贴片机分类

全自动贴片机是由计算机、光学、精密机械、滚珠丝杆、直线导轨、线性电动机、谐波驱动以及真空系统和各种传感器所构成的机电一体化高科技装备。各种类型的贴片机在组装速度、精度和灵活性方面各有特色,要根据产品的品种、批量和生产规模进行选择。目前,国内电子产品制造企业里使用最多的是顺序式贴片机。

贴片机有如下分类:

  • 1.按速度分类,有中速、高速、超高速;
  • 2.按功能分类,有高速、多功能;
  • 3.按贴装方式分类,有顺序式、同时式、顺序-同时式、流水作业式,如图所示;
  • 4.按自动化程度分类,有手动式、半自动式、全自动式;
  • 5.按贴片机结构分类,有动臂式、转塔式、复合式。
片状元器件贴片机的类型
片状元器件贴片机的类型

动臂式机器的安装精度较好,安装速度为每小时5000~20000个元件。复合式和转塔式机器的组装速度较高,一般为每小时20000~50000个。大型平行系统的组装速度最快,可达每小时50000~100000个。一般推荐的SMT生产线由2台贴片机组成,即一台片式元件贴片机(高速贴片机)和一台IC元件贴片机(高精度贴片机),它们各司其职,有利于其发挥出最高的贴片效率。一台多功能贴片机在保持较高贴片速度的情况下,可以完成所有元器件的贴装,减少了投资。

1.动臂式贴片机

动臂式机器是最传统的贴片机,如下图所示。元件送料器和基板(PCB)是固定的,贴片头(安装有多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动,将元件从送料器取出,通过对元件位置与方向的调整,然后贴放在基板上,由于贴片头安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上,所以得名。绝大多数贴片机厂商均推出了采用动臂式机器结构的高精度贴片机和中速贴片机,如Universal公司的GSM系列、Assembleon公司的ACM、Yamaha公司的W系列、Juki公司的KE系列、Fuji公司的QP-341E和XP系列、Panasonic公司的BM221系列及Samsung公司的CP60系列。

动臂式机器分为单臂式和多臂式,单臂式是最早发展起来的,且现在仍然在使用的多功能贴片机。在单臂式基础上发展起来的多臂式贴片机可将工作效率成倍提高,如美国Universal公司的GSM2贴片机就有两个动臂安装头,可交替对一块PCB进行安装。这种形式由于贴片头来回移动的距离长,所以速度受到限制,现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达数十个)和采用双梁系统来提高速度,即一个梁上的贴片头在取料的同时,另一个梁上的贴片头在贴放元件,速度几乎比单梁系统快一倍,但实际应用中同时取料的条件较难达到,而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴,有时间上的延误。

动臂式贴片机的结构
动臂式贴片机的结构
动臂式贴片机的结构2
动臂式贴片机的结构2

这类机型的优势在于系统结构简单,可实现高精度,适用于各种大小、形状的元件,甚至是异型元件,送料器有带状、管状和托盘形式,适于中、小批量生产,也可多台机器组合用于大批量生产。

2.转塔型贴片机

转塔型贴片机如图所示。元件送料器放于一个单坐标移动的料车上,基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上,贴片头安装在一个转塔上,工作时料车将元件送料器移动到取料位置,贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件,经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180°),在转动过程中经过对元件进行位置与方向的调整,将元件贴放于基板上。生产转塔式机器的厂商主要有Panasonic、Hitachi及Fuji。

转塔型贴片机的结构
转塔型贴片机的结构
转塔型贴片机的结构2
转塔型贴片机的结构2

一般转塔上安装有十几到二十几个贴片头,每个贴片头上安装有2~6个真空吸嘴。由于转塔的特点,将动作细微化,选换吸嘴送料器移动到位取元件,元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)及贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成,所以可以实现真正意义上的高速度,目前最快的时间周期达到一片元件0.08~0.10s。

转塔式机器在速度上是优越的,主要应用于大规模的计算机板卡、移动电话和家电等产品的生产上,这是因为在这些产品中,阻容元件多、装配密度大,所以很适合采用这一机型进行生产。但其只能用带状包装的元件,如果是细间距的集成电路(IC),只有托盘包装,则无法完成,因此还有赖于其他机型来共同合作。这种设备结构复杂,造价昂贵,价格是动臂式的三倍以上。

3.复合式贴片机

复合式机器是从动臂式机器发展而来的,它集合了转塔式和动臂式的特点,在动臂上安装有转盘,像Siemens的Siplace80S系列贴片机,有两个带有12个吸嘴的转盘,如图7.4所示。Universal公司也推出了采用这一结构的贴片机Genesis,有两个带有30个吸嘴的旋转头,贴片速度达到每小时60000片。从严格意义上来说,复合式机器仍属于动臂式结构。由于复合式机器可通过增加动臂数量来提高速度,具有较大的灵活性,因此它的发展前景被看好,例如,Siemens的HS60机器就安装有4个旋转头,贴装速度可达每小时60000片。

复合式贴片机结构
复合式贴片机结构
复合式贴片机结构详解
复合式贴片机结构详解
  • ①旋转贴片头,悬臂I;
  • ②旋转贴片头,悬臂Ⅱ;
  • ③悬转I,Ⅱ,X轴;
  • ④悬转I,Ⅱ,Y轴;
  • ⑤安全罩及导轴;
  • ⑥压缩空气控制单元;
  • ⑦伺服单元;
  • ⑧控制单元;
  • ⑨Feeder安放台;
  • ⑩空料带切刀;
  • ⑪PCB,传送轴道;
  • ⑫弃料盒;
  • ⑬条码;
  • ⑭PCB传输,夹紧控制单元

4.大规模平行系统(模块式)贴片机

大规模平行系统使用一系列小的、单独的贴装单元,每个单元有自己的丝杆位置系统、相机和贴片头。每个贴片头可吸取有限的送料器上的元器件,贴装PCB的一部分,PCB以固定的时间间隔在机器内步步推进。单独的各个单元机器运行速度较慢,可是它们连续地或平行地运行会有很高的产量,如Philips公司的FCM有16个安装头,实现了0.0375s/片的贴装速度。这种机型也主要适用于规模化生产,生产大规模平行系统式机器的厂商主要有Philips和Fuji公司。

以上内容是贴片机分类:动臂式贴片机,转塔式贴片机,复合式贴片机及模块式贴片机,而SMT贴片加工企业在实际生产中,会根据自身产品特点,经济状况,选择最适合自己的产品类型。

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