SMT质量贴片工序的工艺控制课件.pptx
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1、内容内容1 1 保证贴装质量的三要素保证贴装质量的三要素2 2 自动贴装机自动贴装机贴装原理贴装原理3 如何提高自动贴装机的贴装质量如何提高自动贴装机的贴装质量4 如何提高自动贴装机的贴装效率如何提高自动贴装机的贴装效率1.1.保证贴装质量的三要素保证贴装质量的三要素a a 元件正确元件正确b b 位置准确位置准确c c 压力(贴片高度)合适。压力(贴片高度)合适。a a 元件正确元件正确要求各装配位号元器件的类型、要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和明细表要求,不能贴错位置;装配图和明细表要求,不能贴错位置;b
2、b 位置准确位置准确元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐、居中,齐、居中,还要确保元件焊端接触焊膏图形。还要确保元件焊端接触焊膏图形。两个端头的两个端头的ChipChip元件自定位效应的作用比较大,贴装时元件自定位效应的作用比较大,贴装时元件宽度方向有元件宽度方向有3/43/4以上搭接在焊盘上以上搭接在焊盘上,长度方向两个端头长度方向两个端头只要搭接到相应的焊盘上并只要搭接到相应的焊盘上并接触焊膏图形接触焊膏图形,再流焊时就能,再流焊时就能够自定位,但如果其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有够自定位,但如果其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有接触焊膏图形接
3、触焊膏图形,再流焊时就会产生移位或吊桥;,再流焊时就会产生移位或吊桥;正确正确 不正确不正确 BGA贴装要求贴装要求BGA的焊球与相对应的焊盘一一对齐;的焊球与相对应的焊盘一一对齐;焊球的中心与焊盘中心的最大偏移量小于焊球的中心与焊盘中心的最大偏移量小于1/2焊球直径。焊球直径。DD1/2焊球直径焊球直径c c 压力(贴片高度)压力(贴片高度)贴片压力(贴片压力(Z Z轴高度)轴高度)要恰当合适要恰当合适 贴片压力过小,元器件焊端或引脚浮在焊膏表面,贴片压力过小,元器件焊端或引脚浮在焊膏表面,焊膏粘不住元器件,在传递和再流焊时容易产生位置焊膏粘不住元器件,在传递和再流焊时容易产生位置移动,另外
4、由于移动,另外由于Z Z轴高度过高,贴片时元件从高处扔下,轴高度过高,贴片时元件从高处扔下,会造成贴片位置偏移会造成贴片位置偏移 ;贴片压力过大,焊膏挤出量过多,容易造成焊膏粘贴片压力过大,焊膏挤出量过多,容易造成焊膏粘连,再流焊时容易产生桥接,同时也会由于滑动造成连,再流焊时容易产生桥接,同时也会由于滑动造成贴片位置偏移,严重时还会损坏元器件。贴片位置偏移,严重时还会损坏元器件。2.自动贴装机贴装原理2.1 2.1 自动贴装机的贴装过程自动贴装机的贴装过程2.2 PCB2.2 PCB基准校准原理基准校准原理2.3 2.3 元器件贴片位置对中方式与对中原理元器件贴片位置对中方式与对中原理 2.
5、1自动贴自动贴装机的装机的贴装过贴装过程程 2.2 PCB2.2 PCB2.2 PCB2.2 PCB基准校准原理基准校准原理基准校准原理基准校准原理 自动贴装机贴装时,元器件的贴装坐标是以自动贴装机贴装时,元器件的贴装坐标是以PCBPCB的某一个的某一个顶角(一般为左下角或右下角)为源点计算的。而顶角(一般为左下角或右下角)为源点计算的。而PCBPCB加工时加工时多少存在一定的加工误差,因此在高精度贴装时必须对多少存在一定的加工误差,因此在高精度贴装时必须对PCBPCB进进行基准校准。行基准校准。基准校准采用基准标志(基准校准采用基准标志(MarkMark)和贴装机的光学对中系统进)和贴装机的
6、光学对中系统进行。基准标志(行。基准标志(MarkMark)分为)分为PCBPCB基准标志和局部基准标志。基准标志和局部基准标志。局部局部局部局部 MarMarPCB MarKPCB MarKa PCB MarKa PCB MarKa PCB MarKa PCB MarK的作用和的作用和的作用和的作用和PCBPCBPCBPCB基准校准原理基准校准原理基准校准原理基准校准原理 PCB MarKPCB MarK是用来修正是用来修正PCBPCB加工误差的。贴片前要给加工误差的。贴片前要给PCB MarkPCB Mark照一个标准图像存入图像库中,并将照一个标准图像存入图像库中,并将PCB MarKP
7、CB MarK的坐标录入贴片程的坐标录入贴片程序中。贴片时每上一块序中。贴片时每上一块PCBPCB,首先照,首先照PCB MarkPCB Mark,与图像库中的标,与图像库中的标准图像比较:一是比较每块准图像比较:一是比较每块PCB MarkPCB Mark图像是否正确,如果图像不图像是否正确,如果图像不正确,贴装机则认为正确,贴装机则认为PCBPCB的型号错误,会报警不工作;二是比较的型号错误,会报警不工作;二是比较每块每块PCB MarkPCB Mark的中心坐标与标准图像的坐标是否一致,如果有偏的中心坐标与标准图像的坐标是否一致,如果有偏移,贴片时贴装机会自动根据偏移量(见图移,贴片时贴
8、装机会自动根据偏移量(见图5 5中中X X、Y Y)修正)修正每个贴装元器件的贴装位置。以保证精确地贴装元器件。每个贴装元器件的贴装位置。以保证精确地贴装元器件。利用PCB Mar修正PCB加工误差示意图b b b b 局部局部局部局部MarkMarkMarkMark的作用的作用的作用的作用 多引脚窄间距的器件,贴装精度要求非常高,靠多引脚窄间距的器件,贴装精度要求非常高,靠PCB PCB MarMar不能满足定位要求,需要采用不能满足定位要求,需要采用2 24 4个局部个局部MarkMark单独单独定位,以保证单个器件的贴装精度。定位,以保证单个器件的贴装精度。2.3 2.3 2.3 2.3
9、 元器件贴片位置对中方式与对中原理元器件贴片位置对中方式与对中原理元器件贴片位置对中方式与对中原理元器件贴片位置对中方式与对中原理 元器件贴片位置对中方式有机械对中、激光对中、全元器件贴片位置对中方式有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光与视觉混合对中。视觉对中、激光与视觉混合对中。(1)(1)机械对中原理(靠机械对中爪对中)机械对中原理(靠机械对中爪对中)(2)(2)激光对中原理(靠光学投影对中)激光对中原理(靠光学投影对中)(3)(3)视觉对中原理(靠视觉对中原理(靠CCDCCD摄象,图像比较对中)摄象,图像比较对中)元器件贴片位置视觉对中原理元器件贴片位置视觉对中原理 贴片前要给每种元器
10、件照一个标准图像存入图像库中,贴片前要给每种元器件照一个标准图像存入图像库中,贴片时每拾取一个元器件都要进行照相并与该元器件在图像贴片时每拾取一个元器件都要进行照相并与该元器件在图像库中的标准图像比较:一是比较图像是否正确,如果图像不库中的标准图像比较:一是比较图像是否正确,如果图像不正确,贴装机则认为该元器件的型号错误,会根据程序设置正确,贴装机则认为该元器件的型号错误,会根据程序设置抛弃元器件若干次后报警停机;二是将引脚变形和共面性不抛弃元器件若干次后报警停机;二是将引脚变形和共面性不合格的器件识别出来并送至程序指定的抛料位置;三是比较合格的器件识别出来并送至程序指定的抛料位置;三是比较该
11、元器件拾取后的中心坐标该元器件拾取后的中心坐标X X、Y Y、转角、转角T T与标准图像是否一致,与标准图像是否一致,如果有偏移,贴片时贴装机会自动根据偏移量修正该元器件如果有偏移,贴片时贴装机会自动根据偏移量修正该元器件的贴装位置。的贴装位置。元器件贴片位置光学对中原理示意图元器件贴片位置光学对中原理示意图 3.如何提高自动贴装机的贴装质量如何提高自动贴装机的贴装质量(1)(1)编程编程(2)(2)制作制作MarkMark和元器件图像和元器件图像(3)(3)贴装前准备贴装前准备(4)(4)开机前必须进行安全检查,确保安全操作。开机前必须进行安全检查,确保安全操作。(5)(5)安装供料器安装供
12、料器(6)(6)必须按照设备安全技术操作规程开机必须按照设备安全技术操作规程开机(7)(7)首件贴装后必须严格检验首件贴装后必须严格检验(8)(8)根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像(9)(9)设置焊前检测工位或采用设置焊前检测工位或采用AOIAOI(10)(10)连续贴装生产时应注意的问题连续贴装生产时应注意的问题(11)(11)检验时应注意的问题检验时应注意的问题(1)(1)编程编程 贴片程序编制得好不好,直接影响贴装精度和贴装效率。贴片程序编制得好不好,直接影响贴装精度和贴装效率。贴片程序由拾片程序和贴片程序两部分组成。贴片程序由拾片
13、程序和贴片程序两部分组成。拾片程序就是告诉机器到哪里去拾片、拾什么样封装的元件、拾片程序就是告诉机器到哪里去拾片、拾什么样封装的元件、元件的包装是什么样的等拾片信息。其内容包括:每一步的元元件的包装是什么样的等拾片信息。其内容包括:每一步的元件名、每一步拾片的件名、每一步拾片的X X、Y Y和转角和转角T T的偏移量、供料器料站位置、的偏移量、供料器料站位置、供料器的类型、拾片高度、抛料位置、是否跳步。供料器的类型、拾片高度、抛料位置、是否跳步。贴片程序就是告诉机器把元件贴到哪里、贴片的角度、贴片贴片程序就是告诉机器把元件贴到哪里、贴片的角度、贴片的高度等信息。其内容包括:每一步的元件名、说明
14、、每一步的高度等信息。其内容包括:每一步的元件名、说明、每一步的的X X、Y Y坐标和转角坐标和转角T T、贴片的高度是否需要修正、用第几号贴片、贴片的高度是否需要修正、用第几号贴片头贴片、采用几号吸嘴、是否同时贴片、是否跳步等,贴片程头贴片、采用几号吸嘴、是否同时贴片、是否跳步等,贴片程序中还包括序中还包括PCBPCB和局部和局部MarkMark的的X X、Y Y坐标信息等。坐标信息等。贴装程序表贴装程序表拾片程序表拾片程序表元件库元件库 编程方法编程方法编程有离线编程和在线编程两种方法。编程有离线编程和在线编程两种方法。对于有对于有CADCAD坐标文件的产品可采用离线编程,坐标文件的产品可
15、采用离线编程,对于没有对于没有CADCAD坐标文件的产品,可采用在线编程。坐标文件的产品,可采用在线编程。a a a a 离线编程离线编程离线编程离线编程 离离线线编编程程是是指指利利用用离离线线编编程程软软件件和和PCBPCB的的CADCAD设设计计文文件件在在计计算算机机上上进进行行编编制制贴贴片片程程序序的的工工作作。离离线线编编程程可可以以节节省省在在线线编编程程时时间间,减减少少贴贴装装机机停停机机时时间间,提提高高设设备备的的利利用用率率,离离线线编编程程对对多多品品种种小小批批量生产特别有意义。量生产特别有意义。离离线线编编程程软软件件由由两两部部分分组组成成:CADCAD转转换
16、换软软件件和和自自动动编编程程并并优优化化软软件。件。离线编程的步骤:离线编程的步骤:PCBPCB程序数据编辑程序数据编辑 自动编程优化并编辑自动编程优化并编辑 将将数数据据输输入入设设备备 在在贴贴装装机机上上对对优优化化好好的的产产品品程程序序进进行行编编辑辑 校对检查并备份贴片程序。校对检查并备份贴片程序。b b 在线(自学)编程(又称为示教编程)在线(自学)编程(又称为示教编程)在线编程是在贴装机上人工输入拾片和贴片程序的过在线编程是在贴装机上人工输入拾片和贴片程序的过程。拾片程序完全由人工编制并输入,贴片程序是通过程。拾片程序完全由人工编制并输入,贴片程序是通过教学摄象机对教学摄象机
17、对PCBPCB上每个贴片元器件贴装位置的精确摄象,上每个贴片元器件贴装位置的精确摄象,自动计算并记录元器件中心坐标(贴装位置),然后通自动计算并记录元器件中心坐标(贴装位置),然后通过人工优化而成。过人工优化而成。编程注意事项编程注意事项a PCBa PCB尺寸、源点等数据要准确;尺寸、源点等数据要准确;b b 拾片与贴片以及各种库的元件名要统一;拾片与贴片以及各种库的元件名要统一;c c 凡是程序中涉及到的元器件,必须在元件库、包装库、供料器凡是程序中涉及到的元器件,必须在元件库、包装库、供料器库、托盘库、托盘料架库、图像库建立并登记,各种元器件所库、托盘库、托盘料架库、图像库建立并登记,各
18、种元器件所需要的吸嘴型号也必须在吸嘴库中登记;需要的吸嘴型号也必须在吸嘴库中登记;d d 建立元件库时,元器件的类型、包装、尺寸等数据要准确;建立元件库时,元器件的类型、包装、尺寸等数据要准确;e e 在线编程时所输入元器件名称、位号、型号等必须与元件明细在线编程时所输入元器件名称、位号、型号等必须与元件明细和装配图相符;编程过程中,应在同一块和装配图相符;编程过程中,应在同一块PCBPCB上连续完成坐标上连续完成坐标的输入,重新上的输入,重新上PCBPCB或更换新或更换新PCBPCB都有可能造成贴片坐标的误差。都有可能造成贴片坐标的误差。输入数据时应经常存盘,以免停电或误操作而丢失数据;输入
19、数据时应经常存盘,以免停电或误操作而丢失数据;f f 在线编程时人工优化原则在线编程时人工优化原则 换吸嘴的次数最少。换吸嘴的次数最少。拾片、贴片路径最短。拾片、贴片路径最短。多头贴装机还应考虑每次同时拾片数量最多。多头贴装机还应考虑每次同时拾片数量最多。g g 对对离离线线编编程程优优化化好好的的程程序序复复制制到到贴贴装装机机后后根根据据具具体体情情况况应应作作适适当调整,例如:当调整,例如:对对排排放放不不合合理理的的多多管管式式振振动动供供料料器器根根据据器器件件体体的的长长度度进进行行重重新新分分配配,尽尽量量把把器器件件体体长长度度比比较较接接近近的的器器件件安安排排在在同同一一个
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