貼片機(jī)的常見結(jié)構(gòu)有哪些？

目前貼片機(jī)結(jié)構(gòu)大致可分為4種結(jié)構(gòu)：拱架式、復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)。

(1)拱架式。拱架式機(jī)器是最傳統(tǒng)的貼片機(jī)，具有較好的靈活性和精度，適用于大部分元件，高精度機(jī)器一般都是這種類型，但其速度無(wú)法與復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)相比。不過(guò)元件排列越來(lái)越集中在有源部件上，比如有引線的QFP(Quadflat PACkage，四邊扁平封裝器件)和BGA(Ball gridarray，球柵陣列器件)，安裝精度對(duì)高產(chǎn)量有至關(guān)重要的作用。復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)一般不適用于這種類型的元件安裝。拱架式機(jī)器分為單臂式和多臂式，單臂式是最早先發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)在仍然使用的多功能貼片機(jī)。在單臂式基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多臂式貼片機(jī)可將工作效率成倍提高，如日本松下公司的CM602貼片機(jī)就有4個(gè)動(dòng)臂安裝頭，可分別交替對(duì)2塊PCB(Print Circuit Board，印刷線路板)同時(shí)進(jìn)行安裝，貼裝速度高達(dá)每小時(shí)6萬(wàn)片。動(dòng)臂式機(jī)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。絕大多數(shù)貼片機(jī)廠商均推出了采用這一結(jié)構(gòu)的高精度貼片機(jī)和中速貼片機(jī)，例如UNIversal公司的AC72、松下公司的CM402/CM602、Assembleon公司的AQ-1、Hitachi公司的TIM-x、Fuii公司的OP-341E和XP系列、Panasonic公司的BM221、Samsung公司的(2P60系列、Yamaha公司的YV系列、Juki公司的KE系列、Mirae公司的MPS系列。

(2)復(fù)合式。復(fù)合式機(jī)器是從拱架式機(jī)器發(fā)展而來(lái)，它集合了轉(zhuǎn)塔式和拱架式的特點(diǎn)，在動(dòng)臂上安裝有轉(zhuǎn)盤，像Siemens的Siplace80S系列貼片機(jī)，有兩個(gè)帶有12個(gè)吸嘴的旋轉(zhuǎn)頭，如圖2所示。Universal公司也推出了帶有30個(gè)吸嘴的旋轉(zhuǎn)頭，稱之為"閃電頭"，兩個(gè)這樣的旋轉(zhuǎn)頭安裝在Gene-sis貼片平臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)每小時(shí)60000片貼片速度。從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，復(fù)合式機(jī)器仍屬于動(dòng)臂式結(jié)構(gòu)。由于復(fù)合式機(jī)器可通過(guò)增加動(dòng)臂數(shù)量來(lái)提高速度，具有較大靈活性，因此它的發(fā)展前景被看好，例如環(huán)球公司推出的最新GCl20機(jī)器就安裝有4個(gè)"閃電頭"，貼裝速度高達(dá)120000片/h。

(3)轉(zhuǎn)塔式。轉(zhuǎn)塔的概念是使用一組移動(dòng)的送料器，轉(zhuǎn)塔從這里吸取元件，然后把元件貼放在位于移動(dòng)的工作臺(tái)上的電路板上面，結(jié)構(gòu)如圖3所示。轉(zhuǎn)塔式機(jī)器由于拾取元件和貼片動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，使得貼片速度大幅度提高。這種結(jié)構(gòu)的高速貼片機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用也很普遍，不但速度快，而且歷經(jīng)十余年的發(fā)展技術(shù)已非常成熟，如Fuii公司的CP842E機(jī)器貼裝速度可達(dá)到0.068 s/片。但是這種機(jī)器由于機(jī)械結(jié)構(gòu)所限，其貼裝速度已達(dá)到一個(gè)極限值，不可能再大幅度提高。該機(jī)型的不足之處是只能處理帶狀料。

轉(zhuǎn)塔式機(jī)器主要應(yīng)用于大規(guī)模的計(jì)算機(jī)板卡、移動(dòng)電話、家電等產(chǎn)品的生產(chǎn)上，這是因?yàn)樵谶@些產(chǎn)品當(dāng)中，15且容元件特別多、裝配密度大，很適合采用這一機(jī)型進(jìn)行生產(chǎn)。相當(dāng)多的臺(tái)資、港資電子組裝企業(yè)以及國(guó)內(nèi)電器生產(chǎn)商都采用這一機(jī)型，以滿足高速組裝的要求。生產(chǎn)轉(zhuǎn)塔式機(jī)器的廠商_豐要有Panasonic、Hitachi、Fuji。

(4)大型平行系統(tǒng)。大規(guī)模平行系統(tǒng)(又稱模組機(jī))使用一系列小的單獨(dú)的貼裝單元(也稱為模組)。每個(gè)單元有自己的絲桿位置系統(tǒng)，安裝有相機(jī)和貼裝頭。每個(gè)貼裝頭可吸取有限的帶式送料器，貼裝PCB的一部分，PCB以固定的問(wèn)隔時(shí)間在機(jī)器內(nèi)步步推進(jìn)。單獨(dú)地各個(gè)單元機(jī)器運(yùn)行速度較慢?？墒?，它們連續(xù)的或平行的運(yùn)行會(huì)有很高的產(chǎn)量。如Philips公司的AX-5機(jī)器可最多有20個(gè)貼裝頭，實(shí)現(xiàn)了每小時(shí)15萬(wàn)片的貼裝速度，堪稱業(yè)界第一，但就每個(gè)貼裝頭而言，貼裝速度在每小時(shí)7 500片左右，仍有大幅度提高的可能。這種機(jī)型也主要適用于規(guī)?；a(chǎn)，例如手機(jī)。生產(chǎn)大規(guī)模平行系統(tǒng)式機(jī)器的廠商主要有Philips，F(xiàn)uji公司也推出了采用類似結(jié)構(gòu)的NXT型超高速貼片機(jī)，如圖4，通過(guò)搭載可以更換的貼裝工作頭，同一臺(tái)機(jī)器既可以是高速機(jī)也可以是泛用機(jī)，幾乎可以進(jìn)行所有貼裝元器件的貼裝，從而使設(shè)備的初期投資及增加設(shè)備投資降低到最低程度。

3 柔性化的貼裝方法

上述4種結(jié)構(gòu)的設(shè)備都有著各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和屬性。許多公司使用2種平臺(tái)以使效率和性能達(dá)到最優(yōu)化。最近5年來(lái)，愈來(lái)愈多的公司傾向于采用具有柔性功能的貼裝設(shè)備，這種"折衷"的解決方案與常規(guī)的高精確度模塊相比較，綜合了較高的貼裝速度和大量的送料位置。這些平臺(tái)依然能夠滿足絕大多數(shù)元器件全方位的貼裝需要，可以從最小型的無(wú)源器件到最大型的有源器件。舉例來(lái)說(shuō)西門子公司推出的Siplace設(shè)備采用獨(dú)特的柔性化手段，可以通過(guò)采集和貼裝系統(tǒng)進(jìn)行貼裝，而垂直的旋轉(zhuǎn)頭系統(tǒng)能夠用來(lái)拾取12個(gè)元器件。許多其它類型的拱架式、拾取和貼裝設(shè)備使用多管路的工作頭。同時(shí)的"群"拾取方式可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)貼裝的高速度。但是，這種可以同時(shí)拾取的方式不能夠很好地處理小型元器件，因?yàn)樗谖炫c送料器之間要求極其精確地排列。在這些設(shè)備上極其精確是不可能實(shí)現(xiàn)的?？晒┻x擇的方法是單個(gè)地拾取元器件，這樣不可避免地使貼裝所花費(fèi)的時(shí)間大大地增加了。 展望未來(lái)，那種"柔性"的、多管路拱架式設(shè)備將成為小型至中型規(guī)模的定單型裝配廠商所選擇的設(shè)備。滿足這個(gè)市場(chǎng)的理想設(shè)備是能夠在高速狀態(tài)下，具有從0201型器件至大型矩型扁平封裝(Quad Flat pack簡(jiǎn)稱QFP)器件實(shí)現(xiàn)廣泛貼裝的能力。在這個(gè)局部市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)是相當(dāng)激烈的，它能夠使設(shè)備購(gòu)買者在價(jià)格、效益和整個(gè)操作方面受益非淺。而對(duì)大型電子裝配廠商而言，具有多貼裝頭構(gòu)架的機(jī)器將大受歡迎，包括多臂式、復(fù)合式、大型平行系統(tǒng)等，這些機(jī)型也被稱為"模塊機(jī)"，由于可以根據(jù)未來(lái)需求靈活添加不同類型的貼裝單元，滿足未來(lái)柔性化生產(chǎn)需求，當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生變化了以后，能夠及時(shí)提升設(shè)備的工作適應(yīng)能力是非常重要的，因?yàn)樾碌姆庋b和電路板帶來(lái)了新的要求。在一臺(tái)貼裝設(shè)備上進(jìn)行投資往往應(yīng)該基于現(xiàn)在的考慮和對(duì)未來(lái)的需求進(jìn)行估計(jì)。購(gòu)買一臺(tái)比目前所需功能多得多的設(shè)備常常能夠避免未來(lái)可能錯(cuò)失的商業(yè)機(jī)會(huì)。在現(xiàn)有設(shè)備上進(jìn)行升級(jí)比購(gòu)買一臺(tái)新設(shè)備從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)要合算得多?；谏鲜銮闆r，很多高端貼片設(shè)備廠商紛紛推出具有多貼裝頭的各種構(gòu)架的機(jī)器，例如環(huán)球的GC60、松下的CM602、日立的GHX-1、Siemens的HS60、Fuji的NXT等等，并逐步取代轉(zhuǎn)塔機(jī)器在高速機(jī)市場(chǎng)中的支配地位。