未来的贴片机还需要发展之路
发布时间2022-03-12 12:16:58
未来的贴片机发展之路1 可靠确定PCB基准标记位置的能力
由于 PCB 基准标记的可靠定位是任何 SMD 贴放对位的第一步,视觉系统必须可以识别不同的基准,即使在基准外观并不理想的状况下。例如,来自制造工艺的氧化、镀锡和波峰焊料导致的各种变化,可能造成镜面反射和表面不一致,它们会极大地改变标记的外观。可能影响基准外观的其它因素,包括电路板变形、焊料堆积过多、电路板颜色改变等等。具有容忍这些状况的视觉系统可以帮助使用者提高对位成功率,减少操作者的干预。
2 识别非标准器件能力 机器视觉系统应该能够可靠地识别各类非标准器件的外形,不论它们的形状如何少见。现有的贴片对位软件,带有内置的几何图案寻找工具,这些工具能“学习”器件的几何属性,即使它形状怪异,系统也能够识别器件
3 可靠避开吸嘴的能力 SMD元件贴装一般使用前光照明或背光照明,或两者都用。背光照明用于产生器件的背影,显现的图像类似于二进制图像,使视觉系统更容易识别器件,在识别片式阻容类等简单器件时通常采用这类照明。但背光也会给视觉系统带来难题:拾取器件的吸嘴的背影经常会从器件后面突出来,或部分遮蔽芯片(如图9)。尽管正面照明技术可以防止这种现象,但吸嘴本身的像素灰度值可能会使视觉系统无法可靠地区分吸嘴和器件。选择能够识别器件和拾取器件的吸嘴之间形状差别的视觉系统,就能容忍吸嘴的部分遮蔽,因此将提高器件对中精度,防止由于视觉错误而使器件被误放。
4 识别密间距器件和白色陶瓷表面器件的能力 为了精确地识别BGA、倒装芯片或CSP等各种器件,并检查引脚偏差,视觉系统必须能够准确定位每一个元件。视觉系统还应可靠地识别白色陶瓷表面的器件,它的低对比度反射性质会使传统的视觉技术失去作用。这些功能应该得到核实,测试软件应该能区分各个物体。
5 具有自动化编程能力 针对非常特殊的元件,新型视觉软件工具应该具有自动“学习”的能力,用户不必把参数人工输入到系统中,从头创建器件描述,他们只需把器件拿到视觉摄像机前照张相就可以了,系统将自动地产生类似 CAD 的综合描述。这项技术可以提高器件描述精度,并减少很多操作者的错误,加快元件库的创建速度,尤其是在频繁引入新型器件或使用形状独特器件的情况下,从而提升生产效率。
6 支持多种类型的摄像机 以前处理图像的时间一直要比获取它们的时间长,但 CPU 技术的新发展加速了图像处理速度,图像获取速度反而可能成为限制因素。为了提高系统处理效率,要把获取图像的时间降到最低程度,视觉系统应该能够支持多种先进的行扫描、高分辨率(1024×1024 像素)、高速的数字式摄像机。
在评估面向 SMD 贴放对中的贴片机视觉系统时应充分考虑上述几个因素,确保您所选择的系统具有高度的灵活性,能够轻松处理新的元件类型和来自不同制造商的不同器件,使用户的工作变得更为简单。
7. 贴片机的发展趋势
8 高效率双路输送结构
双路输送结构在保留传统单路贴片机性能的基础上，将PCB的输送、定位、检测、贴片等设计成双路结构，这种双路结构贴片机可分为同步和异步两种方式，同步方式是将两块大小相同的PCB由双路轨道同步送入贴装区域进行贴装，异步方式是将不同大小的PCb分别送入贴片区域，这两种方式都可以缩短贴片机的无效工作时间，提高生产效率。
9 高速、高精密、多功能、智能化
贴片机的贴装速度、精度与功能一直相互矛盾，由于表面贴装元器件不断发展，其封装形式也在不断变化，新的如BGA、FC、CSP等，对贴片机的要求越来越高。美国和法国的贴片机采用“飞行检测”技术，提高了贴片速度，德国的Siemems公司引入智能化控制，降低了失误率，日本的Yamaha公司引入双组旋转贴片头，不但提高了贴装的速度，还保证了贴装的精度。
10 多悬臂、多贴装头
传统的仅有一个悬臂和贴装头的贴片机已经不能满足现代生产速度的需求，为此人们发展出了双臂贴片机。例如环球仪器GSM2、Siemens的S25等，更有四悬臂机器，例如Siemens的HS60，环球仪器GC120等，成倍的提高了生产效率。
11 柔性连接、模块化
新型的贴片机为了增强适应性和使用效率朝柔性贴装系统和多模块结构发展。将点胶贴片的各种功能做成功能模块组件，用户可以根据各个模块组件更新或更换组件，以实现用户的实际性需求。例如美国环球仪器公司的贴片机，适合多任务、多用户、投资周期短的加工企业。
结束语
电子技术的发展对贴装设备不断提出新的更高更好的要求,反过来电子元器件贴装设备的新发展又有力地推动着电子组装业的发展,进而推动着电子技术的发展。目前随着贴装设备市场的不断成熟,从一个平台到另外一个平台的差异愈来愈小。正因为如此,贴装设备的购买者所关注的内容应该超出说明书,对设备进行全面的评估,不仅要看硬件而且还应关注软件,并考虑以下关键因素:机器类型、成像以及灵活性,有了这些认识,就可以识别不同设备的优劣,并作出明智的选择。 1 可靠确定PCB基准标记位置的能力
由于 PCB 基准标记的可靠定位是任何 SMD 贴放对位的第一步,视觉系统必须可以识别不同的基准,即使在基准外观并不理想的状况下。例如,来自制造工艺的氧化、镀锡和波峰焊料导致的各种变化,可能造成镜面反射和表面不一致,它们会极大地改变标记的外观。可能影响基准外观的其它因素,包括电路板变形、焊料堆积过多、电路板颜色改变等等。具有容忍这些状况的视觉系统可以帮助使用者提高对位成功率,减少操作者的干预。
2 识别非标准器件能力 机器视觉系统应该能够可靠地识别各类非标准器件的外形,不论它们的形状如何少见。现有的贴片对位软件,带有内置的几何图案寻找工具,这些工具能“学习”器件的几何属性,即使它形状怪异,系统也能够识别器件
3 可靠避开吸嘴的能力 SMD元件贴装一般使用前光照明或背光照明,或两者都用。背光照明用于产生器件的背影,显现的图像类似于二进制图像,使视觉系统更容易识别器件,在识别片式阻容类等简单器件时通常采用这类照明。但背光也会给视觉系统带来难题:拾取器件的吸嘴的背影经常会从器件后面突出来,或部分遮蔽芯片(如图9)。尽管正面照明技术可以防止这种现象,但吸嘴本身的像素灰度值可能会使视觉系统无法可靠地区分吸嘴和器件。选择能够识别器件和拾取器件的吸嘴之间形状差别的视觉系统,就能容忍吸嘴的部分遮蔽,因此将提高器件对中精度,防止由于视觉错误而使器件被误放。
4 识别密间距器件和白色陶瓷表面器件的能力 为了精确地识别BGA、倒装芯片或CSP等各种器件,并检查引脚偏差,视觉系统必须能够准确定位每一个元件。视觉系统还应可靠地识别白色陶瓷表面的器件,它的低对比度反射性质会使传统的视觉技术失去作用。这些功能应该得到核实,测试软件应该能区分各个物体。
5 具有自动化编程能力 针对非常特殊的元件,新型视觉软件工具应该具有自动“学习”的能力,用户不必把参数人工输入到系统中,从头创建器件描述,他们只需把器件拿到视觉摄像机前照张相就可以了,系统将自动地产生类似 CAD 的综合描述。这项技术可以提高器件描述精度,并减少很多操作者的错误,加快元件库的创建速度,尤其是在频繁引入新型器件或使用形状独特器件的情况下,从而提升生产效率。
6 支持多种类型的摄像机 以前处理图像的时间一直要比获取它们的时间长,但 CPU 技术的新发展加速了图像处理速度,图像获取速度反而可能成为限制因素。为了提高系统处理效率,要把获取图像的时间降到最低程度,视觉系统应该能够支持多种先进的行扫描、高分辨率(1024×1024 像素)、高速的数字式摄像机。
在评估面向 SMD 贴放对中的贴片机视觉系统时应充分考虑上述几个因素,确保您所选择的系统具有高度的灵活性,能够轻松处理新的元件类型和来自不同制造商的不同器件,使用户的工作变得更为简单。
7. 贴片机的发展趋势
8 高效率双路输送结构
双路输送结构在保留传统单路贴片机性能的基础上，将PCB的输送、定位、检测、贴片等设计成双路结构，这种双路结构贴片机可分为同步和异步两种方式，同步方式是将两块大小相同的PCB由双路轨道同步送入贴装区域进行贴装，异步方式是将不同大小的PCb分别送入贴片区域，这两种方式都可以缩短贴片机的无效工作时间，提高生产效率。
9 高速、高精密、多功能、智能化
贴片机的贴装速度、精度与功能一直相互矛盾，由于表面贴装元器件不断发展，其封装形式也在不断变化，新的如BGA、FC、CSP等，对贴片机的要求越来越高。美国和法国的贴片机采用“飞行检测”技术，提高了贴片速度，德国的Siemems公司引入智能化控制，降低了失误率，日本的Yamaha公司引入双组旋转贴片头，不但提高了贴装的速度，还保证了贴装的精度。
10 多悬臂、多贴装头
传统的仅有一个悬臂和贴装头的贴片机已经不能满足现代生产速度的需求，为此人们发展出了双臂贴片机。例如环球仪器GSM2、Siemens的S25等，更有四悬臂机器，例如Siemens的HS60，环球仪器GC120等，成倍的提高了生产效率。
11 柔性连接、模块化
新型的贴片机为了增强适应性和使用效率朝柔性贴装系统和多模块结构发展。将点胶贴片的各种功能做成功能模块组件，用户可以根据各个模块组件更新或更换组件，以实现用户的实际性需求。例如美国环球仪器公司的贴片机，适合多任务、多用户、投资周期短的加工企业。
结束语
电子技术的发展对贴装设备不断提出新的更高更好的要求,反过来电子元器件贴装设备的新发展又有力地推动着电子组装业的发展,进而推动着电子技术的发展。目前随着贴装设备市场的不断成熟,从一个平台到另外一个平台的差异愈来愈小。正因为如此,贴装设备的购买者所关注的内容应该超出说明书,对设备进行全面的评估,不仅要看硬件而且还应关注软件,并考虑以下关键因素:机器类型、成像以及灵活性,有了这些认识,就可以识别不同设备的优劣,并作出明智的选择。
