貼片機(jī)精度的測(cè)定

精度的測(cè)定在貼片機(jī)出廠檢驗(yàn)和機(jī)器在最終使用者的現(xiàn)場(chǎng)安裝后都會(huì)發(fā)生，但由于受測(cè)試條件的限制，測(cè)試的方法略有不同。

（1）貼片機(jī)出廠前的檢驗(yàn)和精度驗(yàn)證

在貼片機(jī)的生產(chǎn)廠里，負(fù)責(zé)質(zhì)量和可靠性的部門(mén)會(huì)在貼片機(jī)組裝完成后、機(jī)器出廠前對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行一系列的檢驗(yàn)和驗(yàn)收，來(lái)保證貼片機(jī)能夠達(dá)到機(jī)器規(guī)格中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一般出廠檢驗(yàn)分為4個(gè)階段：

1）元件試貼

在所有的組裝工作包括軟件的組裝（Assembly）和機(jī)器的校正（Calibration）完成后，機(jī)器會(huì)先進(jìn)行元件的試貼。負(fù)責(zé)機(jī)器檢驗(yàn)的人員會(huì)現(xiàn)將試貼用的程序加載到機(jī)器中，將試貼用的送料器和元器件安裝到機(jī)器上，然后運(yùn)行機(jī)器試貼元件以驗(yàn)證機(jī)器的各個(gè)功能。試貼的產(chǎn)品包括一些無(wú)源元件和有源元件，如0402，0603，0805，1206，S0T23，S0T89，PLC20，S024，QFP100和BGA225等（如圖1所示），可以測(cè)試機(jī)器的所有功能。

2）空轉(zhuǎn)運(yùn)行

機(jī)器運(yùn)行空轉(zhuǎn)模式（Dry Cycle），可以用與元件試貼時(shí)相同的程序。空轉(zhuǎn)運(yùn)行至少需要40 h以上，不能發(fā)生間斷，以確保機(jī)器機(jī)械和電氣部件的穩(wěn)定。

3）元件貼裝的修正

機(jī)器在校正時(shí)只是檢查并修正機(jī)器的硬件，如各貼裝軸、下視相機(jī)、上視相機(jī)之間的相對(duì)位置和各相機(jī)的放大倍數(shù)以及焦距和燈光的明暗等，而對(duì)元件的多次貼裝實(shí)際位置和設(shè)定位置之間的綜合平均值還存在一定的偏差。元件貼裝的修正（Trim）可以補(bǔ)正貼裝頭各貼裝軸貼裝的綜合偏差，使機(jī)器的貼裝精度和能力進(jìn)一步的提高，從而達(dá)到表面元件貼裝性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

圖1 測(cè)試線路板

元件貼裝的修正一般方法是將一些標(biāo)準(zhǔn)元件按照每個(gè)貼裝軸在4個(gè)貼裝方向（0°，90°，180°和270°）上各貼裝兩個(gè)元件，然后通過(guò)機(jī)器的下視相機(jī)或者坐標(biāo)檢測(cè)機(jī)器（CMM）來(lái)對(duì)各個(gè)貼裝元件的位置進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算得出各個(gè)貼裝軸各個(gè)方向上的綜合偏差，再補(bǔ)償?shù)劫N裝軸的參數(shù)中。

為了使線路板和元件的影響因素降低到最小，一般都采用玻璃基板來(lái)作為線路板。該玻璃基板的長(zhǎng)寬為400 mm×200 mm，4邊和背面用金屬加固以防破損，在玻璃基板的上刻印著一些固定的圓點(diǎn)作為校正和參考基準(zhǔn)點(diǎn)（如圖2所示）。

圖2 貼裝修正玻璃基板

當(dāng)用在多功能貼片機(jī)的貼裝修正時(shí)，元件采用相當(dāng)于QFP100（Pitch＝O.5 mm）的玻璃標(biāo)準(zhǔn)片，玻璃標(biāo)準(zhǔn)片上的四周各有一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為貼裝位置的識(shí)別（如圖3所示）。玻璃基板將會(huì)預(yù)先貼上雙面膠帶。如果貼裝頭有7只貼裝軸，每個(gè)貼裝軸在4個(gè)方向上各貼裝兩個(gè)元件，那么總共貼裝56個(gè)元件（如圖4所示）。

圖3 QFP100玻璃標(biāo)誰(shuí)元件

圖4 貼裝修正QFP100元件分布

當(dāng)用在高速貼片機(jī)的貼裝修正時(shí)，元件采用外形較好的0201預(yù)先貼上雙面膠帶。如果貼裝頭有30只貼裝軸，每個(gè)貼裝軸在件，那么總共貼裝240個(gè)元件（如圖5所示）。

圖5 貼裝修正0201元件分布

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)元件貼裝完畢后，運(yùn)行貼裝檢驗(yàn)程序，并指定貼片機(jī)的配置和標(biāo)準(zhǔn)元件的型號(hào)。機(jī)器的下視相機(jī)將先識(shí)別玻璃基板上的6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)確定玻璃基板的位置，然后再識(shí)別每一個(gè)玻璃標(biāo)準(zhǔn)片上對(duì)角的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)或0201元件的對(duì)角。通過(guò)計(jì)算每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件上兩個(gè)點(diǎn)的位置，可以得到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件的貼裝位置X和y方向的偏差和角度的偏差，如圖6所示。

圖6 玻璃標(biāo)準(zhǔn)元件的偏差計(jì)算

對(duì)于同一個(gè)貼裝軸，在同一個(gè)方向上所貼的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件偏差的平均值就是這個(gè)貼裝軸在這個(gè)方向上的偏差。在所有的標(biāo)準(zhǔn)元件的位置檢驗(yàn)完后，軟件將會(huì)自動(dòng)計(jì)算，將各貼裝軸的偏差補(bǔ)償?shù)劫N裝軸的參數(shù)當(dāng)中。

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