贴片机结构及原理分析
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定位固定方法有定位孔销钉、边沿接触定位杆及 软件编程定位等。贴装头用于拾取和贴装 SMC/SMD。器件对中检测装置接触型的有机械 夹爪，非接触型的有红外、激光及全视觉对中系 统。驱动系统用于驱动贴片机构X-Y移动和贴片 头的旋转等动作。计算机控制系统对贴装过程进 行程序控制。
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第三章 贴装机支撑系统
机架是机器的基础，所有的传动、定位、传送机 构均牢固地固定在它上面，大部分型号的贴片机 及其各种送料器也安置在上面，因此机架应有足 够的机械强度和刚性，图3-1 为贴装机结构示意 图。目前贴片机有各种形式的机架，大致可分为 两类。
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第四章 贴装机传动系统
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2．贴装头及其组成
贴装头的基本功能是从供料器取料部位拾取SMC/SMD， 并经检查、定心和方位校正后贴放到PCB的设定位置上。 它安装在贴装区上方，可配置一个或多个SMD真空吸嘴 或机械夹具，θ轴转动吸持器件到所需角度，Z轴可自由 上下将器件贴装到PCB安装面。贴装头是贴装机上最复 杂和最关键的部件，和供料器一起决定着贴装机的贴装 能力。它由贴装工具(真空吸嘴)、定心爪、其它任选部 件(如粘接剂分配器)、电器检验夹具和光学PCB取像部 件(如摄像机)等部分组成。根据定心原理区分，典型的 贴装头有3种。
贴片机结构及原理分析
随着SMC小型化、SMD多引脚窄间距化和复合式、组合 式 片 式 元 器 件 、 BGA、CSP、DCA（ 芯 片 直 接 贴 装 技 术）、以及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断 出现，对贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动 化贴装机正朝着高速、高精度和多功能方向发展。采用 多贴装头、多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术， 使贴装速度和贴装精度大大提高。
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第一章 贴装机结构及系统组成
●SMT贴装机是计算机控制，集光、电、气及机械为一体 的高精度自动化设备。其组成部分主要有机体、元器件 供料器、PCB承载机构、贴装头、器件对中检测装置、驱 动系统、计算机控制系统等。
●机体用来安装和支撑贴装的各种部件，因此，它必 须具有足够的刚性才能保证贴装精度。供料器是能容纳 各种包装形式的元器件、并将元器件传送到取料部位的 一种储料供料部件，元器件以编带、棒式、托盘或散装 等包装形式放到相应的供料器上。PCB贴装承载机构包 括承载平台、磁性或真空支撑杆，用于定位和固定PCB。
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第二章 贴装机的工艺特性
精度、速度和适应性是贴装机的3个最重要的特性。精 度决定贴装机能贴装的元器件种类和它能适用的领域， 精度低的贴装机只能贴装SMC和极少数的SMD，适用于 消费类电子产品领域用的电路组装。而精度高的贴装机， 能贴装SOIC和QFP等多引线细间距器件，适用于工业电 子设备和军用电子装备领域的电路组装。速度决定贴装 机的生产效率和能力。适应性决定贴装机能贴装的元器 件类型和能满足各种不同贴装要求；适应性差的贴装机 只能满足单一品种的电路组件的贴装要求，当对多品种 电路组件组装时，就须增加专用贴装机才能满足不同的 贴装要求。
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这种对中方法由于是依靠机械动作，因此速度受到限制， 同时元件也易受到损坏，目前这种对中方式已不再使用， 取而代之的是光学对中。
1. 光学定位系统原理
贴装头吸取元器件后，CCD摄像机对元器件成像，并转 化成数字图像信号，经计算机分析出元器件的几何尺寸 和几何中心，并与控制程序中的数据进行比较，计算出 吸嘴中心与元器件中心在 ΔX，Δ Y和Δθ的误差，并及时 反馈至控制系统进行修正，保证元器件引脚与PCB焊盘 重合，如图5-2所示。
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此外，现代的贴片机在传动结构（Y轴方向由单 丝械向双丝杠发展）；元件的对中方式（由机械 向激光向全视觉发展）；图像识别（采用高分辨 CCD）；BGA和CSP的贴装（采用反射加直射 镜技术）；采用铸铁机架以减少振动，提高精度， 减少磨损；以及增强计算机功能等方面都采用了 许多新技术，使操作更加简便、迅速、直观和易 掌握。
光学系统采用两种分辨率——灰度值分辨率和空间分 辨率。
灰度值分辨率是利用图像多级亮度来表示分辨率的方 法，机器能分辨给定点的测量光强度，所需光强度越小， 则灰度值分辨率就越高，一般采用256级灰度值，它具 有很强的精密区别目标特征的能力。而人眼处理的灰度 值仅在50～60左右，因此机器的处理能力远高于人眼的 处理能力。
一． 传送机构与支撑台
传送机构就是图3-1中的轨道，它的作用是将需要贴片的 PCB送到预定位置，贴片完成后再将SMA送至下道工序。
传送机构是安放在轨道上的超薄型皮带线传送系统。 通常皮带轮安置在轨道边缘，皮带线通常分为A，B，C 三段，并在B区传送部位设有PCB夹紧机构，在A，C区 装有红外传感器，更先进的机器还带有条形码阅读器， 它能识别PCB的进入和送出，记录PCB数量，如图4-1 和4-2所示。
目前最高的贴装速度可达到0.06S/Chip元件左右；高精 度贴装机的重复贴装精度为0.05-0.25mm;
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多功能贴片机除了能贴装0201(0.6mm*0.3mm) 元件外,还能贴装SOIC(小外型集成电路)、 PLCC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距 QFP、BGA和CSP以及长接插件（150mm长） 等SMD/SMC的能力。
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2．光学系统的组成
光学系统由光源、CCD、显示器以及数模转 换与图像处理系统组成，即CCD在给定的视野 范围内将实物图像的光强度分布转换成模拟电信 号，模拟电信号再通过A/D转换器转换为数字量， 经图像系统处理后再转换为模拟图像，最后由显 示器反应出来
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3．CCD的分辨率
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第五章 贴装机光学对中系统
贴片机的对中是指贴片机在吸取元件时要保证吸 嘴吸在元件中心，使元件的中心与贴片头主轴的 中心线保持一致，因此，首先遇到的是对中问题。 早期贴片机的元件对中是用机械方法来实现的 （称为“机械对中”）。当贴片头吸取元件后， 在主轴提升时，拨动四个爪把元件抓一下，使元 件轻微地移动到主轴的中心上来，QFP器件则 在专门的对中台进行对中，如图5-1所示。
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定位固定方法有定位孔销钉、边沿接触定位杆及 软件编程定位等。贴装头用于拾取和贴装 SMC/SMD。器件对中检测装置接触型的有机械 夹爪，非接触型的有红外、激光及全视觉对中系 统。驱动系统用于驱动贴片机构X-Y移动和贴片 头的旋转等动作。计算机控制系统对贴装过程进 行程序控制。
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第三章 贴装机支撑系统
机架是机器的基础，所有的传动、定位、传送机 构均牢固地固定在它上面，大部分型号的贴片机 及其各种送料器也安置在上面，因此机架应有足 够的机械强度和刚性，图3-1 为贴装机结构示意 图。目前贴片机有各种形式的机架，大致可分为 两类。
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第四章 贴装机传动系统
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2．贴装头及其组成
贴装头的基本功能是从供料器取料部位拾取SMC/SMD， 并经检查、定心和方位校正后贴放到PCB的设定位置上。 它安装在贴装区上方，可配置一个或多个SMD真空吸嘴 或机械夹具，θ轴转动吸持器件到所需角度，Z轴可自由 上下将器件贴装到PCB安装面。贴装头是贴装机上最复 杂和最关键的部件，和供料器一起决定着贴装机的贴装 能力。它由贴装工具(真空吸嘴)、定心爪、其它任选部 件(如粘接剂分配器)、电器检验夹具和光学PCB取像部 件(如摄像机)等部分组成。根据定心原理区分，典型的 贴装头有3种。
贴片机结构及原理分析
随着SMC小型化、SMD多引脚窄间距化和复合式、组合 式 片 式 元 器 件 、 BGA、CSP、DCA（ 芯 片 直 接 贴 装 技 术）、以及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断 出现，对贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动 化贴装机正朝着高速、高精度和多功能方向发展。采用 多贴装头、多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术， 使贴装速度和贴装精度大大提高。
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第一章 贴装机结构及系统组成
●SMT贴装机是计算机控制，集光、电、气及机械为一体 的高精度自动化设备。其组成部分主要有机体、元器件 供料器、PCB承载机构、贴装头、器件对中检测装置、驱 动系统、计算机控制系统等。
●机体用来安装和支撑贴装的各种部件，因此，它必 须具有足够的刚性才能保证贴装精度。供料器是能容纳 各种包装形式的元器件、并将元器件传送到取料部位的 一种储料供料部件，元器件以编带、棒式、托盘或散装 等包装形式放到相应的供料器上。PCB贴装承载机构包 括承载平台、磁性或真空支撑杆，用于定位和固定PCB。
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第二章 贴装机的工艺特性
精度、速度和适应性是贴装机的3个最重要的特性。精 度决定贴装机能贴装的元器件种类和它能适用的领域， 精度低的贴装机只能贴装SMC和极少数的SMD，适用于 消费类电子产品领域用的电路组装。而精度高的贴装机， 能贴装SOIC和QFP等多引线细间距器件，适用于工业电 子设备和军用电子装备领域的电路组装。速度决定贴装 机的生产效率和能力。适应性决定贴装机能贴装的元器 件类型和能满足各种不同贴装要求；适应性差的贴装机 只能满足单一品种的电路组件的贴装要求，当对多品种 电路组件组装时，就须增加专用贴装机才能满足不同的 贴装要求。
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这种对中方法由于是依靠机械动作，因此速度受到限制， 同时元件也易受到损坏，目前这种对中方式已不再使用， 取而代之的是光学对中。
1. 光学定位系统原理
贴装头吸取元器件后，CCD摄像机对元器件成像，并转 化成数字图像信号，经计算机分析出元器件的几何尺寸 和几何中心，并与控制程序中的数据进行比较，计算出 吸嘴中心与元器件中心在 ΔX，Δ Y和Δθ的误差，并及时 反馈至控制系统进行修正，保证元器件引脚与PCB焊盘 重合，如图5-2所示。
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此外，现代的贴片机在传动结构（Y轴方向由单 丝械向双丝杠发展）；元件的对中方式（由机械 向激光向全视觉发展）；图像识别（采用高分辨 CCD）；BGA和CSP的贴装（采用反射加直射 镜技术）；采用铸铁机架以减少振动，提高精度， 减少磨损；以及增强计算机功能等方面都采用了 许多新技术，使操作更加简便、迅速、直观和易 掌握。
光学系统采用两种分辨率——灰度值分辨率和空间分 辨率。
灰度值分辨率是利用图像多级亮度来表示分辨率的方 法，机器能分辨给定点的测量光强度，所需光强度越小， 则灰度值分辨率就越高，一般采用256级灰度值，它具 有很强的精密区别目标特征的能力。而人眼处理的灰度 值仅在50～60左右，因此机器的处理能力远高于人眼的 处理能力。
一． 传送机构与支撑台
传送机构就是图3-1中的轨道，它的作用是将需要贴片的 PCB送到预定位置，贴片完成后再将SMA送至下道工序。
传送机构是安放在轨道上的超薄型皮带线传送系统。 通常皮带轮安置在轨道边缘，皮带线通常分为A，B，C 三段，并在B区传送部位设有PCB夹紧机构，在A，C区 装有红外传感器，更先进的机器还带有条形码阅读器， 它能识别PCB的进入和送出，记录PCB数量，如图4-1 和4-2所示。
目前最高的贴装速度可达到0.06S/Chip元件左右；高精 度贴装机的重复贴装精度为0.05-0.25mm;
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多功能贴片机除了能贴装0201(0.6mm*0.3mm) 元件外,还能贴装SOIC(小外型集成电路)、 PLCC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距 QFP、BGA和CSP以及长接插件（150mm长） 等SMD/SMC的能力。
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2．光学系统的组成
光学系统由光源、CCD、显示器以及数模转 换与图像处理系统组成，即CCD在给定的视野 范围内将实物图像的光强度分布转换成模拟电信 号，模拟电信号再通过A/D转换器转换为数字量， 经图像系统处理后再转换为模拟图像，最后由显 示器反应出来
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3．CCD的分辨率
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第五章 贴装机光学对中系统
贴片机的对中是指贴片机在吸取元件时要保证吸 嘴吸在元件中心，使元件的中心与贴片头主轴的 中心线保持一致，因此，首先遇到的是对中问题。 早期贴片机的元件对中是用机械方法来实现的 （称为“机械对中”）。当贴片头吸取元件后， 在主轴提升时，拨动四个爪把元件抓一下，使元 件轻微地移动到主轴的中心上来，QFP器件则 在专门的对中台进行对中，如图5-1所示。