【正文】 類元件。 　　表1所列是測試的元件類型和匯編結(jié)果的例子。元件系數(shù)等于質(zhì)量高度/端子焊盤面積（圖2）。優(yōu)化后的程序，實現(xiàn)了較后貼裝較大元件，逐漸降低工作臺速度，直到完成PCB的組裝。 　　優(yōu)化程序的效果如何？　　貼片機(jī)的優(yōu)化程序有助于元件貼片質(zhì)量的改善?！　∫粋€常有的錯誤觀念是，降低工作臺速度將對貼片機(jī)的性能帶來不利的影響。工作臺速度方式的設(shè)置適用于不同類型的元器件，而且元件數(shù)據(jù)庫中已帶有相應(yīng)的缺省參數(shù)設(shè)置。雖然，這個問題在工作臺運(yùn)行的機(jī)器上會被放大，但是，它同樣會造成其它類型的生產(chǎn)線出現(xiàn)丟失元件和質(zhì)量問題?！　∫虼耍圃爝^程中需控制PCB在生產(chǎn)線上的傳送速率。此外，在元件貼裝過程中，當(dāng)元件高度設(shè)置得不正確時，在回流焊接階段，就很有可能產(chǎn)生“墓碑”現(xiàn)象。在生產(chǎn)過程中常常需要更換元件卷帶，有時，更換的元件不是同一個廠家生產(chǎn)的，這種元件外形尺寸可能有所差別。如果PCB在貼片機(jī)中得不到適當(dāng)?shù)闹?，它就會下沉，這樣的話，PCB表面高度就會低于貼片機(jī)的“Z”軸零點?！　∪绻褂貌划?dāng)，元件貼片后，轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)工作臺的運(yùn)行會使元件翻轉(zhuǎn)?！　栴}何在？　　具有這樣一系列有說服力的優(yōu)點，似乎轉(zhuǎn)塔式平臺可以被認(rèn)為是“最佳的選擇”?！　　　CB沿XY方向運(yùn)行，使PCB精確地定位于規(guī)定的貼片位置，而貼片機(jī)核心的轉(zhuǎn)塔在兩點間攜帶著元件，在運(yùn)動過程中實施視覺檢測，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正（圖1）。在過去的16年中，轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)的平均貼片速度已提高了近四倍，可貼裝元件和器件的類型和范圍也明顯擴(kuò)大，目前，貼片機(jī)煩瑣的換線僅用微波爐嘣一袋爆米花的時間就可完成。元件吸取和貼裝的高度將是關(guān)鍵的，對于初始的元件吸取，送料器軸的調(diào)整是需要的，盡管機(jī)器可以在吸取位置補(bǔ)償元件的偏移。另外，更緊的公差必然需要增加工藝控制、更徹底的預(yù)防性維護(hù)、更多的培訓(xùn)和工藝知識、和對報廢及檢查/修理活動的增加的認(rèn)識。、40181。另外，吸嘴必須高度耐磨，因為其腐蝕作用會由于小的接觸面積而惡化。一個起作用的因素是板的支撐，沒有支撐元件可能從過高的高度落下或被壓入錫膏中。圖二、當(dāng)元件超程沖擊焊錫顆粒時，反作用力改變吸嘴的軸向并產(chǎn)生一個水平的力，產(chǎn)生元件的偏移　　因此，超程降低貼裝精度?！　‘?dāng)顆粒大小大于20181。試驗已經(jīng)顯示，對于Y方向3σ的貼裝精度。在Z方向177。圖一、Y方向是0201元件貼裝的唯一最重要的軸向糾正　　由于在三個軸上的閉環(huán)實時反饋，對送料器校準(zhǔn)的需要實際上消除了。事實上，試驗表明0201元件要求99%的吸取可靠性?？墒牵?dāng)偏移增加到，缺陷水平上升到超過5000ppm。m。雖然這些允許設(shè)計者取得高度功能化與緊湊的產(chǎn)品所需要的更高密度，但也使情況復(fù)雜化?！　〈_認(rèn)所面臨的挑戰(zhàn)　　小的元件提出了許多問題?！　I(yè)界所面臨的現(xiàn)實是零件變得越來越小。在機(jī)器制造商、元件供應(yīng)商、電路板制造商、模板工廠和錫膏制造商之間的關(guān)系需要加強(qiáng)，以形成一個更加無縫的(seamless)開發(fā)過程。散裝進(jìn)料(bulk feeding)正在開放之中，應(yīng)該在2001年可以得到。m的等級，實際標(biāo)準(zhǔn)偏差大約為35~45181。m 的Y。因此，Ramp。所有機(jī)械在運(yùn)行期間都產(chǎn)生振動。這樣形成一個長而細(xì)的吸嘴軸，彎曲脆弱但還必須保持精度以維持吸取的高可靠性。 過壓是由于當(dāng)貼裝頭上下運(yùn)動是所產(chǎn)生的慣性造成的。吸嘴必須在其夾具(holder)內(nèi)自由移動，而不犧牲精度(圖一)。在適當(dāng)?shù)剡M(jìn)給元件之后，下一步是將元件吸取在真空吸嘴上，并把它帶到電路板上。其它因素也作了調(diào)查研究，比如驅(qū)動鏈輪的直徑和料帶與鏈輪接觸的數(shù)量等。 元件送料器?！　榱诉_(dá)到這個，送料器(feeder)工作臺必須精密加工，以保證單個送料器的可重復(fù)定位，并且使用雙軌線性移動導(dǎo)軌與一個高分辨率半封閉循環(huán)的伺服系統(tǒng)相結(jié)合。這些參數(shù)包括：D)的許諾。　　原先可以接受的機(jī)器貼裝精度馬上變成引進(jìn)0201的一個局限因素。合約制造商(CM, contract manufacturer)也必須具備新的技術(shù)，以保持裝配工藝最新和為客戶提供完整的服務(wù)范圍。總計，幾乎將近五年時間，0402包裝才在工業(yè)中達(dá)到廣泛的接受 并且在今天還有許多裝配工廠從來不貼裝一顆0402片狀?！　‰S著0402元件的出現(xiàn)，工藝挑戰(zhàn)又增加到那些需要為成功的元件貼裝而探討的問題之中。更高分辨率的相機(jī)與更小的真空吸嘴就在這些元件帶給裝配設(shè)備的變化之中?！　≡谶@個期間，機(jī)器與元件兩者都迅速進(jìn)化。從那時起，對越來越小、越來越輕和越來越快速的電子產(chǎn)品的需求就一直推動著電子元件、PCB和裝配設(shè)備技術(shù)朝著SMT的方向發(fā)展。　　對SMT最早的普遍接受是發(fā)生在八十年代早期，那時諸如Dynapert MPS500和FUJI CP2這些機(jī)器進(jìn)入市場。在機(jī)器變得更快更靈活的同時，0603 (1608) 元件開始發(fā)展?！　?402(1608)包裝的出現(xiàn)在PCB裝配的各方面都產(chǎn)生了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。錫膏(solder paste)印刷變得更加關(guān)鍵 模板(stencil)厚度與錫膏網(wǎng)孔是越來越重要的工藝考慮因素?！　‖F(xiàn)在，進(jìn)入了0201。對于機(jī)器制造商，其挑戰(zhàn)是開發(fā)在一個動態(tài)的技術(shù)變化的時代中更加抵抗陳舊過時的裝配設(shè)備。另外，傳統(tǒng)的工業(yè)帶包裝(taping)規(guī)格對于可靠的0201貼裝允許太多的移動，而工藝控制水平也必須提高，以使得0201貼裝成為生產(chǎn)現(xiàn)實?？煽康?201貼裝的關(guān)鍵　　在FUJI，進(jìn)取的Ramp。 元件送料器工作臺。該設(shè)計允許作出很小的調(diào)節(jié) 基于由視覺系統(tǒng)判斷的吸取精度結(jié)果。送料器必須制造達(dá)到極緊的公差，以保證吸取位置維持可重復(fù)性，不管元件高度和大量的可能元件位置的變化。 送料器驅(qū)動鏈輪。對基本的鏈輪設(shè)計所作的改變得到定位精度的改進(jìn)，比較早的設(shè)計在X方向提高20%，Y方向提高50%。真空吸嘴(nozzle)需要順應(yīng)以吸收在吸取與貼裝元件期間的沖擊，補(bǔ)償錫膏高度上的微小變化，并且減少元件破裂的危險。 如果吸嘴和軸不在一條直線，就產(chǎn)生一點抖動(whip) 或過壓。 吸嘴設(shè)計。從直線軸到錐形設(shè)計的改變增加吸嘴強(qiáng)度，并允許吸嘴抵抗彎曲(圖三)?；w框架設(shè)計是減少產(chǎn)生振動和諧波共振的速度與運(yùn)動效應(yīng)的關(guān)鍵第一步。D的焦點已經(jīng)轉(zhuǎn)向更新、更小的元件，0201不再認(rèn)為是前緣的元件包裝技術(shù)。為了達(dá)到 6 Σ 的貼裝可靠性，X與Y的公差必須減少到50181。m?！　‰m然機(jī)器現(xiàn)在具備這個能力，但只有一小部分使用者將準(zhǔn)備在未來12~24個月內(nèi)邁出使用0201貼裝的步伐。最終結(jié)果將是對該工藝的統(tǒng)一的理解，以及將使最終用戶受益的更好的工作關(guān)系，特別是通過使新的生產(chǎn)技術(shù)更快和更有效的結(jié)合。例如，0201片狀電容比0402小75%，在電路板上所占的面積少66%，這些元件在本十年的早期將出現(xiàn)在一些通用的印刷電路板上，而甚至更小的01005片狀元件到2005年將在空間更珍貴的模塊電路板上看到。更高的密度 這是困擾較小元件的主要原因 使得貼裝任務(wù)的難度大了一個數(shù)量級。對于密度高的PCB，貼裝精度直接影響回流焊接后的裝配缺陷數(shù)量，例如，貼裝偏移會增加錫橋、錫珠、元件豎立和元件不對準(zhǔn)焊盤的機(jī)會。為了達(dá)到這個目標(biāo)，機(jī)器精度變成首要問題。雖然這個絕對距離意味著很小，但是研究表明該工藝留下很少犯錯的余地?！　∥∥恢霉睢　榱吮３稚a(chǎn)系統(tǒng)的連貫性，吸嘴必須能夠在所有三個方向上移動，即沿X,Y和Z軸移動 這一點是重要的，因為在所有生產(chǎn)機(jī)器上Y軸的控制是沒有的。沒有三個軸上的實時閉環(huán)反饋，送料器的校準(zhǔn)是關(guān)鍵的。糾正吸嘴X/Y軸的運(yùn)動是保證穩(wěn)定和持續(xù)的元件吸取的關(guān)鍵。　　會發(fā)生什么呢？有趣的是進(jìn)一步調(diào)查顯示當(dāng)元件只是貼裝在助焊劑上時，元件不會發(fā)生由于超程的滑移，但是在錫膏上時會發(fā)生。m時，元件偏斜就有可能，因為顆粒在焊盤上分布不均。它也可能增加高密度貼裝的錫橋，因為當(dāng)使用無焊腳焊盤時，元件會將錫膏從零件下擠出(圖二)。為了準(zhǔn)確地控制行程，板的支撐系統(tǒng)必須為板的拱形提供足夠的糾正。所有這些都必須意識到如何滿足和處理即將面臨的01005元件的挑戰(zhàn)。m(3σ)的精度、%的吸取率?！　☆A(yù)防性維護(hù)總是生產(chǎn)的一個重要部分，現(xiàn)在由于0201貼裝而更加重要。工作臺運(yùn)行對元件貼片的影響解決轉(zhuǎn)塔式平臺的問題要求完全了解許多工藝參數(shù)，并始終將重點放在過程控制上?！　∪欢?，經(jīng)多年的進(jìn)展，轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)的基本原理卻沒有任何變化?！　【透咚儋N片機(jī)而言，任何轉(zhuǎn)塔式設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)都具有一些顯著的優(yōu)點： 簡單的機(jī)械齒輪傳動式轉(zhuǎn)塔設(shè)計可保持供電用電纜、伺服系統(tǒng)、編碼器、傳感器和攝像機(jī)等靜止不動。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)的貼片速度每小時可達(dá)53，000個元件以上。然而，人們的目光關(guān)注著不停運(yùn)動著的工作臺。不過，元件貼片后的移位，始終是組裝工藝過程已經(jīng)失控的征兆。這樣會導(dǎo)致元件在PCB上方略高的位置就被釋放，與直接貼片到潤濕、有粘性的焊膏上有所不同。而不是直接貼片到焊膏上?！　∑渌に囈蛩亍　≡赑CB印刷焊膏后，需要在傳送機(jī)上等待多長時間？焊膏的制造廠家總是說焊膏可敞開放置達(dá)6個小時，然而，這只對大量焊膏才是真實的。如果生產(chǎn)周期小于1分鐘的話，那么最好在印刷機(jī)和貼片機(jī)之間緩沖一定數(shù)量的PCB；但是，如果生產(chǎn)周期為2分鐘或3分鐘的話，待貼片的PCB的數(shù)量就必須少一點了?！　」ぷ髋_運(yùn)動的控制　　現(xiàn)代轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)具有用戶控制XY工作臺運(yùn)行速度和加速度的功能。用戶可通過缺省值的設(shè)置，來簡化參數(shù)實施。而實際上，雖然，工作臺速度延長了貼片機(jī)的工作周期，但較大的和重的元件已使用較慢的凸輪速度來實施拾取和移動的操作。優(yōu)化程序的目的是設(shè)定送料器和貼裝順序，以確保設(shè)備盡可能有效地發(fā)揮其作用，提高貼片總產(chǎn)量。然后，工作臺以最低的編程速度運(yùn)行到卸載位置，PCB從此位置返回到傳送機(jī)，并送入下一道工序。 　　不同的焊膏粘度，元件系數(shù)對應(yīng)的工作臺速度方式稍有不同（圖3）。這些元件都是電子組裝業(yè)最常用的元件，占貼片元件總數(shù)的95%以上。只要最基本的工藝控制到位的話，工作臺運(yùn)行不會影響到貼片精度。一種良好的制造工藝將會提高生產(chǎn)現(xiàn)場的產(chǎn)量和質(zhì)量。將產(chǎn)品變得越來越小、越快和越便宜的需求，推動著對提高小型化技術(shù)研究的永無止境的需求。最近進(jìn)行了一個0201元件的高速裝配研究，對每一個工藝步驟進(jìn)行了調(diào)查研究。在工藝順序方面，只改變研究下的工藝步驟的變量，而其它工藝參數(shù)保持不變。標(biāo)稱焊盤變化為177。和90176。 另外，0201焊盤尺寸在這六個單元上變化。所有測試板使用相同的裝配設(shè)備裝配：一部模板印刷機(jī)、一部高速元件貼裝機(jī)、和一臺七溫區(qū)對流回流焊接爐。結(jié)果是基于95%的可信度區(qū)間，從統(tǒng)計分析上決定重要因素?！　∧０逵∷⒌脑囼灲Y(jié)果　　表一列出只檢查印刷影響的試驗。表一、第一個模板印刷試驗的試驗設(shè)計試驗編號錫膏類型刮刀類型錫膏滯留時間(分鐘)分開速度(cm/s)1III金屬2III金屬103III聚合物4III聚合物105IV金屬106IV金屬7IV聚合物8IV聚合物10　　錫膏厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差用作第二個度量標(biāo)準(zhǔn)。含有錫橋的焊盤和沒有錫膏的焊盤被認(rèn)為是缺陷(圖三)。調(diào)查模板擦拭頻率，是由于它影響產(chǎn)量?！　　；谶@些結(jié)果，模板擦拭頻率是這個試驗的唯一主要影響。用來評估每個試驗條件的標(biāo)準(zhǔn)是0201元件的貼裝精度。四百八十個0201元件貼裝在每塊板上，每個試驗總共1920個元件。因此，貼裝的最大偏移發(fā)生在象限40?；谶@些結(jié)果，阻焊界定的基準(zhǔn)點提供比金屬界定的基準(zhǔn)點更好的板上貼裝精度。這些參數(shù)在一個要求九次不同反復(fù)的DOE中設(shè)定(表四)。C)145501251355565217219255601651755565211214345501451554550211214425351651754550217219525351451555565222225625351251353540211214745501651753540222225855601251354550222225955601451553540217219　　對這個試驗，印刷和貼裝工藝保持不變，而對回流溫度曲線作改變?！　』亓骱附釉囼灲Y(jié)果　　對于在表五中所列出的每一個試驗，重復(fù)做三次，每次重復(fù)總共564個元件，或者每個試驗1692個元件?！　∈褂昧巳齻€標(biāo)準(zhǔn)來評估每個試驗條件：焊點質(zhì)量、元件豎立和錫橋。錫橋在兩個相鄰的焊接點連接到一起的時候發(fā)生，將元件短接在一起?！　∷羞@些缺陷都在0201元件上找到。圖五描述每個試驗發(fā)生的缺陷數(shù)量。結(jié)論　　從第一次模板印刷試驗的數(shù)據(jù)顯示，只有刮刀類型對錫膏高度和缺陷數(shù)量具有統(tǒng)計意義上的重要影響。錫膏缺陷的數(shù)量在這兩次試驗中比在用每一次印刷都擦拭模板的類似試驗中要多得多。如缺陷數(shù)據(jù)所顯示，在不同保溫時間、液相線以上時間或峰值溫度之間存在很少或沒有差別。還有，諸如錫膏滯留時間、液相線以上時間和峰值溫度等變量對工藝缺陷數(shù)量有很小到?jīng)]有影響。這些元件的使用給裝配工藝過程提出了很嚴(yán)厲的要求?！　〕瞬檎胰毕葜猓N裝后的檢查工具也可以檢查影響精度、質(zhì)量和裝配過程效率的工藝更改情況。特別是，錫膏塊的高度、面積或體積可能影響貼裝精度，由于貼裝期間引腳落到錫膏里面時的元件橫向運(yùn)動。　　圖一和圖二顯示了X和Y偏差圖，、面積與體積的函數(shù)。從測得的數(shù)據(jù)計算的互相關(guān)值很低，進(jìn)一步證實了貼裝精度與錫膏塊高度、面積和體積之間沒有重要的關(guān)系。然后元件貼裝在膠帶上，這樣錫膏就不會影響貼裝精度。注意，標(biāo)準(zhǔn)偏差對于雙面膠的板較小，除兩個元件之外，X偏移的平均值對雙面膠的板較小。這個說法不是意味著模板印刷工藝的品質(zhì)對結(jié)果沒有影響，特別是，印刷后錫膏塊的量是決定回流后焊接點品質(zhì)的主要因素。元件到正確位