表面貼裝技術(shù)(Surface mounting Technology，簡稱SMT)由于其組裝密度高及良好的自動化生產(chǎn)性而得到高速發(fā)展并在電路組裝生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。SMT是第四代電子裝聯(lián)技術(shù)，其優(yōu)點是元器件安裝密度高，易于實現(xiàn)自動化和提高生產(chǎn)效率，降低成本。SMT生產(chǎn)線由絲網(wǎng)印刷、貼裝元件及再流焊三個過程構(gòu)成，如圖1所示。其中SMC／SMD(surface mount component／Surface mount device，片式電子元件／器件)的貼裝是整個表面貼裝工藝的重要組成部分，它所涉及到的問題較其它工序更復(fù)雜，難度更大，同時片式電子元件貼裝設(shè)備在整個設(shè)備投資中也最大。 目前隨著電子產(chǎn)品向便攜式、小型化方向發(fā)展，相應(yīng)的SMC／SMD也向小型化發(fā)展，但同時為滿足IC芯片多功能的要求，而采用了多引線和細(xì)間距。小型化指的是貼裝元件的外形尺寸小型化，它所經(jīng)歷的進(jìn)程：3225→3216→2520→2125→1608→1003→1603→0402→0201。貼裝QFP的引腳間距從1．27→0．635→0．5→0．4→0．3 mm將向更細(xì)間距發(fā)展，但由于受元件引線框架加工速度的限制，QFP間距極限為0．3 mm，因此為了滿足高密度封裝的需求，出現(xiàn)了比QFP性能優(yōu)越的BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)、COB(Chip On Board)裸芯片及Flip Chip。 片式電子元件貼裝設(shè)備(通稱貼片機(jī))作為電子產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，采用全自動貼片技術(shù)，能有效提高生產(chǎn)效率，降低制造成本[1][2]。隨著電子元件日益小型化以及電子器件多引腳、細(xì)間距的趨勢，對貼片機(jī)的精度與速度要求越來越高，但精度與速度是需要折衷考慮的，一般高速貼片機(jī)的高速往往是以犧牲精度為代價的。 2 貼片機(jī)的工作原理 貼片機(jī)實際上是一種精密的工業(yè)機(jī)器人，是機(jī)-電-光以及計算機(jī)控制技術(shù)的綜合體。它通過吸取-位移-定位-放置等功能，在不損傷元件和印制電路板的情況下，實現(xiàn)了將SMC／SMD元件快速而準(zhǔn)確地貼裝到PCB板所指定的焊盤位置上。元件的對中有機(jī)械對中、激光對中、視覺對中3種方式。貼片機(jī)由機(jī)架、x-y運(yùn)動機(jī)構(gòu)(滾珠絲桿、直線導(dǎo)軌、驅(qū)動電機(jī))、貼裝頭、元器件供料器、PCB承載機(jī)構(gòu)、器件對中檢測裝置、計算機(jī)控制系統(tǒng)組成，整機(jī)的運(yùn)動主要由x-y運(yùn)動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，通過滾珠絲桿傳遞動力、由滾動直線導(dǎo)軌運(yùn)動副實現(xiàn)定向的運(yùn)動，這樣的傳動形式不僅其自身的運(yùn)動阻力小、結(jié)構(gòu)緊湊，而且較高的運(yùn)動精度有力地保證了各元件的貼裝位置精度。 貼片機(jī)在重要部件如貼裝主軸、動／靜鏡頭、吸嘴座、送料器上進(jìn)行了Mark標(biāo)識。機(jī)器視覺能自動求出這些Mark中心系統(tǒng)坐標(biāo)，建立貼片機(jī)系統(tǒng)坐標(biāo)系和PCB、貼裝元件坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計算得出貼片機(jī)的運(yùn)動精確坐標(biāo)；貼裝頭根據(jù)導(dǎo)入的貼裝元件的封裝類型、元件編號等參數(shù)到相應(yīng)的位置抓取吸嘴、吸取元件；靜鏡頭依照視覺處理程序?qū)ξ≡M(jìn)行檢測、識別與對中；對中完成后貼裝頭將元件貼裝到PCB上預(yù)定的位置。這一系列元件識別、對中、檢測和貼裝的動作都是工控機(jī)根據(jù)相應(yīng)指令獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)后指令控制系統(tǒng)自動完成。