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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.n0201装装配，从从难关到到常规贴贴装 虽然通通常认为为是相当当近期的的一项发发展，印印刷电路路板(PPCB, prrintted cirrcuiit bboarrd)自自从五十十年代早早期就已已经有了了。从那那时起，对对越来越越小、越越来越轻轻和越来来越快速速的电子子产品的的需求就就一直推推动着电电子元件件、PCCB和装装配设备备技术朝朝着SMMT的方方向发展展。对SMMT最早早的普遍遍接受是是发生在在八十年年代早期期，那时时诸如DDynaaperrt
2、MMPS-5000和FUUJI CP-2这些些机器进进入市场场。在那那时，112066(32216)电阻与与电容是是最流行行的贴装装元件。可可是在一一两年内内，12206即即让路给给08005(221255)作为为SMTT贴装的的最普遍遍的元件件包装。在这个期间，机器与元件两者都迅速进化。在机器变得更快更灵活的同时，0603 (1608) 元件开始发展。在这时，许多装配机器制造商走回研究开放(R&D, research and development)实验室，重新评估用于接纳这些更新、更小元件的设备中的技术。更高分辨率的相机与更小的真空吸嘴就在这些元件带给装配设备的变化之中。0402(1608
3、)包装的出现在PCB装配的各方面都产生了进一步的挑战。在机器发展方面，真空吸嘴变得更小和更脆弱。新的重点放在元件的送料器(feeder)上面，它作为需要改进的一个单元，为机器更准确地送出零件。随着0402元件的出现，工艺挑战又增加到那些需要为成功的元件贴装而探讨的问题之中。锡膏(solder paste)印刷变得更加关键 - 模板(stencil)厚度与锡膏网孔是越来越重要的工艺考虑因素。这种贴装所需要的技术也涉及重要的新成本。这些因素的结合造成在电子工业历史中最慢采用的一种新包装形式。总计，几乎将近五年时间，0402包装才在工业中达到广泛的接受 - 并且在今天还有许多装配工厂从来不贴装一颗0
4、402片状。现在，进入了0201。在过去一年半时间里，0201贴装已经是整个工业内讨论的一个关键主题。由于尺寸、重量和功率消耗的需求，许多OEM电路板装配商需要将甚至更小的元件和技术结合到其产品中去。合约制造商(CM, contract manufacturer)也必须具备新的技术，以保持装配工艺最新和为客户提供完整的服务范围。对于机器制造商，其挑战是开发在一个动态的技术变化的时代中更加抵抗陈旧过时的装配设备。0201贴贴装的挑挑战02001元件件的贴装装比其前前面的元元件介入入更具挑挑战性。主主要原因因是02201包包装大约约为相应应的04402尺尺寸的三三分之一一。原先可可以接受受的机器器
5、贴装精精度马上上变成引引进02201的的一个局局限因素素。另外外，传统统的工业业带包装装(taapinng)规规格对于于可靠的的02001贴装装允许太太多的移移动，而而工艺控控制水平平也必须须提高，以以使得002011贴装成成为生产产现实。虽然这些障碍非常大，但它们远不是不可克服的。当然，它们需要全体的决心，因为对0201贴装所必须的技术获得要求大量的资金和最高管理层对研究开发(R&D)的许诺。可靠的02201贴贴装的关关键在FUUJI，进进取的RR&D计计划已经经产生了了使所有有的电路路装配机机器以1100%速度兼兼容02201的的能力，最最低的吸吸取可靠靠性为999.990%，目目标的吸吸
6、取可靠靠性为999.995%，和和最低的的贴装可可靠性为为99.99%。在一一开始，设设计的每每个方面面都得到到评估其其对一个个完整的的02001方案案的能力力，还有有紧密相相关的机机器元件件参数的的单一元元素的结结合证明明对达到到成功是是关键的的。这些些参数包包括： 元件送料器器工作台台。R&D计划划得出结结论，精精密定位位料车(carrriaage)工作台台的能力力 - 和作出出极小的的调整来来补偿料料带 (tappe) 的不精精确 - 是达达到元件件吸取可可靠性高高于999.955%的关关键因素素。为了达达到这个个，送料料器(ffeedder)工作台台必须精精密加工工，以保保证单个个送料
7、器器的可重重复定位位，并且且使用双双轨线性性移动导导轨与一一个高分分辨率半半封闭循循环的伺伺服系统统相结合合。该设设计允许许作出很很小的调调节 - 基于于由视觉觉系统判判断的吸吸取精度度结果。这这保证元元件尽可可能地靠靠近中心心吸取。 元件送料器器。送料料器必须须制造达达到极紧紧的公差差，以保保证吸取取位置维维持可重重复性，不不管元件件高度和和大量的的可能元元件位置置的变化化。用于于定位和和将送料料器锁定定在位置置上的机机构必须须耐用和和精密，还还要保持持用户友友好。另另外，用用于制造造送料器器的材料料必须强强度高、重重量轻，以以允许人人机工程程上的操操作，同同时保证证元件料料带(ccarrr
8、ierr taape)的精密密、可重重复的送送出。 送料器驱动动链轮。驱驱动链轮轮在机器器定位元元件料带带的能力力中起关关键作用用。驱动动链轮轮轮齿的形形状、锥锥度和长长度重大大地影响响送料器器定位料料带的能能力。其其它因素素也作了了调查研研究，比比如驱动动链轮的的直径和和料带与与链轮接接触的数数量等。对对基本的的链轮设设计所作作的改变变得到定定位精度度的改进进，比较较早的设设计在XX方向提提高200%，YY方向提提高500%。 吸取头。在在适当地地进给元元件之后后，下一一步是将将元件吸吸取在真真空吸嘴嘴上，并并把它带带到电路路板上。真真空吸嘴嘴(noozzlle)需需要顺应应以吸收收在吸取取
9、与贴装装元件期期间的冲冲击，补补偿锡膏膏高度上上的微小小变化，并并且减少少元件破破裂的危危险。为为了这些些原因，吸吸嘴必须须能够在在其夹具具内移动动。材料选选择、材材料硬度度、加工工公差和和热特性性都必须须理解，以以构造一一个可靠靠的吸取取头。吸吸嘴必须须在其夹夹具(hholdder)内自由由移动，而而不牺牲牲精度(图一)。 吸嘴轴装配配。吸嘴嘴轴(nnozzzle shaaft)也是一一个关键键的设计计元素 - 通通过保持持整个吸吸嘴与轴轴装配直直接对中中，消除除了过压压(ovverddrivve)现现象。过过压是由由于当贴贴装头上上下运动动是所产产生的惯惯性造成成的。如如果吸嘴嘴和轴不不在
10、一条条直线，就就产生一一点抖动动(whhip) - 或过压压。过压压造成定定位精度度的变化化，它决决定于运运动速度度、吸嘴嘴重量和和元件重重量。通通过消除除过压，直直接对中中减少与与元件吸吸取和贴贴装有关关的负面面因素的的数量(图二)。 吸嘴设计。吸吸嘴设计计上的变变化对于于允许接接纳02201元元件是一一个很重重要的因因素。为为了吸取取 0.6x00.3 mm 的元件件，吸嘴嘴必须有有不大于于 0.40mmm 的的外径。这这样形成成一个长长而细的的吸嘴轴轴，弯曲曲脆弱但但还必须须保持精精度以维维持吸取取的高可可靠性。从从直线轴轴到锥形形设计的的改变增增加吸嘴嘴强度，并并允许吸吸嘴抵抗抗弯曲(
11、图三)。 基体结构。所所有机械械在运行行期间都都产生振振动。基基体框架架设计是是减少产产生振动动和谐波波共振的的速度与与运动效效应的关关键第一一步。通通过使用用铸铁基基础框架架和艺术术级结构构技术，振振动与谐谐波共振振可在机机器内减减少到可可控制水水平，这这样，负负面影响响可以应应付。达到标准通过过所有六六个关键键因素，可可靠的002011贴装的的障碍已已经消除除。因此此，R&D的焦焦点已经经转向更更新、更更小的元元件，002011不再认认为是前前缘的元元件包装装技术。对于0201元件贴装，现在接受的工艺窗口是在3 时大约75m 的X 和75m 的Y。为了达到 6 的贴装可靠性，X与Y的公差必
12、须减少到50m。最新的高速贴装设备具有66m的等级，实际标准偏差大约为3545m。随着0201元件变得更加广泛地使用和制造工艺变紧，可达到提高的准确性。供应商之间的元件尺寸差别对0201进料和贴装都产生挑战。散装进料(bulk feeding)正在开放之中，应该在2001年可以得到。虽然机器现在具备这个能力，但只有一小部分使用者将准备在未来1224个月内迈出使用0201贴装的步伐。这类似于球栅阵列(BGA, ball grid array)和0402元件的引入，在装配这个环境里，机器的能力超前于工艺状态。前面的挑战战虽虽然02201元元件的贴贴装现在在是新贴贴装设备备的一个个标准特特性，还还需
13、要作作另外的的工作来来改进终终端用户户的整体体工艺。在在机器制制造商、元元件供应应商、电电路板制制造商、模模板工厂厂和锡膏膏制造商商之间的的关系需需要加强强，以形形成一个个更加无无缝的(seaamleess)开发过过程。最最终结果果将是对对该工艺艺的统一一的理解解，以及及将使最最终用户户受益的的更好的的工作关关系，特特别是通通过使新新的生产产技术更更快和更更有效的的结合。如何准确地地贴装002011元件本文介绍，更更小的元元件与更更窄的间间距为电电路板装装配提出出了新的的挑战。理理解这些些贴装问问题可以以使产品品更快地地推出市市场，并并减少缺缺陷。业界所所面临的的现实是是零件变变得越来来越小。
14、例例如，002011片状电电容比004022小755%，在在电路板板上所占占的面积积少666%，这这些元件件在本十十年的早早期将出出现在一一些通用用的印刷刷电路板板上，而而甚至更更小的0010005片状状元件到到20005年将将在空间间更珍贵贵的模块块电路板板上看到到。因为对对于许多多新的产产品板的的空间是是如此珍珍贵，尽尽管更小小的元件件成本更更高，但但还是会会得到甚甚至更广广泛的使使用。这这种新的的小型化化要求贴贴装精度度提高但但又不降降低速度度。确认所面临临的挑战战小的元元件提出出了许多多问题。更更高的密密度 - 这是是困扰较较小元件件的主要要原因 - 使使得贴装装任务的的难度大大了一个
15、个数量级级。例如如，02201元元件通常常要求较较小的焊焊盘尺寸寸来防止止焊锡污污迹，和和接纳无无焊脚焊焊接。还还有，更更小的焊焊盘意味味着更窄窄的元件件间距。虽虽然这些些允许设设计者取取得高度度功能化化与紧凑凑的产品品所需要要的更高高密度，但但也使情情况复杂杂化。对对于密度度高的PPCB，贴贴装精度度直接影影响回流流焊接后后的装配配缺陷数数量，例例如，贴贴装偏移移会增加加锡桥、锡锡珠、元元件竖立立和元件件不对准准焊盘的的机会。因此，我我们需要要什么呢呢？现在在，现实实的生产产目标是是达到999.99%的吸吸取率，同同时3的贴装装精度为为600m。为为了达到到这个目目标，机机器精度度变成首首要
16、问题题。例如，摩摩托罗拉拉的试验验表明，在在贴装偏偏移中小小到0.0255mm的的变化都都可能重重大地影影响缺陷陷水平。对对于标准准的焊盘盘(用十十万个元元件进行行试验)，y0.0075mmm, x00.0775mmm的贴装装偏移对对缺陷的的影响类类似于没没有偏移移。可是是，当偏偏移增加加到00.1mmm时，缺缺陷水平平上升到到超过550000ppmm。虽然然这个绝绝对距离离意味着着很小，但但是研究究表明该该工艺留留下很少少犯错的的余地。还还有，贴贴装操作作涉及的的不止其其本身。它它包括吸吸取的可可靠性、准准确的元元件视觉觉识别和和贴装的的可重复复性。事事实上，试试验表明明02001元件件要求
17、999%的的吸取可可靠性。吸取位置公公差为了保保持生产产系统的的连贯性性，吸嘴嘴必须能能够在所所有三个个方向上上移动，即即沿X,Y和ZZ轴移动动 - 这一点点是重要要的，因因为在所所有生产产机器上上Y轴的的控制是是没有的的。可是是，为了了保持贴贴装精度度在公差差之内，YY方向的的控制对对于将元元件对中中在吸嘴嘴上是必必要的(图一)。自然然地，这这个对中中对于002011比对其其他零件件具有更更紧的公公差。图一、Y方方向是002011元件贴贴装的唯唯一最重重要的轴轴向纠正正由于在在三个轴轴上的闭闭环实时时反馈，对对送料器器校准的的需要实实际上消消除了。没没有三个个轴上的的实时闭闭环反馈馈，送料料
18、器的校校准是关关键的。研究表表明，在在Y方向向0.07mmm的精精度对于于确保成成功的002011贴装是是必要的的。还有有，成功功的贴装装要求在在X方向向0.1mmm的公差差，在ZZ方向0.11mm，以以达到00.2mmm的目目标值。纠纠正吸嘴嘴X/YY轴的运运动是保保证稳定定和持续续的元件件吸取的的关键。在锡膏上的的运动另一个个贴装问问题是在在某些条条件下，002011不会停停留在其其贴装的的位置。考考虑这样样一种情情况，试试验将002011电容贴贴装在印印刷锡膏膏和助焊焊剂的PPCB上上，希望望得到0.005mmm的受控控行程和和0.115mmm的元件件间距。试试验已经经显示，对对于Y方方
19、向3的贴装装精度，板板上小于于0.005mmm超程的的元件有有时将会会向短边边方向滑滑行超过过60m。会发生生什么呢呢？有趣趣的是进进一步调调查显示示当元件件只是贴贴装在助助焊剂上上时，元元件不会会发生由由于超程程的滑移移，但是是在锡膏膏上时会会发生。结结论：问问题在于于锡膏的的颗粒直直径。为为了补偿偿Z轴纠纠正，机机器必须须具有实实时的反反馈机构构，测量量每个元元件的厚厚度。当颗粒粒大小大大于200m时时，元件件偏斜就就有可能能，因为为颗粒在在焊盘上上分布不不均。因因为元件件贴装时时间是几几毫秒，所所以任何何不平的的表面度度可能造造成零件件偏斜或或运动。这这就是为为什么热热风焊锡锡均涂(HA
20、SSL)的的板不适适合于002011贴装，这这与04402许许可HAASL形形成对照照。图二、当元元件超程程冲击焊焊锡颗粒粒时，反反作用力力改变吸吸嘴的轴轴向并产产生一个个水平的的力，产产生元件件的偏移移因此，超超程降低低贴装精精度。它它也可能能增加高高密度贴贴装的锡锡桥，因因为当使使用无焊焊脚焊盘盘时，元元件会将将锡膏从从零件下下挤出(图二)。因此此，可以以将超程程定义为为使得元元件和PPCB之之间的间间隙小于于焊锡颗颗粒大小小，即，贴贴装系统统必须控控制该间间隙，将将它保持持在400-600m。一一个起作作用的因因素是板板的支撑撑，没有有支撑元元件可能能从过高高的高度度落下或或被压入入锡膏
21、中中。为了了准确地地控制行行程，板板的支撑撑系统必必须为板板的拱形形提供足足够的纠纠正。需要的改进进要取得得有效的的02001元件件的使用用，部分分的解决决方法将将在吸嘴嘴的设计计改进中中找到。因因为元件件是如此此的小，它它们要求求吸嘴的的设计尽尽量加大大真空的的接触表表面积，同同时提供供一个不不会干涉涉高密度度布局的的外形。另另外，吸吸嘴必须须高度耐耐磨，因因为其腐腐蚀作用用会由于于小的接接触面积积而恶化化。所有有这些都都必须意意识到如如何满足足和处理理即将面面临的0010005元件件的挑战战。现在的的结果为为0.225mmm的间隙隙提供00.755的节拍拍时间、660mm(3)的精精度、和
22、和99.9%的的吸取率率。目标标是要为为0.110-00.155mm间间隙达到到每个零零件0.0755秒的节节拍时间间、400m(3)的精度度、和999.99%的吸吸取率。为为02001元件件专门开开发的盘盘带送料料器也应应该有助助于更精精确和更更快速的的元件贴贴装。结论一个现现实的经经济问题题是用002011元件生生产的板板将比其其对应的的较大零零件更加加昂贵。另另外，更更紧的公公差必然然需要增增加工艺艺控制、更更彻底的的预防性性维护、更更多的培培训和工工艺知识识、和对对报废及及检查/修理活活动的增增加的认认识。预防性性维护总总是生产产的一个个重要部部分，现现在由于于02001贴装装而更加加
23、重要。因因为误差差的公差差和可达达性和元元件本身身一样小小，预防防性维护护是02201生生产线比比其他元元件更加加重要的的制造成成本因素素。类似似地，似似乎02201的的使用将将要求更更频繁的的吸嘴清清洗、摄摄像机清清洁和机机器贴装装的测量量与调整整。元件件吸取和和贴装的的高度将将是关键键的，对对于初始始的元件件吸取，送送料器轴轴的调整整是需要要的，尽尽管机器器可以在在吸取位位置补偿偿元件的的偏移。工作台运行行对元件件贴片的的影响解决转塔式式平台的的问题要要求完全全了解许许多工艺艺参数，并并始终将将重点放放在过程程控制上上。1986年年转塔式式贴片机机问世以以来，已已为电路路板组装装工业生生产
24、出大大量的合合格产品品。当其其作为新新产品进进入市场场时，转转塔式平平台曾以以每小时时贴片1144000个元元件震惊惊一时。在在过去的的16年年中，转转塔式贴贴片机的的平均贴贴片速度度已提高高了近四四倍，可可贴装元元件和器器件的类类型和范范围也明明显扩大大，目前前，贴片片机烦琐琐的换线线仅用微微波炉嘣嘣一袋爆爆米花的的时间就就可完成成。然而，经经多年的的进展，转转塔式贴贴片机的的基本原原理却没没有任何何变化。其其基本设设计是相相当简单单的。元元件送料料器前后后运行，向向固定的的拾取位位置供给给元件。PPCB沿沿X-YY方向运运行，使使PCBB精确地地定位于于规定的的贴片位位置，而而贴片机机核心
25、的的转塔在在两点间间携带着着元件，在在运动过过程中实实施视觉觉检测，并并进行旋旋转校正正（图11）。就高速速贴片机机而言，任任何转塔塔式设计计的基本本结构都都具有一一些显著著的优点点： 多达66个不同同尺寸的的吸嘴适适用于任任何贴片片头，工工作中不不需要更更换吸嘴嘴。也就就是说，任任何吸嘴嘴都能够够随时拾拾取元件件，取消消了过多多的或不不必要的的运行操操作步骤骤。 将用于于校正元元件的视视觉检测测系统，按按规则安安装在转转塔式贴贴片机的的拾取点点和贴片片点之间间，可以以在“飞飞行”中中进行图图像处理理。 简单的的机械齿齿轮传动动式转塔塔设计可可保持供供电用电电缆、伺伺服系统统、编码码器、传传感
26、器和和摄像机机等静止止不动。这这样就不不会产生生由于恒恒定的弯弯应力使使线路断断裂而出出现的电电气问题题（例如如：当台台架始终终不断从从送料器器向摄像像机、电电路板在在运行时时可能出出现的故故障）。 现在转塔式贴片机的贴片速度每小时可达53，000个元件以上。而最好的单头台架式贴片机，每小时仅能贴装约15，000个元件。为使台架式贴片机达到同等的速度需要多台机器，这就意味着，将有更多的零部件需要维护、润滑、校准和返修。 使用转塔式设计，只在贴片机的一侧安装送料器。这样，可使贴片机前后宽度减少达3英尺左右，为此，就不必在生产线的另一侧额外安装送料器和元件储存装置，从而减少了整个操作区域的面积。问
27、题何在？具有这样一系列有说服力的优点，似乎转塔式平台可以被认为是“最佳的选择”。然而，人们的目光关注着不停运动着的工作台。有人认为，工作台的运行会影响到元件贴片精度，而且，工作台运行会导致元件移位，甚至从PCB上脱落下来。这是真的吗？还是仅仅是生产台架式贴片机的制造商发出的“中伤”之言？事实是两者都有一点。如果使用不当，元件贴片后，转塔式贴片机工作台的运行会使元件翻转。不过，元件贴片后的移位，始终是组装工艺过程已经失控的征兆。如果改用一台固定工作台的贴片机，就能使产品的质量得到改善的话，这实际表明更为严重的工艺问题很有可能被掩盖了。 元件为什么么会移位位？对位不不准确或或漏贴元元件的原原因通常
28、常与贴力力度不合合适有关关。如果果PCBB在贴片片机中得得不到适适当的支支撑，它它就会下下沉，这这样的话话，PCCB表面面高度就就会低于于贴片机机的“ZZ”轴零零点。这这样会导导致元件件在PCCB上方方略高的的位置就就被释放放，与直直接贴片片到润湿湿、有粘粘性的焊焊膏上有有所不同同。另一个个很可能能的原因因是元件件的高度度设置不不合适。虽虽然，大大多数新新机器可可对高度度进行自自动校正正，但是是，旧的的贴片机机必须通通过编程程，才能能获得正正确的元元件高度度。在生生产过程程中常常常需要更更换元件件卷带，有有时，更更换的元元件不是是同一个个厂家生生产的，这这种元件件外形尺尺寸可能能有所差差别。如
29、如果程序序指出元元件高度度为1.0mmm，而元元件的实实际高度度只有00.6mmm，元元件就会会从距贴贴片点上上方0.4mmm落到焊焊膏上，而而不是直直接贴片片到焊膏膏上。即即使贴片片机是台台架式机机器（即即在贴片片过程中中PCBB保持静静止状态态），在在这种情情况下，贴贴片精度度也会不不好。元元件有可可能晃动动而脱离离焊盘，或或进一步步移位，或或在PCCB传送送过程中中完全脱脱落。此此外，在在元件贴贴装过程程中，当当元件高高度设置置得不正正确时，在在回流焊焊接阶段段，就很很有可能能产生“墓墓碑”现现象。其它工艺因因素在PCCB印刷刷焊膏后后，需要要在传送送机上等等待多长长时间？焊膏的的制造厂
30、厂家总是是说焊膏膏可敞开开放置达达6个小小时，然然而，这这只对大大量焊膏膏才是真真实的。一一旦将焊焊膏印刷刷到焊盘盘上，其其厚度仅仅为6mmil，它它有五个个面暴露露于大气气中，焊焊膏往往往出现干干涸。如如果PCCB要在在生产线线上再停停留200或300分钟的的话，焊焊盘上的的焊膏的的外表会会形成一一层发干干的表皮皮，从而而其粘性性会下降降。因此，制制造过程程中需控控制PCCB在生生产线上上的传送送速率。如如果生产产周期小小于1分分钟的话话，那么么最好在在印刷机机和贴片片机之间间缓冲一一定数量量的PCCB；但但是，如如果生产产周期为为2分钟钟或3分分钟的话话，待贴贴片的PPCB的的数量就就必须
31、少少一点了了。如果生生产线停停止操作作一段时时间的话话，更应应特别谨谨慎。此此时，焊焊膏已经经干涸，元元件仅能能放置在在焊膏的的顶部而而不能够够完全插插入到焊焊膏中。虽虽然，这这个问题题在工作作台运行行的机器器上会被被放大，但但是，它它同样会会造成其其它类型型的生产产线出现现丢失元元件和质质量问题题。工作台台运动的的控制现代代转塔式式贴片机机具有用用户控制制X-YY工作台台运行速速度和加加速度的的功能。例例如，FFujii的CPP Seeriees系列列，可根根据下述述方式控控制工作作台运动动。贴片机机有五种种工作台台速度方方式可供供用户选选用。工工作台速速度方式式的设置置适用于于不同类类型的
32、元元器件，而而且元件件数据库库中已带带有相应应的缺省省参数设设置。用用户可通通过缺省省值的设设置，来来简化参参数实施施。几种种设定的的选项包包括：超超高速、高高速、中中速、低低速和超超低速。每个设置的参数可改变伺服系统的加速曲线、减速曲线以及工作台的最大速度，从而实现对由于工作台运行而施加于元件的作用力加以控制。一个常有的错误观念是，降低工作台速度将对贴片机的性能带来不利的影响。而实际上，虽然，工作台速度延长了贴片机的工作周期，但较大的和重的元件已使用较慢的凸轮速度来实施拾取和移动的操作。由于这个原因，当工作台速度以超高速或高速运行时，可能意味着工作台在转塔式贴片头携带元件到达规定的位置之前，
33、工作台早已就位。所以，放慢工作台速度，使其与转塔的速度基本接近在多数情况下，不会影响到PCB贴片的工作周期。 优化程序序的效果果如何？贴贴片机的的优化程程序有助助于元件件贴片质质量的改改善。优优化程序序的目的的是设定定送料器器和贴装装顺序，以以确保设设备尽可可能有效效地发挥挥其作用用，提高高贴片总总产量。优优化程序序还考虑虑了转塔塔式贴片片机的凸凸轮速度度、吸嘴嘴的选用用、元件件放置高高度和工工作台速速度方式式。较大的的元件使使用较低低的凸轮轮速度和和工作台台速度，在在编程时时被安排排在末尾尾进行贴贴装。优优化后的的程序，实实现了较较后贴装装较大元元件，逐逐渐降低低工作台台速度，直直到完成成P
34、CBB的组装装。然后后，工作作台以最最低的编编程速度度运行到到卸载位位置，PPCB从从此位置置返回到到传送机机，并送送入下一一道工序序。 为特种元件件确定适适用的工工作台方方式有四个个因素影影响到元元件在贴贴片后会会出现误误差：元元件质量量、元件件高度、引引线接触触焊料的的面积以以及焊料料的粘度度。通过定定义“元元件系数数”，可可以确定定贴装各各类元件件的最适适用的工工作台速速度方式式。元件件系数等等于质量量高度度/端子子焊盘面面积（图图2）。 不同的的焊膏粘粘度，元元件系数数对应的的工作台台速度方方式稍有有不同（图图3）。不不过，不不同类型型焊膏对对应的曲曲线还是是极相似似的。因因此，使使用
35、粘度度和元件件系数可可以确定定每种元元件的工工作台速速度方式式（图44）。 表1所所列是测测试的元元件类型型和汇编编结果的的例子。这这些元件件都是电电子组装装业最常常用的元元件，占占贴片元元件总数数的955%以上上。 结论平平均来说说，贴片片在电路路板上的的元件大大约有885%是是无源元元件。这这些元件件有06603（002011）、110055（04402）、116088（06603）、221255（08805）和和32116（112066），它它们包括括电阻和和电容。这这些元件件的质量量极小，而而接触焊焊膏的面面积却很很大，因因此可连连续采用用超高速速工作台台方式贴贴片这类类元件。只只要最
36、基基本的工工艺控制制到位的的话，工工作台运运行不会会影响到到贴片精精度。其余余的155%贴片片元件是是有源元元件，包包括大型型的钽电电容、DD-PAAK、玻玻璃二极极管、SSOICC、PLLCC、QQFP和和电解类类型的元元件。多数数元件是是已使用用多年的的标准封封装，计计算出的的元件系系数已被被载入塔塔式贴片片机的标标准元件件数据库库中。大多多数设备备制造厂厂家都设设有应用用工程部部，以便便帮助寻寻找特定定问题的的根源，并并帮助建建立和维维持过程程控制，排排除这些些问题。一一种良好好的制造造工艺将将会提高高生产现现场的产产量和质质量。高效率的002011工艺特特征By Daaniaal FF
37、. BBalddwinn, PPaull N. Hooustton, Brriann J. Leewiss annd BBriaan AA. SSmitth最近的研究究找到了了影响002011元件装装配工艺艺缺陷数数量的变变量.。虽虽然目前前大多数数公司还还没有达达到02201这这一工艺艺水平，但但是本文文所使用用的研究究方法和和得到的的研究结结果值得得我们学学习和借借鉴，以以便更好好地做好好我们的的12006、008055、06603、004022.在过去去几年中中，消费费品电子子工业已已经明显显地出现现迅猛的的增长，这这是因为为越来越越多的人人佩带手手机、传传呼机和和个人电电子辅助助用品。
38、有有趋势显显示，每每年所贴贴装的无无源元件件的数量量在迅速速增加，而而元件尺尺寸在稳稳步地减减小。将将产品变变得越来来越小、越越快和越越便宜的的需求，推推动着对对提高小小型化技技术研究究的永无无止境的的需求。大大多数消消费品电电子制造造商正在在将02201元元件使用用到其最最新的设设计中去去，在不不久的将将来，其其它工业业也将采采取这一一技术。因此，将将超小型型无源元元件的装装配与工工艺特征征化是理理所当然然的。我我们需要要研究来来定义焊焊盘的设设计和印印刷、贴贴装与回回流工艺艺窗口，以以满足取取得02201无无源元件件的较高高第一次次通过合合格率和和较高产产出的需需求。最最近进行行了一个个0
39、2001元件件的高速速装配研研究，对对每一个个工艺步步骤进行行了调查查研究。研研究的目目标是要要为高速速的02201装装配开发发一个初初始的工工艺特征征，特别别是工艺艺限制与与变量。试验的准备备对应于于锡膏印印刷、元元件贴装装和回流流焊接，进进行了三三套主要要的试验验。为了了理解每每个工艺艺步骤最最整个002011装配工工艺的影影响，我我们进行行检查了了每个工工艺步骤骤。在工工艺顺序序方面，只只改变研研究下的的工艺步步骤的变变量，而而其它工工艺参数数保持不不变。我我们设计计了一个个试验载载体(图图一)，提提供如下下数据：图一、试验验载体 0201到到02001的间间距：焊焊盘边沿沿到边沿沿的距
40、离离按4, 5, 6, 8, 100 和 12 mill(千分分之一英英寸)变变化 焊盘尺寸的的影响，标标称焊盘盘尺寸为为12xx13mmil的的矩形焊焊盘、中中心到中中心间距距为222mill。标称称焊盘变变化为10%、200%和330%。 元件方向，在在单元AA、B、CC和D中中，研究究的元件件方向为为0和和90。E和和F单元元研究45角度对对02001工艺艺的影响响。 单元1至66研究002011与其它它无源元元件包括括04002、006033、08805和和12006之间间的相互互影响。这这些分块块用来决决定02201元元件对其其它较大大的无源源元件的的大致影影响，它它可影响响印刷、贴
41、贴装和回回流焊接接(散热热)。这这里，焊焊盘对焊焊盘间距距为本44、5、66、8、110和112miil。另另外，002011焊盘尺尺寸在这这六个单单元上变变化。 测试载载体含有有6,5552个个02001、4420个个04002、2252个个06003、2252个个08005、2252个个12006，总总共7,7288个无源源元件。基基板是标标准的FFR-44环氧树树脂板，厚厚度1.57mmm。迹迹线的金金属喷镀镀由铜、无无电解镍镍和浸金金所组成成。所有有测试板板使用相相同的装装配设备备装配：一部模模板印刷刷机、一一部高速速元件贴贴装机、和和一台七七温区对对流回流流焊接炉炉。模板印刷试试验为
42、了表表现对002011无源元元件印刷刷的特征征，我们们使用了了一个试试验设计计方法(DOEE, ddesiign forr exxperrimeent)，试验验了印刷刷工艺的的几个变变量：锡锡膏的目目数、刮刮刀的类类型、模模板的分分开速度度、和印印刷之间间模板上上锡膏滞滞留时间间。这个个DOEE是设计计用来决决定是否否这些因因素会影影响02201装装配的印印刷工艺艺。度量量标准是是印刷缺缺陷的数数量和锡锡膏厚度度的测量量。结果果是基于于95%的可信信度区间间，从统统计分析析上决定定重要因因素。印印刷缺陷陷定义为为在印刷刷后没有有任何锡锡膏的空空焊盘以以及锡桥桥。对于这这个印刷刷试验，模模板厚度
43、度为1225微米米，1000%的的开孔率率，商业业使用的的免洗锡锡膏。印印刷机的的设定是是基于锡锡膏制造造商的推推荐值，在在推荐范范围的中中间。模板印刷的的试验结结果表一列列出只检检查印刷刷影响的的试验。使使用了三三个度量量标准来来评估每每个试验验条件。第第一个度度量标准准是平均均锡膏印印刷高度度。使用用一部激激光轮廓廓测定仪仪从四个个象限测测量166个数据据。表一、第一一个模板板印刷试试验的试试验设计计试验编号锡膏类型刮刀类型锡膏滞留时时间(分分钟)分开速度(cm/s)1III金属0.50.052III金属100.133III聚合物0.50.054III聚合物100.135IV金属100.0
44、56IV金属0.50.137IV聚合物0.50.058IV聚合物100.13锡膏厚厚度的标标准偏差差用作第第二个度度量标准准。图二二显示来来自八个个试验的的平均高高度和高高度标准准偏差。图二、从第第一次模模板印刷刷试验得得到的印印刷高度度结果第三个个度量标标准是缺缺陷总数数。用光光学检查查单元11-6和和A-DD的选择择部分，记记录缺陷陷数量。含含有锡桥桥的焊盘盘和没有有锡膏的的焊盘被被认为是是缺陷(图三)。图三、从第第一次模模板印刷刷试验得得到的缺缺陷结果果基于这这些度量量标准和和使用995%的的可信度度区间，在在统计分分析上唯唯一的重重要的主主要影响响是刮刀刀类型。锡锡膏类型型、分离离速度
45、和和锡膏滞滞留时间间有低于于85%的可信信度区间间。分离速度与与擦拭频频率试验验进行第第二个更更小的试试验是要要检查分分离速度度和擦拭拭频率的的影响。调调查模板板擦拭频频率，是是由于它它影响产产量。因因为模板板擦拭大大大增加加模板印印刷机的的周期时时间，所所以在生生产中应应该避免免或减少少这个步步骤。进行这这个试验验是要决决定是否否对于002011装配必必须做模模板擦拭拭，以获获得良好好的印刷刷。另外外还希望望确定是是否分离离速度是是一个重重要因素素，所以以将它包包括在本本试验中中。使用00.055和0.13ccm/ssec的的分离速速度。对对这两次次运行，使使用了IIV类型型的锡膏膏和金属属
46、刮刀，没没有滞留留时间。表表二中列列出试验验9和110的结结果。这这些结果果与试验验5和66(来自自表一)比较，也也是使用用了IVV型锡膏膏和金属属刮刀。基基于这些些结果，模模板擦拭拭频率是是这个试试验的唯唯一主要要影响。表二、第二二次模板板印刷试试验结果果试验编号分离速度(cm/s)擦拭频率平均(miil)标准偏差缺陷数50.05每次印刷149.99713.4551560.13每次印刷149.33620.2004390.05无145.77715.411236100.13无136.44515.199238贴装试验做一个个试验来来确定是是否基准准点形状状或基准准点定义义方法对对元件贴贴装有影影响
47、。基基准点形形状使用用了圆形形和十字字形基准准点，而而基准点点清晰度度方面使使用了阻阻焊与金金属界定定的基准准点。这这些试验验的度量量是使用用视觉元元件检查查。用来来评估每每个试验验条件的的标准是是02001元件件的贴装装精度。元元件贴装装在板上上的四个个象限内内(象限限4、119、225和440)。这这些象限限是横穿穿电路板板的，象象限4和和25使使用+330%的的焊盘尺尺寸(117x119miil)，而而象限119和440使用用标称焊焊盘尺寸寸(122x133mill)。元元件贴装装在水平平与垂直直两个方方向。四四百八十十个02201元元件贴装装在每块块板上，每每个试验验总共119200个元件件。元件件焊盘边边沿到边边沿的间间隔范围围从5-12mmil。在贴装装试验中中。最好好的贴装装发现在在象限44，逐渐渐地在板板上向左左偏移，很很可能是是由于在在很大的的试验载载体上伸伸展的缘缘故。因因此，贴贴装的最最大偏移移发生在在象限440。当当使用金金属界定定