未來的貼片機還需要發展之路
發布時間2022-03-12 12:16:58
未來的貼片機發展之路1 可靠確定PCB基準標記位置的能力
由于 PCB 基準標記的可靠定位是任何 SMD 貼放對位的第一步,視覺系統必須可以識別不同的基準,即使在基準外觀并不理想的狀況下。例如,來自制造工藝的氧化、鍍錫和波峰焊料導致的各種變化,可能造成鏡面反射和表面不一致,它們會極大地改變標記的外觀。可能影響基準外觀的其它因素,包括電路板變形、焊料堆積過多、電路板顏色改變等等。具有容忍這些狀況的視覺系統可以幫助使用者提高對位成功率,減少操作者的干預。
2 識別非標準器件能力 機器視覺系統應該能夠可靠地識別各類非標準器件的外形,不論它們的形狀如何少見。現有的貼片對位軟件,帶有內置的幾何圖案尋找工具,這些工具能“學習”器件的幾何屬性,即使它形狀怪異,系統也能夠識別器件
3 可靠避開吸嘴的能力 SMD元件貼裝一般使用前光照明或背光照明,或兩者都用。背光照明用于產生器件的背影,顯現的圖像類似于二進制圖像,使視覺系統更容易識別器件,在識別片式阻容類等簡單器件時通常采用這類照明。但背光也會給視覺系統帶來難題:拾取器件的吸嘴的背影經常會從器件后面突出來,或部分遮蔽芯片(如圖9)。盡管正面照明技術可以防止這種現象,但吸嘴本身的像素灰度值可能會使視覺系統無法可靠地區分吸嘴和器件。選擇能夠識別器件和拾取器件的吸嘴之間形狀差別的視覺系統,就能容忍吸嘴的部分遮蔽,因此將提高器件對中精度,防止由于視覺錯誤而使器件被誤放。
4 識別密間距器件和白色陶瓷表面器件的能力 為了精確地識別BGA、倒裝芯片或CSP等各種器件,并檢查引腳偏差,視覺系統必須能夠準確定位每一個元件。視覺系統還應可靠地識別白色陶瓷表面的器件,它的低對比度反射性質會使傳統的視覺技術失去作用。這些功能應該得到核實,測試軟件應該能區分各個物體。
5 具有自動化編程能力 針對非常特殊的元件,新型視覺軟件工具應該具有自動“學習”的能力,用戶不必把參數人工輸入到系統中,從頭創建器件描述,他們只需把器件拿到視覺攝像機前照張相就可以了,系統將自動地產生類似 CAD 的綜合描述。這項技術可以提高器件描述精度,并減少很多操作者的錯誤,加快元件庫的創建速度,尤其是在頻繁引入新型器件或使用形狀獨特器件的情況下,從而提升生產效率。
6 支持多種類型的攝像機 以前處理圖像的時間一直要比獲取它們的時間長,但 CPU 技術的新發展加速了圖像處理速度,圖像獲取速度反而可能成為限制因素。為了提高系統處理效率,要把獲取圖像的時間降到最低程度,視覺系統應該能夠支持多種先進的行掃描、高分辨率(1024×1024 像素)、高速的數字式攝像機。
在評估面向 SMD 貼放對中的貼片機視覺系統時應充分考慮上述幾個因素,確保您所選擇的系統具有高度的靈活性,能夠輕松處理新的元件類型和來自不同制造商的不同器件,使用戶的工作變得更為簡單。
7. 貼片機的發展趨勢
8 高效率雙路輸送結構
雙路輸送結構在保留傳統單路貼片機性能的基礎上，將PCB的輸送、定位、檢測、貼片等設計成雙路結構，這種雙路結構貼片機可分為同步和異步兩種方式，同步方式是將兩塊大小相同的PCB由雙路軌道同步送入貼裝區域進行貼裝，異步方式是將不同大小的PCb分別送入貼片區域，這兩種方式都可以縮短貼片機的無效工作時間，提高生產效率。
9 高速、高精密、多功能、智能化
貼片機的貼裝速度、精度與功能一直相互矛盾，由于表面貼裝元器件不斷發展，其封裝形式也在不斷變化，新的如BGA、FC、CSP等，對貼片機的要求越來越高。美國和法國的貼片機采用“飛行檢測”技術，提高了貼片速度，德國的Siemems公司引入智能化控制，降低了失誤率，日本的Yamaha公司引入雙組旋轉貼片頭，不但提高了貼裝的速度，還保證了貼裝的精度。
10 多懸臂、多貼裝頭
傳統的僅有一個懸臂和貼裝頭的貼片機已經不能滿足現代生產速度的需求，為此人們發展出了雙臂貼片機。例如環球儀器GSM2、Siemens的S25等，更有四懸臂機器，例如Siemens的HS60，環球儀器GC120等，成倍的提高了生產效率。
11 柔性連接、模塊化
新型的貼片機為了增強適應性和使用效率朝柔性貼裝系統和多模塊結構發展。將點膠貼片的各種功能做成功能模塊組件，用戶可以根據各個模塊組件更新或更換組件，以實現用戶的實際性需求。例如美國環球儀器公司的貼片機，適合多任務、多用戶、投資周期短的加工企業。
結束語
電子技術的發展對貼裝設備不斷提出新的更高更好的要求,反過來電子元器件貼裝設備的新發展又有力地推動著電子組裝業的發展,進而推動著電子技術的發展。目前隨著貼裝設備市場的不斷成熟,從一個平臺到另外一個平臺的差異愈來愈小。正因為如此,貼裝設備的購買者所關注的內容應該超出說明書,對設備進行全面的評估,不僅要看硬件而且還應關注軟件,并考慮以下關鍵因素:機器類型、成像以及靈活性,有了這些認識,就可以識別不同設備的優劣,并作出明智的選擇。 1 可靠確定PCB基準標記位置的能力
由于 PCB 基準標記的可靠定位是任何 SMD 貼放對位的第一步,視覺系統必須可以識別不同的基準,即使在基準外觀并不理想的狀況下。例如,來自制造工藝的氧化、鍍錫和波峰焊料導致的各種變化,可能造成鏡面反射和表面不一致,它們會極大地改變標記的外觀。可能影響基準外觀的其它因素,包括電路板變形、焊料堆積過多、電路板顏色改變等等。具有容忍這些狀況的視覺系統可以幫助使用者提高對位成功率,減少操作者的干預。
2 識別非標準器件能力 機器視覺系統應該能夠可靠地識別各類非標準器件的外形,不論它們的形狀如何少見。現有的貼片對位軟件,帶有內置的幾何圖案尋找工具,這些工具能“學習”器件的幾何屬性,即使它形狀怪異,系統也能夠識別器件
3 可靠避開吸嘴的能力 SMD元件貼裝一般使用前光照明或背光照明,或兩者都用。背光照明用于產生器件的背影,顯現的圖像類似于二進制圖像,使視覺系統更容易識別器件,在識別片式阻容類等簡單器件時通常采用這類照明。但背光也會給視覺系統帶來難題:拾取器件的吸嘴的背影經常會從器件后面突出來,或部分遮蔽芯片(如圖9)。盡管正面照明技術可以防止這種現象,但吸嘴本身的像素灰度值可能會使視覺系統無法可靠地區分吸嘴和器件。選擇能夠識別器件和拾取器件的吸嘴之間形狀差別的視覺系統,就能容忍吸嘴的部分遮蔽,因此將提高器件對中精度,防止由于視覺錯誤而使器件被誤放。
4 識別密間距器件和白色陶瓷表面器件的能力 為了精確地識別BGA、倒裝芯片或CSP等各種器件,并檢查引腳偏差,視覺系統必須能夠準確定位每一個元件。視覺系統還應可靠地識別白色陶瓷表面的器件,它的低對比度反射性質會使傳統的視覺技術失去作用。這些功能應該得到核實,測試軟件應該能區分各個物體。
5 具有自動化編程能力 針對非常特殊的元件,新型視覺軟件工具應該具有自動“學習”的能力,用戶不必把參數人工輸入到系統中,從頭創建器件描述,他們只需把器件拿到視覺攝像機前照張相就可以了,系統將自動地產生類似 CAD 的綜合描述。這項技術可以提高器件描述精度,并減少很多操作者的錯誤,加快元件庫的創建速度,尤其是在頻繁引入新型器件或使用形狀獨特器件的情況下,從而提升生產效率。
6 支持多種類型的攝像機 以前處理圖像的時間一直要比獲取它們的時間長,但 CPU 技術的新發展加速了圖像處理速度,圖像獲取速度反而可能成為限制因素。為了提高系統處理效率,要把獲取圖像的時間降到最低程度,視覺系統應該能夠支持多種先進的行掃描、高分辨率(1024×1024 像素)、高速的數字式攝像機。
在評估面向 SMD 貼放對中的貼片機視覺系統時應充分考慮上述幾個因素,確保您所選擇的系統具有高度的靈活性,能夠輕松處理新的元件類型和來自不同制造商的不同器件,使用戶的工作變得更為簡單。
7. 貼片機的發展趨勢
8 高效率雙路輸送結構
雙路輸送結構在保留傳統單路貼片機性能的基礎上，將PCB的輸送、定位、檢測、貼片等設計成雙路結構，這種雙路結構貼片機可分為同步和異步兩種方式，同步方式是將兩塊大小相同的PCB由雙路軌道同步送入貼裝區域進行貼裝，異步方式是將不同大小的PCb分別送入貼片區域，這兩種方式都可以縮短貼片機的無效工作時間，提高生產效率。
9 高速、高精密、多功能、智能化
貼片機的貼裝速度、精度與功能一直相互矛盾，由于表面貼裝元器件不斷發展，其封裝形式也在不斷變化，新的如BGA、FC、CSP等，對貼片機的要求越來越高。美國和法國的貼片機采用“飛行檢測”技術，提高了貼片速度，德國的Siemems公司引入智能化控制，降低了失誤率，日本的Yamaha公司引入雙組旋轉貼片頭，不但提高了貼裝的速度，還保證了貼裝的精度。
10 多懸臂、多貼裝頭
傳統的僅有一個懸臂和貼裝頭的貼片機已經不能滿足現代生產速度的需求，為此人們發展出了雙臂貼片機。例如環球儀器GSM2、Siemens的S25等，更有四懸臂機器，例如Siemens的HS60，環球儀器GC120等，成倍的提高了生產效率。
11 柔性連接、模塊化
新型的貼片機為了增強適應性和使用效率朝柔性貼裝系統和多模塊結構發展。將點膠貼片的各種功能做成功能模塊組件，用戶可以根據各個模塊組件更新或更換組件，以實現用戶的實際性需求。例如美國環球儀器公司的貼片機，適合多任務、多用戶、投資周期短的加工企業。
結束語
電子技術的發展對貼裝設備不斷提出新的更高更好的要求,反過來電子元器件貼裝設備的新發展又有力地推動著電子組裝業的發展,進而推動著電子技術的發展。目前隨著貼裝設備市場的不斷成熟,從一個平臺到另外一個平臺的差異愈來愈小。正因為如此,貼裝設備的購買者所關注的內容應該超出說明書,對設備進行全面的評估,不僅要看硬件而且還應關注軟件,并考慮以下關鍵因素:機器類型、成像以及靈活性,有了這些認識,就可以識別不同設備的優劣,并作出明智的選擇。
