影響SMT設(shè)備貼裝率的因素和貼片機(jī)常見故障分析

SMT設(shè)備在選購時主要考慮其貼裝精度與貼裝速度，在實際使用過程中，為了有效提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低有利于產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，則如何提高和保持SMT設(shè)備貼裝率是擺在使用者面前的首要課題。

一、貼裝率的含義所謂貼裝率是指在一定時間內(nèi)器件實際貼裝數(shù)與吸數(shù)之比，即： 貼裝率= ×100% 吸著數(shù)其中總棄件數(shù)是指吸著錯誤數(shù)、識別錯誤數(shù)、立片數(shù)、丟失數(shù)等，而識別錯誤又分器件規(guī)格尺寸錯誤與器件光學(xué)識別不良兩種。貼片機(jī)無論是小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)，也無論是中速機(jī)，高速機(jī)，它們主要都是由器件貯運裝置、XY工作臺、貼裝頭以及控制系統(tǒng)組成。貼裝頭是貼片機(jī)的核心和關(guān)鍵部件，貼裝頭一般有固定頭和旋轉(zhuǎn)頭之分，固定一般多頭排列，少則2個，多則8個，可同時或單獨取件，旋轉(zhuǎn)頭又分在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)與在垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn) 。

A、器件吸起吸嘴吸起高度切換

B、θI旋轉(zhuǎn)（±90’）

C、器件光學(xué)識別

D、器件姿態(tài)檢測 θ2旋轉(zhuǎn)（±90’）

E、貼裝器件/吸嘴高度切換

F、θ3旋轉(zhuǎn)（±180’-θ）吸嘴原點檢測不良品排除

G、吸嘴轉(zhuǎn)換

H、吸嘴號碼檢測根據(jù)貼片機(jī)從取件

貼裝整個流程，就單純從設(shè)備方面來看，在正確設(shè)置吸嘴取件高度、取件位吸嘴中心與供料器相對位置情況下，影響設(shè)備貼裝率的主要因素是在取件位置，根據(jù)設(shè)備統(tǒng)計的生產(chǎn)信息情報，其影響占整個影響因素的80%以上。而造成的原因有：一方面是器件貯運裝置上的供料器，另一方面是吸嘴，兩者中供料器的影片中６０％左右，40%左右是由于吸嘴污染所造成。

二、供料器的影響供料器的影響主人集中在供料異常。

供料器的驅(qū)動方式有馬達(dá)驅(qū)動、機(jī)械式驅(qū)動以及氣缸驅(qū)動等幾種，這里以機(jī)械式驅(qū)動為例，說明供料器對貼裝率的影響：

1、驅(qū)動部分磨損機(jī)械式驅(qū)動地靠凸輪主軸驅(qū)動供料機(jī)構(gòu)，迅速敲找供料器的擊找臂，通過連桿使與之連接的棘輪帶動元器件編帶前進(jìn)一個進(jìn)距，同時帶動塑料卷帶盤將編帶上的塑料帶帽離，吸嘴下降完成取件動作。但由于供料機(jī)構(gòu)高速訪問供料器，經(jīng)長時間的使用之后，供料器的棘爪磨損嚴(yán)重，造成棘爪不能驅(qū)動卷帶盤塑料帶正常剝離，使吸嘴不能完成取件工作。因此在安裝編帶前應(yīng)仔細(xì)檢查供料器，對棘爪輪已磨損的供料器應(yīng)立即修復(fù)，不能修復(fù)的應(yīng)及時更換。

2、供料器結(jié)構(gòu)件變形由于長期使用或操作工操作不當(dāng)，其壓帶蓋板、頂針、彈簧 及其它運動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生變形、銹蝕等，從而導(dǎo)致器件吸偏、立片或者吸不到器件，因此應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以免造成器件的大量浪費，同時在安裝共料器應(yīng)正確、牢固地安裝在供料部平臺上，特別是無供料器高度檢測的設(shè)備，否則可能會造成供料器或設(shè)備損壞。

3、供料器潤滑不良一般對供料器的維護(hù)與保養(yǎng)，很容易被忽略，但定期的清潔、清洗、加油潤滑是必不可少的工作。

三、吸嘴的影響吸嘴也是影響貼裝率的又一重要因素，造成的原因有內(nèi)部原因，也有外部原因

1、內(nèi)部原因一方面是真空負(fù)壓不足，吸嘴取件前自動轉(zhuǎn)換貼裝頭上的機(jī)械閥，由吹氣轉(zhuǎn)換為真它吸附，產(chǎn)生一定的負(fù)壓，當(dāng)吸取部品后，負(fù)壓傳感器檢測值在一定范圍內(nèi)時，機(jī)器正常，反之吸著不良。一般在取件位到貼裝位吸嘴處的負(fù)壓應(yīng)至少在400mmＨg以上，當(dāng)貼裝大器件負(fù)壓應(yīng)在70mmHg以上，因此應(yīng)定期清洗真空泵內(nèi)的過濾器，以保證足夠的負(fù)壓；同時應(yīng)定期的檢查負(fù)壓檢測傳感器的工作狀態(tài)。另一方面是貼裝頭上的過濾器及吸嘴上的過濾器因周圍環(huán)境或氣源不純凈被污染堵塞而發(fā)黑。因此該過濾器應(yīng)定期更換，一般吸嘴上的過濾器至少應(yīng)半個月更換一次，貼裝頭上的過濾器應(yīng)至少半年更換一次，以保證氣流的通暢。

2、外部原因一方面是氣源回路泄壓，如橡膠氣管老化、破裂，密封件老化、磨損以及吸嘴長時間使用后磨損等，另一方面是因膠粘劑或外部環(huán)境中的粉塵，特別是紙編帶包裝的元器件在切斷之后產(chǎn)生的大量廢屑，造成吸嘴堵，因此因每日檢查吸嘴的潔凈程度，隨時監(jiān)控制吸嘴的取件情況，對堵塞或取件不良的吸嘴應(yīng)及時清洗或更換，以保證良好的狀態(tài)，同時在安裝吸嘴時，必須保證正確、牢固的安裝，否則會造成吸嘴或設(shè)備的損壞。

四、器件檢測系統(tǒng)是貼裝精度與貼裝正確性的必要保證

器件檢測系統(tǒng)分為器件光識別系統(tǒng)與器件姿態(tài)檢測。

1、光學(xué)識別系統(tǒng)是固定安裝的一個光學(xué)攝像系統(tǒng)，它是在貼裝頭的旋轉(zhuǎn)過程中經(jīng)攝像頭識別元器件外形輪廓從而光學(xué)成像，同時把相對于攝像機(jī)的器件中心位置和旋轉(zhuǎn)角度測量并記錄下來，傳遞給傳動控制系統(tǒng)，從而進(jìn)行XY坐標(biāo)位置偏差與θ角度偏差的補(bǔ)償，其優(yōu)點在于精確性與可適用于各種規(guī)格形狀器件的靈活性。它有反射識別方式以器件電極為識別依據(jù)，識別精度不受吸嘴大小的影響，一般SOP、QFP、BGA、PLCC等器件采用反射識別方式。而透射識別方式是以元件外形為識別依據(jù)，識別精度受吸嘴尺寸的影響當(dāng)吸嘴形大于器件輪廓時，識別圖像中有吸嘴的輪廓 。由于光學(xué)攝像系統(tǒng)的光源經(jīng)過一段時間使用之后，光照強(qiáng)度會逐漸下降，因光照強(qiáng)度與固態(tài)攝像轉(zhuǎn)換的灰度值成正比，灰度值越大，則數(shù)字圖像越清晰。所以隨著光源光照強(qiáng)度的減小，灰度值也隨之減小，但機(jī)器內(nèi)存儲的灰度值不會自動隨著光源光照強(qiáng)度的減小而減小，則當(dāng)灰度值低于一定值時，圖像就無法識別，因此必須定期進(jìn)行校正檢測①重新示校②調(diào)整光圈焦距?；叶戎挡艜c光源光照強(qiáng)度成正比。當(dāng)光源光強(qiáng)度弱到無法識別器件時，就必須更換光源，同時應(yīng)定期清洗鏡頭、玻璃片以及反光板上的灰塵與器件，以防因灰塵或器件影響光源強(qiáng)度，導(dǎo)致識別不良發(fā)生；另一方面還必須正確設(shè)置攝像機(jī)的有關(guān)初始數(shù)據(jù)。

2、整件姿態(tài)檢測是通過安裝在機(jī)架上的線性傳感器，從器件的橫向作高速掃描以檢測器件的吸著狀態(tài)，并準(zhǔn)確檢測器件的厚度，當(dāng)部品庫內(nèi)設(shè)定的厚度值與實測值超出允許的誤差范圍時，會出現(xiàn)厚度檢測不良，導(dǎo)致部品損耗。因此正確設(shè)置部品庫內(nèi)器件的數(shù)據(jù)以及厚度檢測控制順的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的，必須經(jīng)常復(fù)測器件的厚度。同時應(yīng)經(jīng)常對線性傳感器進(jìn)行清潔，以防止粘附其上的粉塵、雜物、油污等器件的厚度及吸著狀態(tài)的檢測。

五、器件編帶不良設(shè)備貼裝正確率是一個多因素共同作用的結(jié)果，除設(shè)備自身的原因以外，器件編帶不良對其也產(chǎn)生極大的影響，主要表現(xiàn)在：

A、齒孔間距誤差較大。

B、器件形狀欠佳。

C、編帶方孔形狀不規(guī)則或太大，從而導(dǎo)致器件被掛住或橫向翻轉(zhuǎn)。

D、紙帶與塑料熱壓帶粘力過大，不能正常剝離，或器件被粘在底帶上。

E、器件底部有油污。

六、貼片機(jī)常見故障

1、當(dāng)出現(xiàn)故障時，建議按如下思路來解決問題：

A、詳細(xì)分析設(shè)備的工作順序及它們之間的邏輯關(guān)系。

B、了解故障發(fā)生的部位、環(huán)節(jié)及其程度，以及有無異常聲音。

C、了解故障發(fā)生前的操作過程。

D、是否發(fā)生在特定的貼裝頭、吸嘴上。

E、是否發(fā)生在特定的器件上。

F、是否發(fā)生在特定的批量上。

G、是否發(fā)生在特定的時刻。

2、常見故障的分析

A、元器件貼裝偏移主要指元器件貼裝在PCB上之后，在X-Y出現(xiàn)位置偏移，其產(chǎn)生的原因如下：

（1）PCB板的原因 a：PCB板曲翹度超出設(shè)備允許范圍。上翹最大1.2MM，下曲最大0.5MM。 b：支撐銷高度不一致，致使印制板支撐不平整。 c：工作臺支撐平臺平面度不良 d：電路板布線精度低、一致性差，特別是批量與批量之間差異大。

（2）貼裝吸嘴吸著氣壓過低，在取件及貼裝應(yīng)在400mmHG以上。

（3）貼裝時吹氣壓力異常。

（4）膠粘劑、焊錫膏涂布量異常或偏離。導(dǎo)致元件貼裝時或焊接時位置發(fā)生漂移，過少導(dǎo)致元件貼裝后在工作臺高速運動時出現(xiàn)偏離原位，涂敷位置不準(zhǔn)確，因其張力作用而出現(xiàn)相應(yīng)偏移。

（5）程序數(shù)據(jù)設(shè)備不正確。

（6）基板定位不良。

（7）貼裝吸嘴上升時運動不平滑，較為遲緩。

（8）X-Y工作臺動力件與傳動件間連軸器松動。

（9）貼裝頭吸嘴安裝不良。

（10）吹氣時序與貼裝頭下降時序不匹配。

（11）吸嘴中心數(shù)據(jù)、光學(xué)識別系統(tǒng)的攝像機(jī)的初始數(shù)據(jù)設(shè)值不良。

B、器件貼裝角度偏移主要是指器件貼裝時，出現(xiàn)角度方向旋轉(zhuǎn)偏移，其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面：

（1）PCB板的原因 a：PCB板曲翹度超出設(shè)備允許范圍 b：支撐銷高度不一致，使印制板支撐不平整。 C：工作臺支撐平臺平面度不良。 d：電路板布線精度低，一致性差，特別是批量與批量之間差異大。

（2）貼裝吸嘴吸著氣壓過低，在取件及貼裝應(yīng)在400mmHG以上。

（3）貼裝時吹氣壓異常。

（4）膠粘劑、焊錫膏涂布量異?；蚱x。

（5）程序數(shù)據(jù)設(shè)備不正確。

（6）吸嘴端部磨損、堵塞或粘有異物。

（7）貼裝吸嘴上升或旋轉(zhuǎn)運動不平滑，較為遲緩。

（8）吸嘴單元與X-Y工作臺之間的平行度不良或吸嘴原點檢測不良。

（9）光學(xué)攝像機(jī)安裝楹動或數(shù)據(jù)設(shè)備不當(dāng)。

（10）吹氣時序與貼裝頭下降時序不匹配。

C、元件丟失：主要是指元件在吸片位置與貼片位置間丟失。

其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面：

（1）程序數(shù)據(jù)設(shè)備錯誤

（2）貼裝吸嘴吸著氣壓過低。在取下及貼裝應(yīng)400MMHG以上。

（3）吹氣時序與貼裝應(yīng)下降時序不匹配

（4）姿態(tài)檢測供感器不良，基準(zhǔn)設(shè)備錯誤。

（5）反光板、光學(xué)識別攝像機(jī)的清潔與維護(hù)。

D、取件不正常：

（1）編帶規(guī)格與供料器規(guī)格不匹配。

（2）真空泵沒工作或吸嘴吸氣壓過低太低。

（3）在取件位置編帶的塑料熱壓帶沒剝離，塑料熱壓帶未正常拉起。

（4）吸嘴豎直運動系統(tǒng)進(jìn)行遲緩。

（5）貼裝頭的貼裝速度選擇錯誤。

（6）供料器安裝不牢固，供料器頂針運動不暢、快速開閉器及壓帶不良。

（7）切紙刀不能正常切編帶。

（8）編帶不能隨齒輪正常轉(zhuǎn)動或供料器運轉(zhuǎn)不連續(xù)。

（9）吸片位置時吸嘴不在低點，下降高度不到位或無動作。

（10）在取件位吸嘴中心軸線與供料器中心軸引線不重合，出現(xiàn)偏離。

（11）吸嘴下降時間與吸片時間不同步。

（12）供料部有振動

（13）元件厚度數(shù)據(jù)設(shè)備不正確。

（14）吸片高度的初始值設(shè)備有誤。

E、隨機(jī)性不貼片主要是指吸嘴在貼片位置低點是不貼裝出現(xiàn)漏貼。

其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面：

（1）PCB板翹曲度超出設(shè)備許范圍，上翹最大1.2MM，下曲最大0.4MM 。

（2）支撐銷高度不一致或工作臺支撐平臺平面度不良。

（3）吸嘴部粘有交液或吸嘴被嚴(yán)重磁化。

（4）L吸嘴豎直運動系統(tǒng)運行遲緩。

（5）吹氣時序與貼裝頭下降時序不匹配。

（6）印制板上的膠量不足、漏點或機(jī)插引腳太長。

（7）吸嘴貼裝高度設(shè)備不良。

（8）電磁閥切換不良，吹氣壓力太小。

（9）某吸嘴出現(xiàn)NG時，器件貼裝STOPPER氣缸動作不暢，未及時復(fù)位。

F、取件姿態(tài)不良：主要指出現(xiàn)立片，斜片等情況。

其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面：

（1）真空吸著氣壓調(diào)節(jié)不良。

（2）吸嘴豎直運動系統(tǒng)運行遲緩。

（3）吸嘴下降時間與吸片時間不同步。

（4）吸片高度或元件厚度的初始值設(shè)置有誤，吸嘴在低點時與供料部平臺的距離不正確。

（5）編帶包裝規(guī)格不良，元件在安裝帶內(nèi)晃動。

（6）供料器頂針動作不暢、快速載閉器及壓帶不良。

（7）供料器中心軸線與吸嘴垂直中心軸線不重合，偏移太大。

七、基礎(chǔ)管理如何利用好性能優(yōu)良的設(shè)備，使之創(chuàng)造最大限度的利潤，是企業(yè)追求的目標(biāo)，如何才能實現(xiàn)目標(biāo)，主要靠科學(xué)的管理方法：

A、建立定期的員工培訓(xùn)制度，提高員工素質(zhì)。人是企業(yè)的靈魂，是企業(yè)創(chuàng)業(yè)與發(fā)展的根本所在。因此必須注重員工隊伍的技能培訓(xùn)與思想觀念的培訓(xùn)，應(yīng)能熟練、正確地操作設(shè)備，正確安裝、使用供料器，定時維護(hù)、保養(yǎng)設(shè)備、才能有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低物耗，提高生產(chǎn)效率。

B、建立定期的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計劃。推進(jìn)TPM管理，實行預(yù)防性能維護(hù)與檢修，從而減少設(shè)備因臨時故障面停機(jī)的時間，追求最大限度的設(shè)備利用效率。

C、健全設(shè)備維修檔案。 ①維修記錄。記錄故障發(fā)生的現(xiàn)象，分析過程，處理情況，備件更換等。 ②維備件更換記錄。分析備件更換的原因，備件更換周期，減少備件積壓資金，降低生產(chǎn)成本。

D、健全設(shè)備運行檔案。 ①設(shè)備運行狀態(tài)及時登錄表。 ②設(shè)備運行狀態(tài)一覽表。 ③運行狀態(tài)監(jiān)控圖。 ④維修工當(dāng)班設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控圖。 ⑤設(shè)備月運行狀一覽表。 ⑥設(shè)備月運行狀態(tài)總結(jié)表。