PCBA技術 - SMTヘッドの構成と機能について

If the SMT配置機 ロボットです, 配置ヘッドはインテリジェントマニピュレータである. プログラム制御により, 位置は自動的に修正される, 規則に従って部品を拾う, そして、彼らは正確に三次元往復運動を完了するためにプリセットパッドに置かれます. それは、配置マシンの最も複雑で重要な部分です. 配置ヘッドはサクションノズルで構成される, 視覚アラインメントシステム, センサ等.

シングルヘッドとマルチヘッドの2種類があります。マルチヘッド配置ヘッドは、固定とロータリータイプに分割することができます。初期のシングルヘッド設置機の吸引ノズルは、部品を吸引した後、メカニカルセンタリング機構に従ってセンタリングを行い、次の成分を吸引位置にするためにフィーダに信号を与えた。しかし、この方法の配置速度は比較的遅いです、そして、それは通常チップ・コンポーネントを置くために1 sをとります。そこで、パッチレートを増加させるためには、パッチヘッド数を増やす方法、すなわちパッチレートを増加させるパッチヘッドを用いる。マルチヘッド配置機は単一のヘッドから3〜6個の配置ヘッドに増加し，機械的アラインメントを使用する代わりに，様々な光学アラインメントに改良された。コンポーネントは仕事の間、拾われて、それから整列の後、順番にPCBに置かれます。指定場所。この段階では、このモデルのパッチレートは1時間当たり30000個のレベルに達し、このマシンの価格は比較的低く、組み合わせで使用することができます。ロータリーマルチヘッド構造を使用することもできます。この段階で、この方法のパッチ速度は、毎時45000～50000個に達している。

1）吸引ノズル。配置ヘッドの端部には、真空ポンプ、すなわち吸引ノズルによって制御される位置決めツールがある。様々な形状及びサイズの部品は、種々の吸引ノズルを用いてしばしば選択して配置される。真空が発生した後、吸引ノズルの負圧は、供給システム（バルクサイロ、チューブラーホッパー、ディスク状のペーパーテープまたはトレーパッケージ）からSMD成分を吸引する。吸引ノズルは、フィルムを吸引する際、ある程度の真空度に到達する必要がある。その後、ピックアップされた構成要素が正常か否かを判断することができる。コンポーネントがその側に立っているか、コンポーネント「カートリッジ」のために吸い込まれることができないとき、配置マシンは警報信号を送ります。ピックアップノズルは、部品をピックアップし、PCB上に配置する瞬間、2つの方法が通常配置のために使用される。一つは、部品の高さ、すなわち、部品の厚さを予め入力したものである。配置ヘッドをこの高さまで下げると、真空が解放され、部品がパッド上に配置される。この方法を使用する場合、コンポーネントまたはPCBの個々の違いにより、初期または後半の配置の現象が発生し、重大な場合には、コンポーネントの変位またはフライングチップの欠陥を引き起こす可能性があります。もう一つのより専門的な方法は、部品とPCBの瞬時反応に基づく圧力センサの作用による配置の軟着陸を実現することである。したがって、配置が容易であり、変位やフライングチップ欠陥の発生が容易ではない。

吸込みノズルは、直接に付着する成分である SMTコンポーネント. 様々な部品の配置に適応するために, 多くの配置機械はまた、吸引ノズルを除去し交換するための装置を備える. 吸引ノズルと吸引チューブとの間にも弾性補償がある. バッファ機構は、ピッキングプロセス中のパッチ成分の保護を保証する.

吸引ノズルは高速移動中に部品に触れ，摩耗は非常に深刻である。従って、吸引ノズルの材質や構造がますます重要になってきている。初期には合金材料を使用し，炭素繊維耐摩耗性プラスチック材料に変更した。よりプロフェッショナルなノズルは、ノズルをより耐久性にするために、セラミック材料とダイヤモンドを使用します。

smt部品の小型化と周囲部品とのギャップの低減により，吸引ノズルの構造も比較的調整されている。0603等の小部品をピックアップする際に吸着ノズルに穴を開けて安定していることを確認します。それは、周囲の構成要素に影響を及ぼすことなく、マウントして、配置するのが簡単です。

2）視覚アラインメントシステム。電子製品の小型，軽量，薄型，高信頼性の要求が高まっているので，ファインピッチ部品の正確な配置のみが表面組立の信頼性を確保できる。ファインピッチ成分を正確にマウントするには、通常以下のような要因が考えられる。

1 . PCB位置決め偏差。通常の状況下では、PCB上の回路パターンは、PCBの機械的位置決めとPCBエッジの加工穴に必ずしも対応しておらず、それは実装偏差を生じる。また、PCB上の回路パターンの歪みやPCBの変形や反りなどの欠陥によって実装ずれが生じる。

2 .コンポーネントのセンタリング偏差。部品自体の中心線は必ずしもすべてのリード線の中心線に対応していないので、配置システムが機械中心の爪を部品中心に使用する場合、部品の全てのリード線の中心線を整列させることができない。また、パッケージング容器において、あるいは、芯出し爪をクランプして中心とする場合には、部品リードを曲げ、ツイスト、オーバーラップすることができる。このような現象によって、位置ずれや配置信頼性が低下する。部品のリード線がリード線幅の25 %以下でパッドから外れたときに表面実装が成功する。リードピッチが狭い場合、許容偏差は小さくなる。

3. 機械自体の移動偏差. 配置精度に影響する機械的要因は、配置ヘッドのX−Y軸移動精度又は PCB位置決めテーブル, SMT構成センタリング機構の精度と配置精度. ビジョンシステムは高精度配置機の重要な部分となっている.