贴片机的编程及注意事项

贴片机编程及生产工艺的注意事项
摘要：现在面对pcb板的高密度体积小从而使生产工艺有了更高的要求，工艺最开始是从电路图的设计开始，而贴片机的工作直接影响到最终电路板的质量及可靠性，而机器是死的，它只会根据人编程的程序进行执行，这就要求在贴片机编程之时就要做到精确，减少贴片时的误差，在者在生产中，世界上最高端的贴片机也会有一定的贴片错误，如掉件等错误，这就要求生产人员在生产时注意生产流程，来降低掉件率。

关键字：贴片机，电路板编程，生产管理
贴片机的编程分离线编程和在线编程两种。

离线编程是指利用离线编程软件在机器以外的计算机或编程器上进行贴片机元件贴装程序设计的编制工作。

离线编程在程序编制时可以不占用机器的资源，减少贴片机的停机时间，提高机器的利用率。

离线编程还可以利用其他的一些辅助工具，如扫描仪、Excel表格和计算机集成制造系统等，并可共同使用。

离线编程的一个重要特征就是将线路板和贴片元件坐标的电子文件（CAD）转换成贴片程序。

一些专业辅助设计制造软件公司的软件，如Valor公司的vPlan和UGS公司的Assembly Expert等，在CAD导入方面见长，也同时具有离线编程和整线编程的功能，并可以适用于各种不同的设备，但是由于不同品牌的贴片机程序结构不同，往往还需要进一步的转换，而且在产能模拟方面很难做到准确。

各贴片机制造厂商也开发了离线编程软件，有的也具备整线编程的功能，对于单一品牌的贴片机来说是最佳方案。

在线编程是指利用部分机器所附带的示教盒进行程序编辑和利用贴片机的随机应用软件中的贴片程序编辑功能。

在线编程的方法有示教编程和手动输入编程，另外也可在机器上对线路板上的元件贴装坐标以及元件的数据库进行示教校正。

（1）示教编程
传统的贴片机编程方法利用贴片机的人工示教方式，用示教盒即移动摄像头在电路板上找出所有贴片元件的坐标位置，然后再将元件的其他信息如元件的位号、代码和贴装角度等信息手工输入到贴片机中。

示教编程是最简单的基本编程方法，一般老式的中速机都采用这种方法。

这种方式需要占用机器的生产时间，而且采用人工示教方式找点对于一块有几百个贴片元件的电路板来讲是一件费时费力而又极易出现差错的工作。

①取料示教：选定好吸嘴类型，用示教盒将贴片头运动到送料器的上方，下降并拾取元件，并确定对中的方式，贴片机的控制计算机会自动记录取料的X-Y-z-Q坐标和其他取料校正方式。

②贴片示教：在取料示教、吸取元件、校正和角度旋转完成后，用示教盒将贴片头移至线路板该元件焊接图案上方，可用线路板识别相机来确定元件的中心，再将元件下降到线路板上，单击输入。

③完成线路板的传输、送料器和吸嘴设置和位置示教：取料示教和贴片示教后，可进行贴装顺序编程与示教。

贴装顺序编程可以通过示教盒进行，也可使用贴片机软件中所附带的自动编程功能来自动优化。

（2）手动输入编程
所有贴片机都可以用手动输入的方式来进行编程。

在编程软件的贴装清单中，输入元件的位号（Ref ID）后，选择该元件的元件数据库代码，输入该元件的x、y坐标和旋转角度，这就有了贴片机程序最重要的信息。

再输入各种不同元件代码的站位号，进行贴装顺序的优化，就可完成贴片机编程。

（3）贴片坐标示教校正
由于有时不能得到元件贴装的准确坐标，如果在贴装完第一块线路板后再更改坐标将非常麻烦，所以有的贴片机也提供了元件坐标的校正功能，也叫增强型程序设置
（EnhancedProduct Setup）。

增强型程序设置利用机器的PEC相机直观地显示贴片位置的图形，能够有效地提高编程的精度。

进入增强型程序设置，加载已编好，但需要校正坐标的程序。

单击“=＞”传送线路板到工作区域。

在元件和基准点清单中单击两个相对位置的基准点，机器的PEC相机将会自动移到程序中基准点的位置。

单击xr｛移动框使十字中心对正，机器的系统将会建立好线路板的坐标参考框架（CoordinatiON Reference Frame）。

④再单击贴装元件，机器的PEC相机将会自动移到程序中元件的位置。

如果图像的十字中心与元件的中心不能重合，移动框使十字中心对正。

对于元件夕可校正相对的两点来找到中心。

⑤完成所有的元件后，保存程序，系统将会更新元件的贴装坐标。

（4）元件的示教校正
在新的元件数据库建立后，一些元件在实际生产中不能通过相机的识别，可能的原因有：
①元件的尺寸不正确；
②元件的角度不正确；
③元件的吸料位置与默认不一致；
④元件脚的跨距和长度与实际不符；
⑤球状元件的跨距、位置和大小与实际不符。

以上种种原因使得新产品和新元件在试产时不能顺利完成，耗费大量的时间、人力和物力，甚至造成元件和产品的报废。

现在—些较先进的机器提供了元件的示教校正的功能，有的也叫元件编程的自学功能，或者增强型元件校正（Enhanced Component teaching）。

①在机器上打开单个元件的数据库，单击“Tools→Enhanced Component Set up”，将会出现ECS界面，右边黑框内为机器的元件识别相机所摄制的图像。

②设置元件所在送料器的站位号、抛料带站位号、贴片头编号、吸嘴编号和元件角度等信息。

⑧单击Pick，机器将回零后用指定的吸嘴吸取制定送料器中的元件；再单击Inspect，吸嘴将会带着元件行进到相机上照相，在ECS界面的右边将会显示所摄制的图像。

④如果元件能够通过校正，在黑框中的上方将会显示“Component Passed”和校正的X、y、Q数据；如果元件不能通过校正，调整元件的大小、角度、吸料位置、灯光、元件脚/球的间距、位置和大小等，直到能够通过校正。

⑤可重复单击Inspect，以确定元件校正的X、y、Q数据是否稳定。

⑥保存校正完的数据库G
生产管理方面
电路板在生产时，应注意贴片机的工作状态，贴片机一般一小时的贴片率在一万多元件，在贴如此大数量的元件时，避免不了贴的不精确，及掉件问题。

这就要求生产者多注意贴片机的工作状态，及时的解决问题，从而提高生产效率，例如在一盘原料用完之后，需要用一两分钟的时间进行换料，我们可多准备一个喂料器，哪盘料快用完时，可直接将准备的喂料器装上，在机器停止时，直接换上从而提高工作效率。

此外在生产之前，要检查贴片机的工作状态，例如贴片头的工作状态，是否挡住传感器，吸嘴是否干净等诸多问题，都需要在生产之前解决防患于未然。

提高电路板的工艺质量，及可靠性。

贴装是SMT工艺性相对较简单的环节，只要调整好贴装叁数及位置贴装的好坏就在于贴片机的精度了，人为因素较小。

不过由于贴装误差的客观存在，所以贴装后检查是不可避免的。

因为在这个地方修正贴错的元器件比较简单易行且不会损坏元器件，如果在焊接后修正就费事多了。

贴片机抛料原因分析及对策
贴片机抛料是指贴片机在生产过程中吸到料之后不贴而是将料抛到抛料盒里或其它地方或者没有吸到料而执行抛料动作，抛料的主要原因及对策主要有以下几点：
来料的问题
小型IC有些是管装料尺寸较小、取料困难、料带较粘、取料时胶带拉不开BGA为44mm 的带装料，但44mm的Tape Feeder不够用而用56mm的取料时抛料较多，对策来料为带装料或手工定位购买44mm Tape Feeder。

供料器的问题
供料器位置变形、进料不良、供料器棘齿轮损坏、料带孔没有卡在供料器的棘齿上、供料器下方有异物、弹簧老化或电气不良，造成取料不到或取料不良而抛料，对策调整供料器清扫供料器平台(操作员负责)更换已坏部件或供料器。

吸嘴问题
吸嘴变形、堵塞破损造成气压不足、漏气造成吸料不起、取料不正识别通不过而抛料，对策清洁更换吸嘴技术员负责。

位置问题
取料不在料的中心位置而造成取料不正，有偏移吸料时达不到设定的真空水平而抛料，对策调整取料位置技术员负责。

真空问题
气压不足、真空气管信道不顺畅、有杂物堵塞气管信道或真空发生器损坏产生真空压力不足，造成取料不起或取起后在去贴的途中脱落，对策清洁真空气管信道保养真空发生器技术员负责。

识别系统问题
视觉不良视觉或镭射镜头不清洁、有杂物干扰识别，对策清洁擦拭识别系统表面保持干净无杂物污染等技术员负责
装料问题
装料没有装好\供料孔没有对准棘齿或8mm以上、Feeder供料间距没有调对、取料位置不对造成取料不到，对策加强装料培训技术员负责培训操作员提高技能。

当抛料现象出现时可以先询问现场人员，再根据观察分析直接找到问题所在，这样更能有效地找出问题加以解决。