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貼片機 貼裝速度的影響因素

發布時間:2018-12-25

貼裝速度是貼裝技術基本的特性之一,也是貼片設備性能指標中相對敏感、具有代表性和相對容易對比的參數,很多情況下,它又是貼片機檔次和水平的一個重要標志,貼片機評價、選擇和使用中都是舉足輕重的性能指標。

貼裝速度是指貼片機在單位時間貼裝元件的能力,一般都用每小時貼裝元件數或每個元件貼裝周期來表示,60000/h0.06s/元件。

通常,在貼片機的參數中,貼裝速度只是理論速度,只是根據吸嘴的取料時間,從取料位置到貼裝位置相對短的移動距離和相對小貼裝距離等理想狀態計算出來的理論速度;而且只是元件貼裝的理論時間,并不包括傳送時間和準備時間等輔助時間

目前業界還沒有準確的貼片機速度定義和測量方法,現在貼片機制造廠商采用一種理想的方法測量速度數據,不包括任何外加因素,即不考慮印制板的傳送和定位時間,印制板的大小、元器件的種類和貼裝位置等,只是將一定數量的一種元件(例如,120個片式元件或10QFP封裝的IC)按規則排列方式貼裝到樣板上,所示,然后計算每個元件平均時間,以每小時多少片或每片多少秒的數字給出“貼裝速度”。

由于片式元件和IC封裝的貼裝速度差別很大,無論供應商以什么格式和單位給出的貼裝速度,都是理論速度,也稱為標稱速度,只有相對比較的參考意義,與實際生產中每個班次能夠貼裝的元器件數量(實際貼裝生產率)相去甚遠

此外,在考察貼裝速度和不同機器對比時也使用“循環速度”或“測試速度”這一指標。它是貼片機速度相對基本的度量參數,類似上述理論速度,只是實際上還沒有安放零件,機器尚處于空轉的工作模式。這一速度值由于不涉及元件拾取、定中心以及安放等帶來的影響,因此較之等效的理論速度要快一些。雖對機器的機械驅動效率進行比較,循環速度是有用的指標,但對于使用者實際意義不大,因此現在貼片機參數中一般不提供。


實際影響貼裝速度的因素

顯然,在實際貼裝生產中,不可能只有一種元件,也不可能只排列成規則的陣列,實際需要附加的時間和影響貼裝速度的因素很多。在實際貼片生產,需要考慮的時間如下所述。

①線路板傳送和定位時間:貼裝完成的線路板從工作臺面傳到下段機器或等待位置以及等待中的線路板從上段機器或等待位置傳到機器工作臺面。通常傳送的實踐需要2.5~5s,有些特殊裝置可以達到1.4s。

②線路板基準點校正時間:由于線路板的傳送、線路板的翹曲和貼裝精度的要求等,用線路板上的基準點定位是相對好的方式。一般來說,一個基準點只能校正線路板XY方向的偏差:兩個基準點可以校正線路板X、Y方向的偏差和角度的偏差;3個基準點可以校正線路板X、Y方向的偏差和角度的偏差,以及雙面板在一面已經貼完回流之后引起的翹曲變形。

③吸嘴更換時間:由于在印制電路板上有各種不同的元件,需要不同的吸嘴,貼裝頭上的吸嘴往往不能吸取所有類型的元件,所以,一般平臺式的機器設計有吸嘴自動更換的功能。

④元件送料及吸取時間:一般元件在吸取前就應該送料到位,但在同一料站上連續吸取時,如果下一顆物料送料的時間長于更換另一個吸料軸來吸料的時間,貼裝頭就需要等待元件送料的時間。元件吸取的時間包括吸嘴移動到元件上空、吸嘴在z軸的帶動下到元件吸取位置接觸到吸嘴、吸嘴的真空打開,以及吸嘴帶著元件在Z軸的帶動下回到移動高度所需要的時間。


⑤工作臺移動時間:對于轉塔式機器,是指X、Y工作臺帶動印制電路板從上一位置移動到現在將要貼裝的位置的時間:對于平臺式的機器,是指懸臂的X、Y驅動軸帶動貼裝頭從上一位置移動到現在將要貼裝的位置的時間。

⑥元件的識別時間:是指當元件通過元件識別照相機時,照相機攝取元件圖像的時間。對于轉塔式機器,由于轉塔轉動有一定的頻率,而單個元件照相的時間小于元件取料和貼裝的時間,所以對于轉臺式的機器元件的識別時間基本可以忽略不計。

⑦元件貼裝時間:吸嘴帶著元件到達貼裝焊盤上方,吸嘴通過Z軸的帶動下降到貼片高度并與焊盤上的錫膏相接觸,吸嘴的真空關閉并離開貼片高度,吸嘴的吹氣打開以保證元件不隨著吸嘴的離開而帶起來,吸嘴回到原始高度所需要的時間之和

⑧貼裝頭交替等待時間(多貼裝頭機器)。

總之,貼片機的實際貼裝速度遠低于其所標示的理論速度。根據線路板上貼片元件的數量不同、分布不同、種類不同、種類的多少不同以及貼片機特征和形式的不同,通常貼片機的實際貼裝速度只有理論速度的60%~85%。

參考文獻

1吳懿平,鮮飛電子組裝技術武漢:華中科技大學出版社,2008

2王天曦,王豫明貼片工藝與設備北京:電子工業出版社,2008




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