PCBA-Technologie - Die Zusammensetzung und Funktion des SMT-Kopfes

Aus der Perspektive des Roboterkonzeptes, die SMT-Platzierung Kopf ist ein intelligenter Manipulator. Durch Programmsteuerung, es korrigiert automatisch die Position, nimmt die Bauteile nach Bedarf auf, und platziert sie genau auf den voreingestellten Pads, um die dreidimensionale Hin- und Herbewegung zu vervollständigen. Es ist der komplexeste und kritischste Teil der Bestückungsmaschine. Der Platzierungskopf besteht aus Saugdüse, Vision Alignment System, Sensor und andere Komponenten.

Es gibt zwei Arten von Patchköpfen: Ein- und Mehrkopf-Patchköpfe und Mehrkopf-Patchköpfe werden in feste und drehbare Typen unterteilt. Nachdem die Saugdüse der frühen Einkopfplatzierungsmaschine ein Bauteil angesaugt hatte, wurde der mechanische Zentriermechanismus verwendet, um die Bauteilzentrierung zu realisieren und dem Zuführer ein Signal zu geben, damit das nächste Bauteil in die Saugposition eintritt. Allerdings ist die Montagegeschwindigkeit auf diese Weise sehr langsam, und es dauert normalerweise 1S, um eine Chipkomponente zu platzieren. Um die Patchgeschwindigkeit zu erhöhen, nehmen die Leute die Methode an, die Anzahl der Patchköpfe zu erhöhen, das heißt, mehrere Patchköpfe zu verwenden, um die Patchgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Multi-Kopf-Platzierungsmaschine wurde von einem einzelnen Kopf auf 3- bis 6-Platzierungsköpfe erhöht, anstatt mechanische Ausrichtung zu verwenden, wurde sie zu einer Vielzahl von Formen der optischen Ausrichtung verbessert. Die Komponenten werden während der Arbeit aufgenommen und nach dem Ausrichten wiederum auf die Leiterplatte gelegt. An der dafür vorgesehenen Stelle des Brettes. Gegenwärtig hat die Platzierungsgeschwindigkeit dieser Art von Maschine das Niveau von 30.000 Komponenten pro Stunde erreicht, und der Preis dieser Art von Maschine ist relativ niedrig und kann in Kombination verwendet werden. Die rotierende Mehrkopfstruktur kann auch verwendet werden. Derzeit hat die Patchgeschwindigkeit dieser Methode 45.000 bis 50.000 Stücke pro Stunde erreicht.

(1) Saugdüse. Am Ende des Platzierungskopfes befindet sich ein Platzierungswerkzeug, das von einer Vakuumpumpe gesteuert wird, das heißt eine Saugdüse. Bauteile unterschiedlicher Form und Größe werden oft mit unterschiedlichen Düsen kommissioniert und platziert. Nachdem das Vakuum erzeugt wurde, saugt der Unterdruck der Saugdüse die SMD-Komponenten aus dem Zuführsystem (Schüttsilo, Rohrtrichter, scheibenförmiges Papierband oder Trayverpackung). Die Saugdüse muss beim Absaugen der Folie ein bestimmtes Vakuum erreichen. Erst dann kann beurteilt werden, ob die aufgenommenen Komponenten normal sind. Steht das Bauteil auf der Seite oder kann es aufgrund der Bauteilkartusche nicht angesaugt werden, sendet die Bestückungsmaschine ein Alarmsignal aus. In dem Moment, in dem die Aufnahmedüse die Komponenten aufnimmt und auf die Leiterplatte legt, werden normalerweise zwei Methoden für die Platzierung verwendet. Einer basiert auf der Höhe des Bauteils, das heißt, geben Sie die Dicke des Bauteils im Voraus ein. Wenn der Platzierungskopf auf diese Höhe fällt, wird das Vakuum freigesetzt und das Bauteil auf das Pad gelegt. Bei dieser Methode kann aufgrund der individuellen Unterschiede der Komponenten oder PCB das Phänomen der frühen oder späten Platzierung auftreten, und in schweren Fällen kann es zu Komponentenverschiebungen oder Flugchipdefekten kommen. Eine weitere fortschrittlichere Methode besteht darin, die weiche Landung der Platzierung unter der Wirkung des Drucksensors basierend auf der sofortigen Reaktion der Komponente und des Leiterplattenkontakts zu realisieren, so dass die Platzierung einfach ist und es nicht einfach ist, Verschiebungs- und Flugchipdefekte zu verursachen.

Die Saugdüse ist ein Bauteil, das direkt mit den Komponenten in Berührung kommt. Um sich an die Platzierung verschiedener Komponenten anzupassen, Viele Bestückungsmaschinen sind noch mit einer Vorrichtung zum Austausch der Saugdüse ausgestattet. Es gibt auch einen Puffermechanismus für den elastischen Ausgleich zwischen der Saugdüse und dem Saugrohr, um sicherzustellen SMT-Komponenten während der Kommissionierung.

Die Saugdüse ist während der Hochgeschwindigkeitsbewegung mit den Komponenten in Kontakt, und ihr Verschleiß ist sehr ernst, so dass das Material und die Struktur der Saugdüse mehr und mehr Aufmerksamkeit erhalten. Frühe Annahme von Legierungsmaterialien, später geändert zu Kohlenstofffaserverschleißfesten Kunststoffmaterialien, fortschrittlichere Düsen verwenden keramische Materialien und Diamanten, um die Düsen langlebiger zu machen.

Mit der Miniaturisierung von Bauteilen und der Verringerung des Spalts mit umgebenden Bauteilen wurde der Aufbau der Saugdüse entsprechend angepasst. Öffnen Sie ein Loch an der Saugdüse, um das Gleichgewicht beim Aufnehmen kleiner Komponenten wie 0603 zu gewährleisten, nehmen Sie es auf und platzieren Sie es, ohne die umliegenden Komponenten zu beeinträchtigen, was für die Montage bequem ist.

(2) Visuelles Ausrichtungssystem. Mit der steigenden Nachfrage nach kleinen, leichten, dünnen und hohen Zuverlässigkeit elektronischer Produkte kann nur die präzise Platzierung von Feinteilkomponenten die Zuverlässigkeit der Oberflächenmontage gewährleisten. Zur exakten Montage von Feinteilkomponenten sollten grundsätzlich folgende Faktoren berücksichtigt werden.

1. Positionierungsfehler der Leiterplatte. Im Allgemeinen entspricht das Leiterplattenschaltungsmuster nicht immer den Bearbeitungslöchern und Leiterplattenkanten der mechanischen Positionierung der Leiterplatte, was Montagefehler verursacht. Darüber hinaus führen Defekte wie Verzerrung des Schaltungsmusters auf der Leiterplatte, Verzerrung und Verzug der Leiterplatte zu Montagefehlern.

2. Der Zentrierungsfehler der Komponenten. Die Mittellinie des Bauteils selbst entspricht nicht immer der Mittellinie aller Leitungen. Wenn das Platzierungssystem also eine mechanische Zentrierkralle verwendet, um das Bauteil zu zentrieren, kann es möglicherweise nicht sicherstellen, dass die Mittellinie aller Leitungen des Bauteils ausgerichtet ist. Darüber hinaus können im Verpackungsbehälter oder wenn die Zentrierkralle geklemmt und zentriert ist, die Bauteilleitungen Defekte wie Biegen, Verdrehen und Überlappen aufweisen, das heißt, die Leitungen verlieren Koplanarität. Diese Probleme führen zu Platzierungsfehlern und verminderter Platzierungszuverlässigkeit. Die Aufbaumontage ist erfolgreich, wenn die Führung des Bauteils nicht mehr als 25% der Leitungsbreite vom Pad abweicht. Wenn die Führungsneigung schmal ist, ist die zulässige Abweichung kleiner.

3. Der Bewegungsfehler der Maschine selbst. Die mechanischen Faktoren, die die Platzierungsgenauigkeit beeinflussen, sind: die X-Y-Achse Bewegungsgenauigkeit des Platzierungskopfes oder Positionierung der Leiterplatte Tabelle, die Genauigkeit des Zentriermechanismus und die Platzierungsgenauigkeit des Bauteils. Das Bildverarbeitungssystem ist ein wichtiger Bestandteil der hochpräzisen Bestückungsmaschine geworden.

Das Bildverarbeitungssystem der Maschine besteht aus zwei Teilen: Bildverarbeitungs-Hardware und Bildverarbeitungssoftware. Die Kamera ist die Bildsensorkomponente des Bildverarbeitungssystems, und eine Festkörperkamera wird im Allgemeinen verwendet. Der Hauptteil einer Festkörperkamera ist eine integrierte Schaltung, und ein CCD-Array, das aus vielen kleinen und präzisen lichtempfindlichen Komponenten besteht, wird auf dem integrierten Schaltungschip hergestellt. Die elektrische Signalausgabe jedes lichtempfindlichen Detektionselementes ist proportional zur Intensität des Lichtes, das von der entsprechenden Position auf dem beobachteten Ziel emittiert wird, und dieses elektrische Signal wird als Grauwert dieses Pixels aufgezeichnet. Die Pixelkoordinaten bestimmen die Position des Punktes im Bild. Das von jedem Pixel erzeugte analoge elektrische Signal wird durch analoge/digitale Umwandlung in einen bestimmten Wert zwischen 0 und 255 umgewandelt und dann an den Computer übertragen. Die große Menge an Informationen, die von der Kamera erfasst werden, wird vom Mikrocomputer verarbeitet, und das Verarbeitungsergebnis wird auf dem Monitor angezeigt. Die Kamera und der Mikroprozessor, der Mikroprozessor, der Aktor und das Display sind über ein Kommunikationskabel miteinander verbunden.

Die wichtigsten Faktoren, die die Genauigkeit des Sehsystems beeinflussen, sind die Anzahl der Pixel der Kamera und die optische Vergrößerung. Je mehr Pixel der Kamera, desto höher die Genauigkeit; Je größer die optische Vergrößerung des Bildes, desto höher die Genauigkeit. Denn je größer die optische Vergrößerung des Bildes, desto mehr Bildelemente entsprechen einem bestimmten Bereich und damit desto höher die Genauigkeit. Bei der Vergrößerung ist es jedoch schwieriger, die entsprechende Grafik zu finden, so dass die Genauigkeit die Platzierungsrate des Platzierungssystems reduziert, so dass die geeignete optische Vergrößerung der Kamera entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen bestimmt werden muss.