【干货】深度解析SMT贴装工艺质量技术，你值得拥有！

love1

一、自动贴装机贴装原理

6 _3 S8 C! W0 g5 \7 T, F  F4 w/ D) [1.自动贴装机的贴装过程

2.PCB基准校准原理

, U* b" t2 q- |/ r/ @% e5 x* t! H2.元器件贴片位置对中方式与对中原理

4 |2 s: G. D8 w2 {) P2 UPCB基准校准原理

       自动贴装机贴装时，元器件的贴装坐标是以PCB的某一个顶角（一般为左下角或右下角）为源点计算的。而PCB加工时多少存在一定的加工误差，因此在高精度贴装时必须对PCB进行基准校准。

; W; n+ A3 H, u2 y% h  基准校准采用基准标志（Mark）和贴装机的光学对中系统进行。基准标志（Mark）分为PCB基准标志和局部基准标志。

PCB MarK的作用和PCB基准校准原理                        
% v. g4 u  _( T! A    PCB MarK是用来修正PCB加工误差的。贴片前要给PCBMark照一个标准图像存入图像库中，并将PCB MarK的坐标录入贴片程序中。贴片时每上一块PCB，首先照PCBMark，与图像库中的标准图像比较：一是比较每块PCB Mark图像是否正确，如果图像不正确，贴装机则认为PCB的型号错误，会报警不工作；二是比较每块PCBMark的中心坐标与标准图像的坐标是否一致，如果有偏移，贴片时贴装机会自动根据偏移量（见图5中△X、△Y）修正每个贴装元器件的贴装位置。以保证精确地贴装元器件。
+ G( Y* {0 m5 a, M0 g# W
局部Mark的作用

   多引脚窄间距的器件，贴装精度要求非常高，靠PCB Mar不能满足定位要求，需要采用2—4个局部Mark单独定位，以保证单个器件的贴装精度。
2 ^; I. Q9 q. G7 e. |
元器件贴片位置对中方式与对中原理

   元器件贴片位置对中方式有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光与视觉混合对中。(1) 机械对中原理（靠机械对中爪对中）
! @6 s. w5 A, g" b: P& l) y! p(2) 激光对中原理（靠光学投影对中）
(3) 视觉对中原理（靠CCD摄象，图像比较对中）
' m9 Z$ o( W0 p  w2 y
贴片前要给每种元器件照一个标准图像存入图像库中，贴片时每拾取一个元器件都要进行照相并与该元器件在图像库中的标准图像比较：一是比较图像是否正确，如果图像不正确，贴装机则认为该元器件的型号错误，会根据程序设置抛弃元器件若干次后报警停机；二是将引脚变形和共面性不合格的器件识别出来并送至程序指定的抛料位置；三是比较该元器件拾取后的中心坐标X、Y、转角T与标准图像是否一致，如果有偏移，贴片时贴装机会自动根据偏移量修正该元器件的贴装位置。
, m* q8 T  _9 q+ p; w

. v$ l. Q& O. S0 e
二、 保证贴装质量的三要素

4 L' J* @5 Z% m" b) q$ R1. 元件正确

2 \% D( `% {8 I& A& A; W2. 位置准确
( _! L6 j% n- U- V- n
3.压力（贴片高度）合适。
6 k/ Z! }; x( W0 C
, ?8 M5 F' K+ l! ^+ }! y! |
3 d* ~& s( e$ W. a8 y! o" j' {6 M
3 }/ g6 K* |) g" t. Ja 元件正确——要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和明细表要求，不能贴错位置；

b 位置准确——元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐、居中，还要确保元件焊端接触焊膏图形。
$ }4 S2 K* A* R" |9 b0 D# }; F0 K  k
   两个端头的Chip元件自定位效应的作用比较大，贴装时元件宽度方向有3/4以上搭接在焊盘上,长度方向两个端头只要搭接到相应的焊盘上并接触焊膏图形，再流焊时就能够自定位，但如果其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有接触焊膏图形，再流焊时就会产生移位或吊桥；
& a) P, w% |8 Y
. S; u  p7 w8 f5 y8 GBGA的焊球与相对应的焊盘一一对齐；

焊球的中心与焊盘中心的最大偏移量小于1/2焊球直径。

% Z- K- t: |9 _% Z* T$ k0 n- Xc压力（贴片高度）——贴片压力（Z轴高度）要恰当合适
0 V) J; O3 k# _5 X
     贴片压力过小，元器件焊端或引脚浮在焊膏表面，焊膏粘不住元器件，在传递和再流焊时容易产生位置移动，另外由于Z轴高度过高，贴片时元件从高处扔下，会造成贴片位置偏移；

   贴片压力过大，焊膏挤出量过多，容易造成焊膏粘连，再流焊时容易产生桥接，同时也会由于滑动造成贴片位置偏移，严重时还会损坏元器件。


三、贴片机编程注意事项
- e& J# [* `& ~: X$ ~+ H
' h  l0 T: Y1 q6 Y/ Q+ F  \& @(1)编程
7 E" J6 ^0 N' C8 J
贴片程序编制得好不好，直接影响贴装精度和贴装效率。

   贴片程序由拾片程序和贴片程序两部分组成。
! D* U  q$ C* y+ D6 X# {% B! Q
5 G8 o& F2 m9 f  h   拾片程序就是告诉机器到哪里去拾片、拾什么样封装的元件、元件的包装是什么样的等拾片信息。其内容包括：每一步的元件名、每一步拾片的X、Y和转角T的偏移量、供料器料站位置、供料器的类型、拾片高度、抛料位置、是否跳步。

   贴片程序就是告诉机器把元件贴到哪里、贴片的角度、贴片的高度等信息。其内容包括：每一步的元件名、说明、每一步的X、Y坐标和转角T、贴片的高度是否需要修正、用第几号贴片头贴片、采用几号吸嘴、是否同时贴片、是否跳步等，贴片程序中还包括PCB和局部Mark的X、Y坐标信息等。
# a/ t+ ]6 S( q& |4 G' a2 x
贴装程序表

元件库

编程方法——编程有离线编程和在线编程两种方法。
4 o2 n+ C% z% e& Q5 z
2 g, ], P- \3 E) ]7 B  对于有CAD坐标文件的产品可采用离线编程，
% i% ^- B! [0 A7 {8 e$ U+ ]2 L
+ O& y4 O) T' G  G  d9 [0 F8 P  对于没有CAD坐标文件的产品，可采用在线编程。
) [7 h  _7 V' [* Y6 q, H
a 离线编程

离线编程是指利用离线编程软件和PCB的CAD设计文件在计算机上进行编制贴片程序的工作。离线编程可以节省在线编程时间，减少贴装机停机时间，提高设备的利用率，离线编程对多品种小批量生产特别有意义。
# T* W' s, o% \
离线编程软件由两部分组成：CAD转换软件和自动编程并优化软件。

离线编程的步骤：PCB程序数据编辑    自动编程优化并编辑
/ j3 o" v3 ^5 w& E$ d8 e- _& Z$ o
      将数据输入设备    在贴装机上对优化好的产品程序进行编辑    校对检查并备份贴片程序。
2 J2 R4 J# F8 t3 G  K1 g
; ]' G. U! s0 L/ y1 ?# R编程注意事项

3 Z! W, @  z, c! W  K+ i# ba PCB尺寸、源点等数据要准确；
. ]& D9 N- {, a' v
+ }9 J1 M6 n( z0 P$ l' fb 拾片与贴片以及各种库的元件名要统一；

c凡是程序中涉及到的元器件，必须在元件库、包装库、供料器库、托盘库、托盘料架库、图像库建立并登记，各种元器件所需要的吸嘴型号也必须在吸嘴库中登记；
7 N* ]- Z2 N$ g4 y4 ~5 Y
8 Z. e) L6 Y% H$ v8 L' m! S) n1 v* Sd 建立元件库时，元器件的类型、包装、尺寸等数据要准确；

- A6 h+ b. I# t2 S! b- Q* Je在线编程时所输入元器件名称、位号、型号等必须与元件明细和装配图相符；编程过程中，应在同一块PCB上连续完成坐标的输入，重新上PCB或更换新PCB都有可能造成贴片坐标的误差。输入数据时应经常存盘，以免停电或误操作而丢失数据；

f 在线编程时人工优化原则

1 ~, Q' D0 C& I0 r# r— 换吸嘴的次数最少。

— 拾片、贴片路径最短。

* T- |- X  b% o9 b" _— 多头贴装机还应考虑每次同时拾片数量最多。
  A% _- u. D* `) Z2 I/ N
! S' |* K9 Z2 \5 kg 对离线编程优化好的程序复制到贴装机后根据具体情况应作适当调整，例如：

% r6 {  P, ~6 y   对排放不合理的多管式振动供料器根据器件体的长度进行重新分配，尽量把器件体长度比较接近的器件安排在同一个料架上。并将料站排放得紧凑一点，中间尽量不要有空闲的料站，这样可缩短拾元件的路程；

   把程序中外形尺寸较大的多引脚窄间距器件例如160条引脚以上的QFP，大尺寸的PLCC、BGA以及长插座等改为SinglePickup单个拾片方式,这样可提高贴装精度。
, W' |/ Y8 D8 B( q0 |& b- N
9 v& \, P4 n* R/ ?2 o, ]# V/ xh无论离线编程或在线编程的程序，编程结束后都必须按工艺文件中元器件明细表进行校对检查，校对检查完全正确后才能进行生产。主要检查以下内容：
1 p! Q  u& T% Q  W/ K5 J
   ——校对程序中每一步的元件名称、位号、型号规格是否正确。对不正确处按工艺文件进行修正；
$ d) w1 W% N" s+ {7 r
9 o* v! h6 c- |5 a/ [   ——检查贴装机每个供料器站上的元器件与拾片程序表是否一致；
8 F- N. a+ Z! l, L
, j) L7 [1 c8 n  y" ]+ A, m- F   ——将完全正确的产品程序拷贝到备份磁盘中保存；
5 B) ]* |2 J5 I/ W+ S& x9 E2 E/ \
8 T4 f' t0 m" \; |+ X(2) 制作Mark和元器件图像

Mark图像做得好不好，直接影响贴装精度和贴装效率，如果Mark图像做得虚，也就是说，Mark图像与Mark的实际图形差异较大时，贴片时会不认Mark而造成频繁停机，因此对制作Mark图像有以下要求：

a Mark图形尺寸要输入正确；

bMark的寻找范围要适当，过大时会把PCB上Mark附近的图形划进来，造成与标准图像不一致，过小时会造成某些PCB由于加工尺寸误差较大而寻找不到Mark；
) V- Z$ y8 e$ P" m) ]
c照图像时各光源的光亮度一定要恰当，显示OK以后还要仔细调整；
+ r6 Y& C& U, o" l1 R) K
d 使图像黑白分明、边缘清晰；
/ j& V7 V- p5 s; I1 p
e 照出来的图像尺寸与Mark图形的实际尺寸尽量接近。
! s9 k  K6 r, j. P
" c- ?1 F4 I+ q; m8 _f 照出来的图像尺寸与元器件的实际尺寸尽量接近。
! F6 q6 t9 @& I6 @+ ]: F2 A
* q! S! u: u: O  b2 E) C, Wg 做完元器件视觉图像后应将吸嘴上的元器件放回原来位置，尤其是用固定摄象机照的元器件，否则元器件会掉在镜头内损坏镜头。

duck

自动贴装机贴装时，元器件的贴装坐标是以PCB的某一个顶角（一般为左下角或右下角）为源点计算的。而PCB加工时多少存在一定的加工误差，因此在高精度贴装时必须对PCB进行基准校准。

grand

多引脚窄间距的器件，贴装精度要求非常高，靠PCB Mar不能满足定位要求，需要采用2—4个局部Mark单独定位，以保证单个器件的贴装精度。

turth

两个端头的Chip元件自定位效应的作用比较大，贴装时元件宽度方向有3/4以上搭接在焊盘上,长度方向两个端头只要搭接到相应的焊盘上并接触焊膏图形，再流焊时就能够自定位，但如果其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有接触焊膏图形，再流焊时就会产生移位或吊桥；

oewqe

我来拥有一下