貼片機(jī)的使用與維護(hù)畢業(yè)論文

貼片機(jī)的使用與維護(hù)畢業(yè)論文貼片機(jī)的使用與維護(hù)摘要貼片機(jī):又稱“貼裝機(jī)”、“表面貼裝系統(tǒng)”(SurfaceMountSystem)，在生產(chǎn)線中，它配置在點膠機(jī)或絲網(wǎng)印刷機(jī)之后，是通過移動貼裝頭把表面貼裝元器件準(zhǔn)確地放置PCB焊盤上的一種設(shè)備。分為手動和全自動兩種全自動貼片機(jī)是用來實現(xiàn)高速、高精度地全自動地貼放元器件的設(shè)備，是整個SMT生產(chǎn)中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的設(shè)備。貼片機(jī)是SMT的生產(chǎn)線中的主要設(shè)備，現(xiàn)在，貼片機(jī)已從早期的低速機(jī)械貼片機(jī)發(fā)展為高速光學(xué)對中貼片機(jī)，并向多功能、柔性連接模塊化發(fā)展。論文全面介紹和了解貼片機(jī)的工作原理，維修原理。目錄第一章前言??????????????????????????????11.1貼片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r????????????????????????????????1第二章貼片機(jī)的原理??????????????????????????????22.1拱架型貼片機(jī)????????????????????????????????22.2轉(zhuǎn)塔型拱架型貼片機(jī)????????????????????????????????3第三章貼片機(jī)的相關(guān)術(shù)語與設(shè)備??????????????????????????????33.1相關(guān)術(shù)語????????????????????????????????43.2相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備????????????????????????????????43.3相關(guān)檢測設(shè)備????????????????????????????????4第四章貼片機(jī)的日常維護(hù)及工藝要求??????????????????????????????4第五章貼片機(jī)的視覺系統(tǒng)原理?????????????????????????5第六章貼片機(jī)完好標(biāo)準(zhǔn)??????????????????????????????66.1主要性能指標(biāo)????????????????????????????????66.2操作系統(tǒng)???????????????????????????????66.3機(jī)械部分????????????????????????????????76.4空壓控制部分????????????????????????????????76.5貼裝精度????????????????????????????????7第七章相關(guān)設(shè)備的完好標(biāo)準(zhǔn)??????????????????????????????77.1波峰焊機(jī)完好標(biāo)準(zhǔn)????????????????????????????????77.1.1助焊劑涂覆裝置????????????????????????????????77.1.2預(yù)熱器????????????????????????????????87.1.3焊錫槽????????????????????????????????87.1.4其它部件????????????????????????????????87.2回流焊爐完好標(biāo)準(zhǔn)????????????????????????????????8第八章高速貼片機(jī)常見故障與排除方法??????????????????????????????108.1行業(yè)背景????????????????????????????????10II8.2在電路板上的編程????????????????????????????????118.3ATE針盤式編程????????????????????????????????118.4IEEE1149.1邊界掃描編????????????????????????????????12程8.5自動化編程(AP)設(shè)備????????????????????????????????128.6選擇編程的策略????????????????????????????????138.7對生產(chǎn)效應(yīng)帶來的沖擊????????????????????????????????138.8生產(chǎn)線使用計劃安排????????????????????????????????148.9PCB的費用????????????????????????????????148.10編程規(guī)則系統(tǒng)選擇????????????????????????????????158.11工藝過程管理和問題的解決????????????????????????????????158.12產(chǎn)出率???????????????????????????????168.13供應(yīng)商的管理????????????????????????????????168.14主要設(shè)備的費用????????????????????????????????16第九章結(jié)束語??????????????????????????????17參考文獻(xiàn)????????????????????????????????18致謝???????????????????????????????????19III貼片機(jī)的使用與維護(hù)第一章前言貼片機(jī):又稱“貼裝機(jī)”、“表面貼裝系統(tǒng)”(SurfaceMountSystem)，在生產(chǎn)線中，它配置在點膠機(jī)或絲網(wǎng)印刷機(jī)之后，是通過移動貼裝頭把表面貼裝元器件準(zhǔn)確地放置PCB焊盤上的一種設(shè)備。分為手動和全自動兩種高速貼片機(jī)全自動貼片機(jī)是用來實現(xiàn)高速、高精度地全自動地貼放元器件的設(shè)備，是整個SMT生產(chǎn)中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的設(shè)備。貼片機(jī)是SMT的生產(chǎn)線中的主要設(shè)備，現(xiàn)在，貼片機(jī)已從早期的低速機(jī)械貼片機(jī)發(fā)展為高速光學(xué)對中貼片機(jī)，并向多功能、柔性連接模塊化發(fā)展。1.1貼片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r主要廠商Assembleon安比昂、Siemens西門子(德國)、Panasonic松下(日本)、FUJI富機(jī)(日本)、YAMAHA雅馬哈(日本)、JUKI(日本)、SAMSUNG三星(韓國)、SANYO三洋(日本)、三菱MITSUBISHI(日本)、索尼SONY(日本)、環(huán)球UNIVERSAL(美國)等著名的貼片機(jī)典型的貼片機(jī)有富士的NXT?,XPF,松下CM602;西門子的D系列等;貼片機(jī)的種類貼片機(jī)的生產(chǎn)廠家很多，則種類也較多。貼片機(jī)的分類如下表所示。貼片機(jī)分貼片機(jī)種類特點類形式,貼片機(jī)的使用與維護(hù)按速度分中速貼片機(jī)3千片/h,9千片/h高速貼片機(jī)9千片/h,4萬片/h，采用固定多頭(約6頭)或雙組貼片頭，種類最多，生產(chǎn)廠家最多4萬片/h以上，采用旋轉(zhuǎn)式多頭系統(tǒng)。Assembleo-FCM型和FUJI-QP-132型貼片機(jī)均裝有超高速貼片機(jī)16個貼片頭，其貼片速度分別達(dá)9(6萬片/h和12(7萬片/h高速/超高速貼按功能分主要以貼片式元件為主體，貼片器件品種不多片機(jī)多功能貼片機(jī)也能貼裝大型器件和異型器件按貼裝方順序式貼片機(jī)它是按照順序?qū)⒃骷粋€一個貼到PCB上，通常見到的就是該類貼片機(jī)式分使用放置圓柱式元件的專用料斗，一個動作就能將元件全部貼裝到PCB相應(yīng)的焊盤上。同時式貼片機(jī)產(chǎn)品更換時，所有料斗全部更換，已很少使用同時在線式貼由多個貼片頭組合而成，依次同時對一塊PCB貼片，assembleon-FCM就是該類片機(jī)按自動化全自動機(jī)電一目前大部分貼片機(jī)就是該類程度分體化貼片機(jī)手動貼片頭安裝在Y軸頭部，X、Y、e定位可以靠人手的移動和旋轉(zhuǎn)來校正位置，主要用手動式貼片機(jī)于新產(chǎn)品開發(fā)，具有價廉的優(yōu)點第二章貼片機(jī)的原理2.1拱架型貼片機(jī)(Gantry)元件送料器、基板(PCB)是固定的，貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動，將元件從送料器取出，經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整，然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標(biāo)移動橫梁上，所以得名。拱架型貼片機(jī)對元件位置與方向的調(diào)整方法:1)、機(jī)械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法能達(dá)到的精度有限，較晚的機(jī)型已再不采用。2)、激光識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法可實現(xiàn)飛行過程中的識別，但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機(jī)識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，一般相機(jī)固定，貼片頭飛行劃過相機(jī)上空，進(jìn)行成像識別，比激光識別耽誤一點時間，但可識別任何元件，,貼片機(jī)的使用與維護(hù)也有實現(xiàn)飛行過程中的識別的相機(jī)識別系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)方面有其它犧牲。這種形式由于貼片頭來回移動的距離長，所以速度受到限制。現(xiàn)在一般采用多個真空吸料嘴同時取料(多達(dá)上十個)和采用雙梁系統(tǒng)來提高速度，即一個梁上的貼片頭在取料的同時，另一個梁上的貼片頭貼放元件，速度幾乎比單梁系統(tǒng)快一倍。但是實際應(yīng)用中，同時取料的條件較難達(dá)到，而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴，換吸料嘴有時間上的延誤。這類機(jī)型的優(yōu)勢在于:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)高精度，適于各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產(chǎn)，也可多臺機(jī)組合[1]用于大批量生產(chǎn)。2.2轉(zhuǎn)塔型拱架型貼片機(jī)(Turret)元件送料器放于一個單坐標(biāo)移動的料車上，基板(PCB)放于一個X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)移動的工作臺上，貼片頭安裝在一個轉(zhuǎn)塔上，工作時，料車將元件送料器移動到取料位置，貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件，經(jīng)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動到貼片位置(與取料位置成180度)，在轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整，將元件貼放于基板上。對元件位置與方向的調(diào)整方法:1)、機(jī)械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法能達(dá)到的精度有限，較晚的機(jī)型已再不采用。2)、相機(jī)識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴自旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，相機(jī)固定，貼片頭飛行劃過相機(jī)上空，進(jìn)行成像識別。一般，轉(zhuǎn)塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭，每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機(jī)型)至5~6個真空吸嘴(現(xiàn)在機(jī)型)。由于轉(zhuǎn)塔的特點，將動作細(xì)微化，選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調(diào)整、工作臺移動(包含位置調(diào)整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內(nèi)完成，所以實現(xiàn)真正意義上的高速度。目前最快的時間周期達(dá)到0.08~0.10秒鐘一片元件。此機(jī)型在速度上是優(yōu)越的，適于大批量生產(chǎn)，但其只能用帶狀包裝的元件，如果是密腳、大型的集成電路(IC)，只有托盤包裝，則無法完成，因此還有賴于其它機(jī)型來共同合作。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，最新機(jī)型約在US$50萬，是拱架型的三倍以上。第三章貼片機(jī)的相關(guān)術(shù)語與設(shè)備,貼片機(jī)的使用與維護(hù)3.1相關(guān)術(shù)語SMD是SurfaceMountedDevices的縮寫，意為:表面貼裝器件，包括CHIP、SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP、FC、MCM等SMT就是表面組裝技術(shù)(SurfaceMountTechnology的縮寫)，是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。表面貼裝技術(shù)(SurfaceMountTechnology簡稱SMT)是新一代電子組裝技術(shù),它將傳統(tǒng)的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件,從而實現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產(chǎn)的自動化。這種小型化的元器件稱為:SMD器件(或稱SMC、片式器件)。將元件裝配到印制板PCB上的工藝方法稱為SMT工藝。相關(guān)的組裝設(shè)備則稱為SMT設(shè)備。3.2相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備上下板機(jī)、絲網(wǎng)印刷機(jī)、回流焊、波峰焊、多功能機(jī)等。3.3相關(guān)檢測設(shè)備AOI(光學(xué)檢查機(jī))、X-Ray檢測儀、在線測試儀(ICT)、飛針測試儀等。第四章貼片機(jī)的日常維護(hù)及工藝要求手動貼片機(jī)每周檢查部件名過程備注吸嘴夾具檢查緩沖動作，如果動作不平滑涂上薄薄的一層潤滑劑，如果夾具松弛，緊固。移動鏡頭清潔鏡頭上的灰塵和殘留物。X軸絲杠檢查絲杠有無碎屑或殘留物，必要時進(jìn)行清潔。X軸導(dǎo)軌檢查潤滑油脂有無硬化和殘留物粘附。Y軸絲杠檢查絲杠有無碎屑或殘留物，必要時進(jìn)行清潔。Y軸導(dǎo)軌檢查潤滑油脂,貼片機(jī)的使用與維護(hù)有無硬化和殘留物粘附。W軸絲杠檢查絲杠有無碎屑或殘留物，必要時進(jìn)行清潔空氣接口檢查Y形密封圈和O形環(huán)有無老化，必要時進(jìn)行更換。每月檢查此部分應(yīng)按吸嘴類型和換嘴站進(jìn)行。部件名過程備注移動鏡頭的LED燈檢查每個LED亮度是否足夠，如果不明亮，應(yīng)更換整個LED部件。吸嘴軸檢查用于每個吸嘴軸的O形環(huán)，發(fā)現(xiàn)老化應(yīng)及時更換。X軸絲杠抹去灰塵與殘留物，用手涂上薄層油脂X軸導(dǎo)軌抹去灰塵與殘留物，用手涂上薄層油脂Y軸絲杠抹去灰塵與殘留物，用手涂上薄層油脂Y軸導(dǎo)軌抹去灰塵與殘留物，用手涂上薄層油脂Z軸齒條和齒輪檢查其動作，必要時用手在齒條傳動部件上抹上薄層潤滑劑。R軸傳動帶檢查其磨損與松緊程度，必要時更換皮帶或高速其松緊度。W軸絲杠抹去灰塵與殘留物，用手涂上薄層油脂供料閥檢查其電磁閥能否正常工作。傳送帶檢查其磨損與松緊程度，必要時更換皮帶或高速其松緊度。第五章貼片機(jī)視覺系統(tǒng)工作原理圖1元件貼裝的有關(guān)坐標(biāo)系高性能貼片機(jī)普遍采用視覺對中系統(tǒng)。視覺對中系統(tǒng)運用數(shù)字圖像處理技術(shù)，當(dāng)貼片頭上的吸嘴吸取元件后，在移到貼片位置的過程中，由固定在貼片頭上的或固定在機(jī)身某個位置上的照相機(jī)獲取圖像，并且通過影像探測元件的光密度分布，這些光密度以數(shù)字形式再經(jīng)過照相機(jī)上許多細(xì)小精密的光敏元件組成的CCD光耦陣列，輸出0,255級的灰度值。灰度值與光密度成正比，灰度值越大，則數(shù)字化圖像越清晰。數(shù)字化信息經(jīng)存儲、編碼、放大、整理和分析，將結(jié)果反饋到控制單元，并把處理結(jié)果輸出到伺服系統(tǒng)中去調(diào)整補(bǔ)償元件吸取的位置偏差，最后完成貼片操作。那么，機(jī)器通過對PCB上的基準(zhǔn)點和元器件照相后，如何實現(xiàn)貼裝位置自動矯正并實現(xiàn)精確貼裝的昵,這一過程是機(jī)器通過一系列的坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換來定位元件的貼裝目標(biāo)的。我們通過貼裝過程來闡述系統(tǒng)的工作原理。首先PCB通過傳送裝置被傳輸?shù)焦潭ㄎ恢貌⒈粖A板機(jī)構(gòu)固定，貼片頭移至PCB基準(zhǔn)點上方，頭上相機(jī)對PCB上基準(zhǔn)點照,貼片機(jī)的使用與維護(hù)相。這時候存在4個坐標(biāo)系:基板坐標(biāo)系(Xp，Yp)、頭上相機(jī)坐標(biāo)系圖2元件貼裝偏差補(bǔ)償值確認(rèn)原理(Xca1，Ycal)、圖像坐標(biāo)系(Xi，Yi)和機(jī)器坐標(biāo)系(Xm，Ym)。對基準(zhǔn)點照相完成后，機(jī)器將基板坐標(biāo)系通過與相機(jī)和圖像坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換到機(jī)器坐標(biāo)系中，這樣目標(biāo)貼裝位置確定。然后貼片頭拾取元件后移動到固定相機(jī)的位置，固定相機(jī)對元件進(jìn)行照相。這時同樣存在4個坐標(biāo)系:貼片頭坐標(biāo)系也是吸嘴坐標(biāo)系(Xn，Yn)、固定相機(jī)坐標(biāo)系(Xca2，Yca2)、圖像坐標(biāo)系(Xi，Yi)和機(jī)器坐標(biāo)系(Xm，Ym)。對元件照相完成后，機(jī)器在圖像坐標(biāo)系中計算出元件特征的中心位置坐標(biāo)，通過與相機(jī)和圖像坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換到機(jī)器坐標(biāo)系中，此時在同一坐標(biāo)系中比較元件中心坐標(biāo)和吸嘴中心坐標(biāo)。兩個坐標(biāo)的差異就是需要的位置偏差補(bǔ)償值。然后根據(jù)同一坐標(biāo)系中確定的目標(biāo)貼裝位置，機(jī)器控制單元和伺服系統(tǒng)就可以控制機(jī)器進(jìn)行精確貼裝了。元件貼裝的有關(guān)坐標(biāo)系如圖1所示，元件貼裝偏差補(bǔ)償值確認(rèn)原理如圖2所示。第六章貼片機(jī)完好標(biāo)準(zhǔn)6.1主要性能指標(biāo)1、可貼裝元件的種類、規(guī)格、貼片方向、基板尺寸、貼片范圍符合說明書指標(biāo);2、貼片速度:以1608片狀元件測試CPH貼裝率不小于標(biāo)稱的IPC9850速度的60%，或SPC速度不大于標(biāo)稱速度的2倍;3、飛片率不大于3?;6.2操作系統(tǒng)1、各種指示燈、按鍵、操作手柄外觀完整，操作、顯示正常;2、計算機(jī)系統(tǒng)工作正常;3、輸入輸出系統(tǒng)工作正常;,貼片機(jī)的使用與維護(hù)6.3機(jī)械部分1、各傳送皮帶、鏈條、連接銷桿完整，無老化損壞現(xiàn)象;2、各傳動導(dǎo)軌、絲杠運轉(zhuǎn)平穩(wěn)協(xié)調(diào)，無異常雜音，無漏油現(xiàn)象;6.4空壓控制部分1、驅(qū)動氣缸、電磁閥以及配管、連接頭無異物堵塞、無松動漏氣。驅(qū)動氣缸及電磁閥工作正常，無雜音;2、壓縮空氣的干燥過濾裝置齊全完好;3、貼片頭真空度不小于500mmHg;6.5貼裝精度即元件中心與對應(yīng)焊盤中心線的最大偏移量，不超過元件焊腳寬度的1/3(目測);或異常偏移發(fā)生率不大于3?。儀器、儀表外觀完好，指示準(zhǔn)確，讀數(shù)醒目，在合格使用期限內(nèi);設(shè)備內(nèi)外定期保養(yǎng)，保持清潔，無油污，無銹蝕，周圍附具備件等排列有序，設(shè)備潤滑良好。第七章相關(guān)設(shè)備的完好標(biāo)準(zhǔn)7.1波峰焊機(jī)完好標(biāo)準(zhǔn)7.1.1助焊劑涂覆裝置手動視覺高精密貼片機(jī)1、調(diào)整裝置操作靈活，接頭完好、無漏氣;2、涂覆裝置發(fā)泡形式:發(fā)泡效果80%均勻，形成氣泡約為0.5~1.5mm大小(目測);,貼片機(jī)的使用與維護(hù)滾筒噴濺式:滾筒轉(zhuǎn)動均勻平穩(wěn)無雜音，網(wǎng)壁無堵塞，無集中破損，氣噴口無堵塞;噴霧式:噴口無堵塞，移動掃描運轉(zhuǎn)正常;3、附帶的助焊劑液面顯示清晰，無堵塞;7.1.2預(yù)熱器預(yù)加熱器無損傷，溫度調(diào)節(jié)控制器工作正常;7.1.3焊錫槽1、焊錫槽溫度調(diào)整符合設(shè)備說明書;2、焊錫波峰高度調(diào)節(jié)靈敏，保持穩(wěn)定。泵體運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪音;7.1.4其他部件1、可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌調(diào)節(jié)自如，且保持平行。調(diào)節(jié)寬度符合設(shè)備說明書;2、傳輸鏈平穩(wěn)正常，速度調(diào)節(jié)符合設(shè)備說明書，且精度控制在?0.1m/分以內(nèi);3、電器裝置齊全，管線排列有序，性能靈敏可靠。儀器、儀表外觀完好，指示準(zhǔn)確，讀數(shù)醒目，在合格使用期限內(nèi);4、面板操作及顯示正常，操作手柄按鈕靈活可靠，電腦控制系統(tǒng)工作正常;5、設(shè)備內(nèi)外定期保養(yǎng)，無黃袍，無油垢。7.2回流焊爐完好標(biāo)準(zhǔn)1(溫度控制范圍符合說明書指標(biāo)，控制精度?2.0?以內(nèi)。手動高精度貼片機(jī)2(速度控制符合說明書指標(biāo)，精度控制在?0.2m/min以內(nèi);3(基板運動橫向溫差(?150mm間距)在?10.0?以內(nèi);4(加熱器外觀完整，電氣連接可靠。熱風(fēng)風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪音;5(導(dǎo)軌調(diào)節(jié)自如，且保持平行。傳送基板有效寬度符合說明書指標(biāo);6(操作系統(tǒng)工作正常，儀器、儀表外觀完好，指示準(zhǔn)確，讀數(shù)醒目，在合格使用,貼片機(jī)的使用與維護(hù)期限內(nèi);7(電器裝置齊全，管線排列有序，性能靈敏可靠8(設(shè)備內(nèi)外定期保養(yǎng)，無黃袍，無油垢。貼片機(jī)拋料的主要原因分析及解決，效率的提高貼片機(jī)拋料的主要原因分析在SMT生產(chǎn)過程中，怎么控制生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，是企業(yè)老板及工程師們很關(guān)心的事情，而這些跟貼片機(jī)的拋料率有很大的聯(lián)系，以下就談?wù)勝N片機(jī)的拋料問題。所謂拋料就是指貼片機(jī)在生產(chǎn)過種中，吸到料之后不貼，而是將料拋到拋料盒里或其他地方，或者是沒有吸到料而執(zhí)行以上的一個拋料動作。拋料造成材料的損耗，延長了生產(chǎn)時間，降抵了生產(chǎn)效率，抬高了生產(chǎn)成本，為了優(yōu)化生產(chǎn)效率，降低成本，必須解決拋料率高的問題。拋料的主要原因及對策:原因1:吸嘴問題，吸嘴變形，堵塞，破損造成氣壓不足，漏氣，造成吸料不起，取料不正，識別通不過而拋料。對策:清潔更換吸嘴;原因2:識別系統(tǒng)問題，視覺不良，視覺或雷射鏡頭不清潔，有雜物干擾識別，識別光源選擇不當(dāng)和強(qiáng)度、灰度不夠，還有可能識別系統(tǒng)已壞。對策:清潔擦拭識別系統(tǒng)表面，保持干凈無雜物沾污等，調(diào)整光源強(qiáng)度、灰度，更換識別系統(tǒng)部件;原因3:位置問題，取料不在料的中心位置，取料高度不正確(一般以碰到零件后下壓0.05MM為準(zhǔn))而造成偏位，取料不正，有偏移，識別時跟對應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)不符而被識別系統(tǒng)當(dāng)做無效料拋棄。對策:調(diào)整取料位置;原因4:真空問題，氣壓不足，真空氣管通道不順暢，有導(dǎo)物堵塞真空通道，或是真空有泄漏造成氣壓不足而取料不起或取起之后在去貼的途中掉落。對策:調(diào)氣壓陡坡到設(shè)備要求氣壓值(比如0.5~~0.6Mpa--YAMAHA貼片機(jī))，清潔氣壓管道，修復(fù)泄漏氣路;原因5:程序問題，所編輯的程序中元件參數(shù)設(shè)置不對，跟來料實物尺寸，亮度等參數(shù)不符造成識別通不過而被丟棄。對策:修改元件參數(shù)，搜尋元件最佳參數(shù)設(shè)定;原因6:來料的問題，來料不規(guī)則，為引腳氧化等不合格產(chǎn)品。對策:IQC做好來料檢測，跟元件供應(yīng)商聯(lián)系;原因7:供料器問題，供料器位置變形，供料器進(jìn)料不良(供料器棘齒輪損壞，料帶孔沒有卡在供料器的棘齒輪上，供料器下方有異物，彈簧老化，或電氣不良)，造成取料不到或取料不良而拋料，還有供料器損壞。對策:供料器調(diào)整，清掃供料器平臺，更換已壞部件或供料器;有拋料現(xiàn)象出現(xiàn)要解決時，可以先詢問現(xiàn)場人員，通過描述，,貼片機(jī)的使用與維護(hù)再根據(jù)觀察分析直接找到問題所在，這樣更能有效的找出問題，加以解決，同時提高生產(chǎn)效率，不過多的占用機(jī)器生產(chǎn)時間。第八章高速貼片機(jī)常見故障與排除方法為了能夠在現(xiàn)如今激烈的市場競爭中贏得一席之地，電子產(chǎn)品制造廠商必須不斷地尋找一條能夠降低產(chǎn)品成本和產(chǎn)品導(dǎo)入市場的時間，與此同時又能夠不斷提升新產(chǎn)品質(zhì)量的新路。此外還必須改善生產(chǎn)制造工藝和規(guī)程，電子產(chǎn)品制造廠商同樣也要促使半導(dǎo)體器件制造廠商將更多的功能溶入微型化尺寸的可編程集成電路(programmableintegratedcircuits簡稱PIC)中去。于是，對于高端電子產(chǎn)品的設(shè)計和制造，走一條尺寸更小、功能更強(qiáng)和價格更低的道路在我們面前清晰地展示了出來。在此背景下，現(xiàn)如今的可編程集成電路擁有很多的引腳、具有很強(qiáng)的功能，并且采用了具有創(chuàng)新意義的組裝形式。但是希望采用最新PIC器件的電子產(chǎn)品制造廠商必須克服在進(jìn)行編程過程中所遇到的一些問題。簡單地說，為了能夠順利地對PCI器件進(jìn)行編程，需要學(xué)習(xí)一些新的方法。8.1行業(yè)的背景對于PIC器件來說，以往普遍采用DIP、PLCC或者SOIC的封裝形式。然而，隨著人們對緊湊型、高性能產(chǎn)品的需求增加，要求引入更為先進(jìn)的PIC器件?，F(xiàn)如今的閃存器件可以采用SOP、TSOP、VSOP、BGA和微小型BGA封裝形式。高性能的微型控制器、CPLD器件和FPGA器件一直到可以采用QFP、BGA和微型BGA封裝形式，其所擁有的引腳數(shù)量范圍從44條一直可以達(dá)到超過800條以上。由于非常多的引腳數(shù)量和很小的外形尺寸，這些元器件中的大部分僅能夠采用微細(xì)間距的封裝形式。微細(xì)間距的元器件所擁有的引腳非常脆弱，間距只有0.508mm(20mils)或者說間隙幾乎沒有。這樣人們就將目光瞄向了使用PIC器件來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。具有高密度和高性能的PIC器件價格是很昂貴的，要求采用高質(zhì)量的編程設(shè)備，需要擁有非常優(yōu)異的過程控制，以求將元器件的廢棄程度降低到最小的程度。在采用手工編制程序的操作過程中，微細(xì)間距元器件實際上肯定會遭遇到來自共面性和其它形式的引腳損傷因素的威脅。如果說引腳受到了損傷的話，那么將可能導(dǎo)致焊,,貼片機(jī)的使用與維護(hù)接點可靠性出現(xiàn)問題，會提升生產(chǎn)制造過程中的缺陷率。同樣，高密度的元器件實際上將化費較長的編程時間，這樣就會降低生產(chǎn)的效率。8.2在電路板上的編程先進(jìn)的PIC器件的使用者會面臨一項困難的選擇:是冒遭受質(zhì)量問題的風(fēng)險，采用手工編制程序呢,還是另外尋找一種可以替代的編程方法，從而消除掉手工觸摸的方法呢,為了能夠?qū)崿F(xiàn)后者，制造廠商們最初開始采用板上編程(on-boardprogramming簡稱OBP)的方式。OBP是一種簡單的方法，它是將PIC貼裝到印刷電路板(printedcircuitboard簡稱PCB)上以后再進(jìn)行編程的。一般情況下在電路板上進(jìn)行測試或者說進(jìn)行功能測試。閃存、電子式可清除程序化唯讀內(nèi)存(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory簡稱EEprom)、基于EEprom的CPLD器件、基于EEprom的FPGA器件，以及內(nèi)置閃存或者EEprom的微型控制器，所有這些元器件均采用OBP形式進(jìn)行編程。為了能夠滿足閃存和微型控制器的使用要求，在實施OBP的時候最常用的方法就是借助于針盤式夾具(bed-of-nailsfixture)，使用自動測試設(shè)備(automatictestequipment簡稱ATE)編程。對于邏輯器件來說進(jìn)行編程頗為復(fù)雜，不太適合利用ATE針盤式夾具來進(jìn)行編程。一項基于IEEE規(guī)范原創(chuàng)開發(fā)的新型OBP技術(shù)可以支持測試，展現(xiàn)出充滿希望的前程。這項規(guī)范稱為IEEE1149.1，它詳細(xì)規(guī)定了邊界掃描的一系列協(xié)議，目前用于許多PIC編程方法中。如果電子產(chǎn)品制造商要使用IEEE1149.1的編程方法時，他們所依賴的具有知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的工具主要是由各種各樣的半導(dǎo)體制造廠商所提供。但是使用他們的工具進(jìn)行編程非常慢。同樣，因為他們出于保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的本能，每個工具僅限于單個用戶所使用的器件。如果說在一塊電路板上的PIC器件是由多個用戶所使用的話，這將是一個很大的缺陷?？偠灾?，使用OBP方法可以消除掉手工操作器件和將編程溶入測試中去，以及制造生產(chǎn)緩慢的現(xiàn)象。然而，編程所需的時間可能也是緩慢的。8.3ATE針盤式編程,,貼片機(jī)的使用與維護(hù)ATE設(shè)備最初的使用是用于對PCB組件進(jìn)行在線測試，以求發(fā)現(xiàn)諸如走線開路、短路，元器件缺失和元器件排列不準(zhǔn)等制造過程中所產(chǎn)生的缺陷。針盤式夾具是一種陣列配置，具有彈性荷載的測試端點，它可以在PCB和ATE測試設(shè)備的信號策動電路之間形成一種機(jī)械和電氣的連接界面。一旦PCB可靠地與針盤式夾具連接好了以后，ATE測試設(shè)備的信號策動電路將會通過針盤式夾具和PCB，發(fā)送編程信號到目標(biāo)器件PIC上面。除了對機(jī)械缺陷進(jìn)行測試以外，ATE設(shè)備也能夠用于對PIC器件的編程操作。對元器件的編程和消除程序被嵌入到電路板測試程序中去，從而用來對目標(biāo)器件進(jìn)行編程。8.4IEEE1149.1邊界掃描編程為了提升PCB組件的密度和復(fù)雜性，使電路板和元器件的測試工作面臨著非常大的困難，尤其是對付空間受到限制的PCB組件。為了能夠有效的解決這一問題，一種邊界掃描測試協(xié)議(IEEE1149.1)應(yīng)運而生。IEEE1149.1測試標(biāo)準(zhǔn)能夠通過一臺智能化外部設(shè)備，對在組裝的電路板上的邏輯器件或者閃存器件進(jìn)行編程。這種編程設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的測試訪問口(TestAccessPort簡稱TAP)與電路板形成連接界面。所有這些需要采用JTAG硬件控制裝置、JTAG軟件系統(tǒng)、與JTAG兼容的PCB電路板，和一個四線測試訪問口。實現(xiàn)邊界掃描工作可以采用一種專業(yè)化的專用電路板上編程設(shè)備，或者采用另外一種選擇方案，利用由美國GenRad、Hewlett-Packard和TeradyneATEtesters等公司提供的一些工具，于是可以在ATE測試設(shè)備上實現(xiàn)IEEE1149.1邊界掃描編程工作。采用IEEE標(biāo)準(zhǔn)的最大優(yōu)點之一就在于，它可以對在同一塊PCB上由不同供應(yīng)商提供的各種各樣的元器件進(jìn)行編程。這樣就可以降低整個編程時間，簡化生產(chǎn)制造流程。8.5自動化編程(AP)設(shè)備PIC技術(shù)不斷地向前發(fā)展，所以新的自動化編程設(shè)備和技術(shù)也保持著相同的發(fā)展步伐。舉例來說，DataI/O''sProMaster970自動化微細(xì)間距編程設(shè)備能夠?qū)Σ捎孟冗M(jìn)封裝形式的PIC器件進(jìn)行編程，其中包括BGA、微型BGA、SOP、VSOP、TSOP、PLCC、SON和CSP。雙重貼裝(Dualpick-and-place簡稱PNP)端頭和可供選擇的可插8、10或者12的插座可以最大程度的提高設(shè)備的工作效率。該編程設(shè)備也可以進(jìn)一步涉及有關(guān)器件的質(zhì)量控制。舉例來說，共平面性問題和引腳的損傷實際上是不會存在的，因為集成了激光視覺系統(tǒng)，所以能夠確保非常精確的器件貼裝。,,貼片機(jī)的使用與維護(hù)因為有著多種編程接口和PNP器件的配置，自動集群編程一般可以做到比ATE編程的速度快上5倍到10倍。同樣，這些編程工具是專門為了編程而設(shè)計的，不是為了對電路板或者說功能進(jìn)行測試的，所以它們可以提供非常好的編程質(zhì)量。微細(xì)間距的PIC器件可能是非常貴的，所以如果能降低其在生產(chǎn)制造過程中的損傷率，將極大的提升制造商的盈虧平衡點。能夠適用于大多數(shù)元器的自動編程系統(tǒng)也是非常靈活的，可以適應(yīng)于先進(jìn)封裝器件形式。由于能夠?qū)⒏呱a(chǎn)率、高質(zhì)量和靈活性綜合在一起，導(dǎo)致了每個器件最低可得到的編程價格常常低于ATE編程價格的20%。8.6選擇編程的策略生產(chǎn)部門的負(fù)責(zé)人常常會考慮采用編程的不同方式，他們會問:“采用何種編程方式對我來說是最適合的呢,”沒有一種可以滿足所有的應(yīng)用事例的答案。他們權(quán)衡的內(nèi)容一般會包含有:所采用的解決方案對生產(chǎn)效率、生產(chǎn)線使用的計劃安排、PCB的價格、工藝控制問題、缺陷率水平、供應(yīng)商的管理、主要設(shè)備的成本以及存貨的管理是否會帶來沖擊。8.7對生產(chǎn)效率帶來的沖擊ATE編程會降低生產(chǎn)效率，這是因為為了能夠滿足編程的需要，要增加額外的時間。舉例來說，如果為了檢查制造過程中所出現(xiàn)的缺陷現(xiàn)象，需要化費15秒的時間進(jìn)行測試，這時可能需要再增加5秒鐘用來對該元器件進(jìn)行編程。ATE所起到的作用就像是一臺非常昂貴的單口編程器。同樣，對于需要化費較長時間編程的高密度閃存器件和邏輯器件來說，所需要的總的測試時間將會更長，這令人頭痛。因此，當(dāng)編程時間與電路板總的測試時間相比較所占時間非常小的時候，ATE編程方式是性價比最好的一種方式。為了提高生產(chǎn)率，以求將較長的編程時間降低到最低的限度，ATE編程技術(shù)可以與板上技術(shù)相結(jié)合使用，例如:邊界掃描或者說具有專利的眾多方法中的一種。還有一種解決方案是在電路板進(jìn)行測試的時候，僅對目標(biāo)器件的boot碼進(jìn)行編程處理。器件余下的編程工作在處于不影響生產(chǎn)率的時候才進(jìn)行，一般來說是在設(shè)備進(jìn)行功能測試的時候。然而，除非超過了ATE的能力，功能測試的能力是足夠的，對于高密度器件來說性能價格比最好的編程方法是一種自動化的編程設(shè)備。舉例來說:ProMaster970設(shè)備配置有12個接口，每小時能夠?qū)?00個8兆閃存進(jìn)行編程和激光標(biāo)識。與此形成對照的是，ATE或者說功能測試儀將化費60至120小時來完成這些編程工作。,,貼片機(jī)的使用與維護(hù)8.8生產(chǎn)線使用計劃安排由于電子產(chǎn)品愈來愈復(fù)雜和先進(jìn)，所以對具有更多功能和較高密度的可編程元器件的需求量也愈來愈高。這些先進(jìn)的元器件在OBP的環(huán)境之中，常常要求化費較長的編程時間，這樣就直接降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。同樣，由不同的半導(dǎo)體器件制造商所提供的相同密度的元器件，在進(jìn)行編程的時候所化費的時間差異是非常大的，一般來說具有最快編程速度的元器件，價格也是最貴的。所以人們在考慮是否支付更多的錢給具有快速編程能力的元器件時，面臨著兩難的選擇是提升生產(chǎn)率和降低設(shè)備的成本，還是采用具有較慢編程時間的便宜元器件，并由此忍受降低生產(chǎn)率的苦惱。此外，制造廠商必須記住，為了能夠?qū)Ω对诙唐趦?nèi)出現(xiàn)的大量產(chǎn)品需求，他們不可能依賴采用最適用的半導(dǎo)體器件。缺少可獲得最佳的元器件，會迫使制造廠商重新選擇可替換的編程元器件，每個元器件具有不同的編程時間、價格和可獲性。對于OBP來說，這種情形對于實行有效的生產(chǎn)線計劃安排顯然是相當(dāng)困難的。因為自動編程擁有比單接口OBP解決方案快捷的優(yōu)勢，所以對編程時間變化的影響可以完全不顧。同樣，由于自動編程方案一般支持來自于不同供應(yīng)廠商的數(shù)千款元器件，可以緩解使用替代元器件所產(chǎn)生的問題。8.9PCB的費用近年來，對先進(jìn)PIC的編程和測試需求有了令人矚目的增長。這是因為芯片供應(yīng)商使用新的硅技術(shù)來創(chuàng)建具有最高速度和性能的元器件。認(rèn)真仔細(xì)的程序設(shè)計必須考慮到傳輸線的有效性問題、信號線的阻抗情況、引針的插入，以及元器件的特性。如果不是這樣的話，問題可能會接二連三的發(fā)生，其中包括:接地反射(groundbounce)、交擾和在編程期間發(fā)生信號反射現(xiàn)象。自動化高質(zhì)量的編程設(shè)備通過良好的設(shè)計，可以將這些問題降低到最小的程度。為了能夠進(jìn)行ATE編程，PCB設(shè)計師必須對付周邊的電路、電容、電阻、電感、信號交擾、Vcc和Gnd反射、以及針盤夾具。所有這一切將極大的影響到進(jìn)行編程時的產(chǎn)量和質(zhì)量。因為增加了對電路板的空間需求，以及分立元器件(接線片、FET、電容器)和增加對電源供電能力的需求，從而最終增加了PCB的成本。盡管每一塊電路板是不同的，PCB的價格一般會增加2%到10%。,,貼片機(jī)的使用與維護(hù)8.10編程規(guī)則系統(tǒng)的選擇許多電子產(chǎn)品制造廠商還沒有認(rèn)識到閃存、CPLD和FPGA器件仍然要求采用編程規(guī)則系統(tǒng)(programmingalgorithms)。每一個元器件是不同的，在不同半導(dǎo)體供應(yīng)商之間編程規(guī)則是不能交換的。因此，如果他們要使用ATE編程方式，測試工程師必須對每一個元器件和所有的可替換供應(yīng)商(現(xiàn)在的和未來的)寫下編程規(guī)則系統(tǒng)。如果說使用了不正確的規(guī)則系統(tǒng)將會導(dǎo)致在編程期間或者電路板測試期間，以及當(dāng)用戶擁有該產(chǎn)品時面臨失敗(這是所有情形中最壞的現(xiàn)象)。最難對付的事情是，半導(dǎo)體供應(yīng)商為了能夠提高產(chǎn)量、增加數(shù)據(jù)保存和降低制造成本，時常變更編程規(guī)則。所以即使今天所編寫的編程規(guī)則系統(tǒng)是正確的，很有可能不久該規(guī)則就要變化了。另外，不管是ATE供應(yīng)商，還是半導(dǎo)體供應(yīng)商當(dāng)規(guī)則系統(tǒng)發(fā)生變化的時候都不會及時與用戶接觸。8.11工藝過程管理和問題的解決基于ATE的編程工作的完成要求人們詳細(xì)了解編程硬件和軟件，以及對于可以用于編程的元器件的專業(yè)知識。為了能夠正確的創(chuàng)建編程規(guī)則，測試工程師必須仔細(xì)了解有關(guān)PIC編程、消除規(guī)則系統(tǒng)和查證規(guī)則系統(tǒng)的知識。但不幸的是，這種知識范圍一般超出了測試工程師的專業(yè)范圍，一項錯誤將會招至災(zāi)難性的損失。測試工程師現(xiàn)在對所涉及的編程問題，也必須有及時的了解，諸如:元器件的價格和可獲性、所增加的元器件密度、測試的缺陷率、現(xiàn)場失效率，以及與半導(dǎo)體供應(yīng)廠商保持經(jīng)常性的溝通。同樣，由于半導(dǎo)體供應(yīng)商或者說ATE供應(yīng)商將不會對編程的結(jié)果負(fù)責(zé)，解決有關(guān)編程器件問題的所有責(zé)任完全落在了測試工程師的肩上。舉例來說，如果失效是由于可編程控量突然增加，測試工程師