貼片機及其應用

第1章 貼片機綜述 1

1.1 SMT與貼片機 1

1.1.1 電子制造與表面組裝技術（SMT） 1

1.1.2 SMT與貼片機 2

1.1.3 貼片機與電子制造 6

1.2 貼裝技術與貼片機 6

1.2.1 貼裝技術 6

1.2.2 貼裝工藝 8

1.2.3 貼片機組成及其工作流程 10

1.3 貼裝機理 12

1.3.1 貼裝基本過程 13

1.3.2 拾取元件 13

1.3.3 檢測調整 16

1.3.4 元件貼放 18

1.3.5 先進貼裝技術 20

1.3.6 貼裝APC技術簡介 22

1.4 貼片機發(fā)展階段與趨勢 23

1.4.1 貼片機發(fā)展階段 23

1.4.2 貼片機發(fā)展趨勢 25

第2章 貼片機分類與特性 29

2.1 貼片機分類 29

2.1.1 按速度分類 29

2.1.2 按功能分類 31

2.1.3 其他分類方式 34

2.2 貼片機結構特性 37

2.2.1 轉塔式結構 38

2.2.2 拱架式結構 42

2.2.3 平行式結構 45

2.2.4 復合式結構 47

2.3 貼裝精度 50

2.3.1 精度參數解析 50

2.3.2 貼片機的分辨率 51

2.3.3 貼片機的貼裝精度 54

2.3.4 貼片機的重復精度 58

2.3.5 貼片機精度的測定 59

2.4 貼裝速度 67

2.4.1 標稱與實際貼裝速度 67

2.4.2 貼裝速度計算 69

2.4.3 實裝率及提高途徑 71

2.5 貼裝柔性 73

2.5.1 柔性化潮流不可逆轉 74

2.5.2 貼裝柔性含義 74

2.5.3 實現貼片機柔性化的途徑 75

2.6 貼片機過程能力與其他參數 78

2.6.1 過程能力Cp和Cpk 78

2.6.2 貼片機其他參數 92

2.6.3 有關貼片機的一些指標術語 95

第3章 貼片機組成與技術 99

3.1 概述 99

3.1.1 貼片機組成 99

3.1.2 貼片機關鍵技術 101

3.2 主體機械系統(tǒng) 102

3.2.1 貼片機的機械部分 103

3.2.2 機架與機殼 103

3.2.3 PCB傳送機構 107

3.3 驅動及伺服定位系統(tǒng) 110

3.3.1 驅動與伺服定位概述 110

3.3.2 X-Y伺服定位 111

3.3.3 Z軸伺服定位 114

3.3.4 運動控制 115

3.3.5 貼片機常用電動機及控制/傳動部件 119

3.4 貼片頭系統(tǒng) 129

3.4.1 貼片頭概述 129

3.4.2 貼片頭吸嘴 131

3.4.3 平動式貼片頭 138

3.4.4 轉塔式貼片頭 140

3.4.5 轉輪式貼片頭 145

3.5 視覺系統(tǒng) 148

3.5.1 視覺系統(tǒng)工作原理 148

3.5.2 系統(tǒng)組成 150

3.5.3 視覺系統(tǒng)光源與照相機 151

3.5.4 基準點識別 158

3.5.5 典型貼片機的視覺控制系統(tǒng) 159

3.5.6 數字圖像處理 160

3.6 檢測與傳感系統(tǒng) 163

3.6.1 貼片機中的傳感器 163

3.6.2 壓力傳感器 164

3.6.3 位置傳感器 165

3.6.4 激光和視覺傳感器 168

3.7 軟件系統(tǒng) 170

3.7.1 軟件系統(tǒng)功能概述 170

3.7.2 操作及控制界面 172

3.7.3 編程要素 179

3.7.4 智能管理系統(tǒng) 183

3.8 供料系統(tǒng) 187

3.8.1 供料器綜述 187

3.8.2 盤式送料器 189

3.8.3 帶式送料器 191

3.8.4 管式送料器 192

3.8.5 散裝盒式送料器 193

3.8.6 送料器系統(tǒng) 193

3.9 電控系統(tǒng) 195

3.9.1 貼片機電控系統(tǒng)概述 195

3.9.2 工控機系統(tǒng) 196

3.9.3 硬件系統(tǒng) 199

3.9.4 接口與網絡 200

3.10 其他系統(tǒng) 203

3.10.1 安全聯鎖系統(tǒng) 203

3.10.2 真空吸取系統(tǒng) 204

3.10.3 氣動系統(tǒng) 208

3.10.4 SMT設備接口 212

第4章 貼片機評估與驗收 217

4.1 貼片機評估之分析研究 217

4.1.1 生產規(guī)模的考慮 218

4.1.2 產品特點與企業(yè)定位 219

4.1.3 生產工藝流程 221

4.1.4 企業(yè)現有人力資源 222

4.1.5 成本分析 223

4.1.6 形象與品牌效應 224

4.2 貼片機評估之調研考察 224

4.2.1 貼片機供應商調研 224

4.2.2 貼片機設備調研 225

4.2.3 其他信息收集 228

4.2.4 信息收集途徑 229

4.3 貼片機評估與決策 230

4.3.1 資料量化評估 230

4.3.2 貼片機評估八項注意 238

4.4 貼片機附件的選擇 240

4.4.1 供料器的選擇 241

4.4.2 消耗品的選擇 242

4.5 SMT生產線采購 245

4.5.1 采購團隊及分工 245

4.5.2 談判技巧及注意事項 246

4.5.3 簽署合同必知 246

4.6 生產線布局與優(yōu)化 247

4.6.1 SMT環(huán)境要求 247

4.6.2 物流的控制 250

4.6.3 布局方式 251

4.6.4 生產線平衡優(yōu)化 253

4.7 貼片機檢測與驗收 261

4.7.1 設備安裝與調試 261

4.7.2 設備驗收 262

4.7.3 驗收方法及注意事項 265

4.8 貼片機檢驗標準IPC9850簡介 268

4.8.1 貼片機檢測標準的背景與特點 268

4.8.2 貼片機檢測的理論依據 269

4.8.3 檢測內容與方法 270

4.8.4 檢測結果數據處理 272

第5章 貼片機編程與質量控制 273

5.1 貼裝基本工藝流程 273

5.2 貼片機編程與NPI 275

5.2.1 貼片機編程的結構和原始資料 276

5.2.2 貼片機編程 282

5.2.3 在線編程、離線編程和線平衡 289

5.2.4 新產品調試和NPI 297

5.3 貼裝質量控制 302

5.3.1 貼片機參數的影響 303

5.3.2 貼片機結構件的影響 305

5.3.3 PCB性能參數的影響 308

5.3.4 PCB焊盤圖形設計的影響 309

5.3.5 元件的影響 311

5.3.6 其他因素 316

5.4 貼片機效率與貼裝質量的改善 318

5.4.1 貼片機效率的兩種測試 318

5.4.2 影響貼裝效率和貼裝質量的因素 320

5.4.3 貼片機效率和質量改善案例 325

第6章 貼片機使用與維護 327

6.1 貼片機安全使用 327

6.1.1 安全基礎三要素 327

6.1.2 貼片機安全規(guī)程 329

6.1.3 貼片機安全標識 331

6.2 貼片機的維護與調整 334

6.2.1 設備維護保養(yǎng)準則 334

6.2.2 設備維護保養(yǎng)制度 336

6.2.3 貼片機的調整 340

6.2.4 貼片機的重新評估 342

6.3 貼片機常見故障與排除 342

6.3.1 硬件故障及排除 343

6.3.2 軟件故障及排除 352

6.4 貼片機的靈活應用 353

6.5 貼片機維護CMFD技術與專家系統(tǒng) 355

6.5.1 貼片機維護技術與故障診斷 356

6.5.2 CMFD技術 358

6.5.3 貼片機故障診斷專家系統(tǒng)簡介 360

第7章 貼片機應用與管理 363

7.1 貼裝設備應用和管理 363

7.1.1 貼裝工藝與設備 363

7.1.2 貼裝設備應用 364

7.1.3 貼裝設備管理 366

7.1.4 設備工程 368

7.2 TPM 369

7.2.1 維護保養(yǎng)的發(fā)展與TPM 369

7.2.2 TPM目標 370

7.2.3 TPM主要內容 370

7.2.4 TPM的流程圖 371

7.2.5 TPM的八大支柱 372

7.2.6 TPM的前提——推行5S活動 373

7.2.7 TPM的水平指標及效果評估 374

7.3 OEE 374

7.3.1 貼片機生產效率指標 374

7.3.2 設備綜合效率（OEE） 376

7.4 貼裝質量管理簡介 378

7.4.1 質量管理要素與模型 378

7.4.2 質量管理工具與PDPC法 381

第8章 典型貼片機簡介 385

8.1 轉塔式貼片機 385

8.1.1 CP842轉塔式貼片機 385

8.1.2 環(huán)球HSP4797 395

8.2 多功能貼片機 398

8.2.1 多功能貼片機概述 398

8.2.2 多功能貼片機的結構特點 398

8.2.3 典型多功能貼片機 400

8.3 高速度高精度貼片機 403

8.3.1 高速度高精度貼片機概述 403

8.3.2 結構特點 403

8.3.3 典型高速度高精度貼片機 404

8.4 模塊化貼片機 406

8.4.1 發(fā)展背景 406

8.4.2 模塊化設計的特點 407

8.4.3 模塊化貼片機及其發(fā)展 407

8.4.4 總結 413

8.5 特色貼片機 413

8.5.1 面向先進組裝工藝的貼片機 414

8.5.2 適合教學科研的貼片機 417

8.5.3 專用貼片機 418

8.5.4 適合小批量低成本的經濟型貼片機 420

參考文獻 4232100433B

貼片機是典型的機、光、電一體化高科技設備，涉及精密機械、電氣電子、光電圖像、計算機和傳感器等多學科知識。通過典型的貼片機，全面地介紹了貼片機的結構與特點，詳細講述了貼片機選擇、使用與維護以及貼裝工藝與質量控制等實用技術。

貼片機的生產廠家很多，則種類也較多。貼片機的分類如下。

按速度分

中速貼片機

高速貼片機

超高速貼片機

特點：4萬片/h以上，采用旋轉式多頭系統(tǒng)。Assembleo-FCM型和FUJI-QP-132型貼片機均裝有16個貼片頭，其貼片速度分別達9.6萬片/h和12.7萬片/h。

按功能分

高速/超高速貼片機

特點：主要以貼片式元件為主體，貼片器件品種不多。

多功能貼片機

特點：能貼裝大型器件和異型器件。

按方式分

順序式貼片機

特點：它是按照順序將元器件一個一個貼到PCB上，通常見到的就是該類貼片機。

同時式貼片機

特點：使用放置圓柱式元件的專用料斗，一個動作就能將元件全部貼裝到PCB相應的焊盤上。產品更換時，所有料斗全部更換，已很少使用。

同時在線式貼片機

特點：由多個貼片頭組合而成，依次同時對一塊PCB貼片，assembleon-FCM就是該類。

自動化分

全自動機電一體化貼片機

特點：大部分貼片機就是該類。

手動式貼片機

特點：手動貼片頭安裝在Y軸頭部，X、Y、e定位可以靠人手的移動和旋轉來校正位置。主要用于新產品開發(fā)，具有價廉的優(yōu)點。

全自動貼片機是用來實現高速、高精度地全自動地貼放元器件的設備，是整個SMT生產中最關鍵、最復雜的設備。貼片機是SMT的生產線中的主要設備，貼片機已從早期的低速機械貼片機發(fā)展為高速光學對中貼片機，并向多功能、柔性連接模塊化發(fā)展。

SONY索尼（日本）、Assembleon安比昂、Siemens西門子(德國)、Panasonic松下(日本)、FUJI富士(日本)、YAMAHA雅馬哈(日本)、JUKI(日本)、MIRAE(韓國)、SAMSUNG三星(韓國)、EVEST元利盛（中國臺灣）、 環(huán)球UNIVERSAL（美國）、等。

貼片機主要性能

1、可貼裝元件的種類、規(guī)格、貼片方向、基板尺寸、貼片范圍符合說明書指標；

2、貼片速度：以1608片狀元件測試CPH貼裝率不小于標稱的IPC9850速度的60%，或SPC速度不大于標稱速度的2倍；

3、飛片率不大于3‰。

貼片機操作系統(tǒng)

1、各種指示燈、按鍵、操作手柄外觀完整，操作、顯示正常；

2、計算機系統(tǒng)工作正常；

3、輸入輸出系統(tǒng)工作正常。

貼片機機械部分

1、各傳送皮帶、鏈條、連接銷桿完整，無老化損壞現象；

2、各傳動導軌、絲杠運轉平穩(wěn)協調，無異常雜音，無漏油現象。

貼片機控制部分

1、驅動氣缸、電磁閥以及配管、連接頭無異物堵塞、無松動漏氣。驅動氣缸及電磁閥工作正常，無雜音；

2、壓縮空氣的干燥過濾裝置齊全完好；

3、貼片頭真空度不小于500mmHg。

貼片機貼裝精度

即元件中心與對應焊盤中心線的最大偏移量，不超過元件焊腳寬度的1/3（目測）；或異常偏移發(fā)生率不大于3‰。

儀器、儀表外觀完好，指示準確，讀數醒目，在合格使用期限內；

設備內外定期保養(yǎng)，保持清潔，無油污，無銹蝕，周圍附具備件等排列有序，設備潤滑良好。