周邊元件故改進后的吸嘴即使元件之間的間隙為0.15mm也能方便貼裝。


3旋轉式多頭

    高速貼片機多采用旋轉式多頭結構,目前這種方式的貼片速度已達到4.5~5萬只/小時。每貼一個元件僅需0.08s左右的時間。
旋轉式多頭又分為水平旋轉式/轉塔式與垂直方向旋轉/轉盤式,現分別介紹如下。


(1)水平旋轉/轉塔式
這類機器多見松下、三洋和富士制造的貼片機,以松下MSR貼片機為例,原理如下。
    這類貼片機中有16個貼片頭,每個頭上有4~6個吸嘴,故可以吸放多種大小不同的元件。16個貼片頭固定安裝在轉塔上,只做水平方向旋轉,習慣上人們稱為水平旋轉式或轉塔式。旋轉頭各位置做了明確分工。貼片頭在1號位從送料器上吸起元器件,然后在運動過程中完成校正、測試,直至5號位完成貼片工序。由于貼片頭是固定旋轉,不能移動,元件的供給只能靠送料器在水平方向的運動將所需的貼放元件送到指定的位置。貼放位置則由PCB工作臺的X,Y高速運動來實現。這類貼片機的高速度取決于旋轉頭的高速運行,在貼片頭旋轉的過程中,送料器以及PCB也在同步運行。


(2)垂直旋轉/轉盤式貼片頭
    這類貼片頭多見于西門子貼片機,旋轉頭上安裝有12個吸嘴,工作時每個吸嘴均吸取元件,并在CCD處(固定安裝)調整△θ,吸嘴中均安裝有真空傳感器和壓力傳感器。通常此類貼片機中安裝兩組或四組旋轉頭,其中一組頭在貼片,而另一組則在吸取元件,然后交換功能,以達到高速貼片的目的。


4.組合式貼片頭

    安必昂FCM型貼片機,由16個獨立貼片頭組合而成。16個頭可以同時貼放元件,每小時可以貼放9.6萬個片式元器件,但對于每個貼片頭來說,每小時只貼6000個片式元件,僅相當于一臺中速機的水平,因此工作時貼片精度高,故障率小,噪音低,對一個需貼裝的產品來說,只要將所貼放的元件按照一定的程序分配到16個貼片頭上,就能實現均衡組合,并可獲得極高的速度。

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