SMT贴片机知识精.doc

第四章 贴片机识一、 贴片机在SMT中的发展应用 随着电子产品的发展，现代高科技的需要，电子零件以越来越精细，元件结构也由以前的DIP直插件发展到表面贴装件，各种IC的形状也正朝向SMT件的形状发展，很明显的一种情况为芯片的包装，以由过去的QFP、PLCC向BGA方向发展，这都是电子产品随科技发展的必然趋势，0603（1608）件在人的肉眼下可以操作已到了极限，同如QFP在现所允许的体积下已不能满足新时代的要求，产生了BGA，同样的主板在大量SMD件下手工是无法有效生产一样，贴片机在SMT中的发展领域是自然的。二、 YAMAHA贴片机简介1 YVL88为Laser/Vision Mounter(激光/视觉多功能贴片机)YVL88是YAMAHA系列中的一种，它的功能体现在可以贴装电阻、电容片件尺寸在1005以上的范围，和各种形状的QFP、PLCC以及BGA。2YAMAHA贴片机的电压要求。2.1 HYPER系列、YVI2U/、YV100、YVL80/88、YV64/YV64D/YV100/HSD等为单相AC200V+10%，50HZ2.2 YV112、YV100、YVL88等为三相AC380V10%，50HZ2.3 通过对变压器接线的改变，单相电压适用范围为220-240V10%，三相电压范围为200-416V10%3. YAMAHA贴片机的压缩空气要求。3.1 空气压力应大于5.0kg/cm2，否则当检测系统检测到小于此值时，将会出于安全考虑停止 机器工作并报警，同时如果气压达不到，吸料会经常出错。3.2 空气必须经过过滤或干燥后的干净气体。如果气体含有水份、油、灰尘时，机器就不能正常工作，电磁阀、滤芯、传感器、密封件等部件也会加速老化。4. YAMAHA贴片机的环境要求4.1 室温应为24左右，温度太低或太高都将对机器的机械运动部份和控制箱时的控制模块 产生不良影响。4.2 车间是封密无尘的，当空气中灰尘较多时，它们也会影响到机械运动部份和传感器灵敏度。4.3 贴片机周边不能有产生较大机械振动和电磁干扰的其它设备，以免影响贴片机的正常工作。5. YAMAHA贴片机对PCB板的要求5.1 尺寸 最小：L50W50mm 最大：L457W407mm 其最大尺寸会因机器型号或安装的选择不同而不同。 5.2 厚度 0.6-2.0mm 根据PCB的材料也有变化。5.3 其它要求：PCB板向上或向下的变形最大不超过1mm。6. YAMAHA机器的命名 Y V L* II 第几代 可装8mm带装送料器的总数 LASER（激光）识别 (Vision)全视觉系列YAMAHA的缩写 三、YAMAHA贴片机的操作安全要求贴片机作为高科技产品，安全、正确地操作对机器和对人都是很重要的。安全地操作贴片机最基本的就是操作者应有最准确的判断，应遵循以下的基本安全规则：1. 机器操作者应接受正确方法下的操作培训。2. 检查机器，更换零件或修理及内部调整时应关电源（对机器的检修都必须要在按下紧急按钮或断电源情况下进行。3. 确使“读坐标”和进行调整机器时YPU（编程部件）在你手中以随时停机动作。4. 确使“联锁”安全设备保持有效以随时停止机器，机器上的安全检测等都不可以跳过、短接，否则极易出现人身或机器安全事故。5. 生产时只允许一名操作员操作一台机器。6. 操作期间，确使身体各部分如手和头等在机器移动范围之外。7. 机器必须有正确接地真正接地，而不是接零线。8. 不要在有燃气体或极脏的环境中使用机器。注意： a) 未接受过培训者严禁上机操作。b) 安全第一，机器操作者应严格按操作规范操作机器，否则可能造成机器损坏或危害人身安全。c) 机器操作者应做到小心、细心。四、YAMAHA贴片机各部件的名称及功能1. 主机1.1 主电源开关（Main Power Switch）：开启或关闭主机电源1.2 视觉显示器（Vision Monitor）：显示移动镜头所得的图像或元件和记号的识别情况。1.3 操作显示器（Operation Monitor）：显示机器操作的VIOS软件屏幕，如操作过程中出现错误或有问题时，在这个屏幕上也显示纠正信息。1.4 警告灯（Warning Lamp）：指示贴片机在绿色、黄色和红色时的操作条件。绿色：机器在自动操作中黄色：错误（回归原点不能执行，拾取错误，识别故障等）或联锁产生。红色：机器在紧急停止状态下（在机器或YPU停止按钮被按下）。1.5 紧急停止按钮（Emergency Stop Button）：按下这按钮马上触发紧急停止。2. 工作头组件 (Head Assembly) 工作头组件：在XY方向（或X方向）移动，从供料器中拾取零件和贴装在PCB上。工作头组件移动手柄（Movement Handle）：当伺服控制解除时，你可用手在每个方向移动，当用手移动工作头组件时通常用这个手柄。3. 视觉系统（Vision System）移动镜头（Moving Camera）：用于识别PCB上的记号或照位置或坐标跟踪。独立视觉镜头（Single-Vision Camera）：用于识别元件，主要是那些有引脚的QPF。背光部件（Backlight Unit）：当用独立视觉镜头识别时，从背部照射元件。激光部件（Laser Unit）：通过激光束可用于识别零件，主要是片状零件。多视像镜头（Multi-Vision Camera）：可一次识别多种零件，加快识别速度。4. 供料平台（Feeder Plate）： 带装供料器、散装供料器和管装供料器（多管供料器），可安装在贴片机的前或后供料平台。5. 轴结构（Axis Configuration） X轴：移动工作头组件跟PCB传送方向平行。 Y轴：移动工作头组件跟PCB传送方向垂直。 Z轴：控制工作头组件的高度。 R轴：控制工作头组件吸嘴轴的旋转。 W轴：调整运输轨的宽度。6. 运输轨部件（Conveyor Unit）1、主挡板（Main Stopper）2、定位针 (Locate Pins)3、Push-in Unit（入推部件）4、边缘夹具 (Edge Clamp)5、上推平板 (Push-up Plate)6、上推顶针 (Push-up Pins)7、入口挡板 (Entrance Stopper)7. 吸嘴站（Nozzle Station）：允许吸嘴的自动交换，总共可装载16个吸嘴，7个标准和9个可选吸嘴。8. 气源部件（Air Supply Unit）包括空气过滤器、气压调节按钮、气压表。9. 输入和操作部件（Data Input and Operation Devices）1、YPU (YAMAHA Programming Unit) 编程部件Ready按钮：异常停止的解除和伺服系统发生作用。2、键盘（ Keyboard ）各键的功能 F1：用于获得目前选项的帮助信息 F2：PCB生产转型时使用 F3：转换编制目标（元件信息、贴装信息等） F4：转换副视窗（形状、识别等信息） F5：用于跳至数据地址 F6：辅助调整时使用 F7：设定数据库 F8：视觉显示实物轮廓 F9：照位置 F10：坐标跟踪 Tab：各视窗间转换 Insert ，Delete ：改变副视窗各参数 ：光标移动及文页UP/Down移动Space Bar（ 空档键）：操作期间暂停机器（再按解除暂停） 注意：1) 掌握各部件的名称，跟机器实物对照，可指出哪个部件的名称及基本作用。2) 请问当发生紧急情况时，应按哪个按钮，警告灯的状态以及操作显示器的显示情况？五、贴片机料件知识1、 基本元件类型（Basic Component Type）盒形片状元件 (电阻和电容)Box Type Solder Component（Resistor and Capacitor） 小型晶体管（三极管及二极管）SOT：Small Outline Transistor（Transistor and Diode） Melf类元件 Melf type Component Cylinder Sop元件Small outline package小外形封装 TSop元件Thin Sop薄形封装 SOJ元件Small Outline J-lead Package 具有丁形引线的小外形封装 QFP元件 Quad Flat Package方形扁平封装 PLCC元件Plastic Leaded Chip Carrier 塑料有引线芯片载体 BGABall Grid Array 球脚陈列封装（球栅陈列封装） CSPChip Size Package芯片尺寸封装2、特殊元件类型（Special Component Type） 钽电容 ( Tantalium Capacitor) 铝电解电容 (Aalminum Electrolytic Capacitor ) 可变电阻 ( Variable Resistor ) 针栅陈列封装BGA：Bin Grid Array 连接器： Connector IC卡连接器： IC Card Connector 附：BGA 封装的种类 A：PBGA：Plastic BGA塑料BGA B：CBGA：Ceramic BGA陶瓷BGA C：CCGA：Ceramic Column Grid Array陶瓷柱栅陈列 D：TBGA：Tape Automated BGA载带自动键合BGA E：MBGA：微小BGA 注：芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减少，重量减少，可靠性提高，使用更加方便等。(MCM：Multi Chip Model 多芯片组件) 英汉缩语对照： SMT：Surface Mount Technology 表面贴装技术SMD：Surface Mounting Devices 表面安装器件SMB：Surface Mounting Printed Circuit Board 表面安装印刷板DIP： Dual-In-Line Package 双列直插式组件THT：Though Hole Mounting Technology插装技术PCB： Printed Circuit Board 印刷电路板SMC： Surface Mounting Components表面安装零件PQFP： Plastic Quad Flat Package 塑料方形扁平封装SOIC ：Small Scale Integrated Circuit小外形集成电路LSI ： Large Scale Integration 大规模集成注意：1、元件知识为基础知识部份，一定要熟练掌握。2、 能够指出生产中常见元件的类型以及相似元件的区别。3、 掌握常用元件的主要特性指标以及规格。4、 注意有方向性元件和有极性元件，装料时要小心留意。5、 常见元件的标识一定要清楚，准确，做到计算对，小数点点对，“0”数目写对，字母写对，再经过认真核对，向出错率为“零”的极限挑战。6、 日常生产中要求区分的元器件必须分开，并作好标识。7、 集成电路（IC）属易被静电损坏之器件，接触时注意佩带好防静电环。8、 塑料封装之器件（如PQFP、BGA等）属易受潮之器件，注意防潮湿。9、 严格按照操作流程操作，不断认识新的SMD料件。六、SMD件的包装形式及供料器的类型1、 包装形式A. 带装TapeB. 管装 StickC. 托盘 TrayD. 散装 Bulk 注：*同种料件可有多种包装形式2、 供料器的类型A. Tape Feeder 带装供料器 带装零件供料器依料带的宽度可分为：8mm / 12mm / 16mm / 24mm / 32mm / 44mm / 56mm等种类。12mm以上的送料器（除32mm-edh外），输送间距可根据元件情况进行调整。 B. Stick Feeder管装供料器 High-Speed Stick Feeder 高速管装代料器 High-Precision Multi-Stick Feeder 高精度多重管装供料器 High-Speed Stack Stick Feeder 高速层式管装供料器 C. Tray Feeder 托盘代料器手动换盘式：Manual Tray Feeder (Fix.TF)自动换盘式：Auto Tray Stacker ATS27A自动换盘拾取式换盘送料 YTF31A Pick & Place Tray Feeder (Ext. TC)D. Bulk Feeder：散装供料器（目前较少使用） 种类：振动式和吹气式3、 供料器的安装及注意事项： 主要部件名称带装供料器： 夹紧手柄 Clamping Lever料带导板 Tape Guide锁杆 Lock LeverFront / Rear Knock Pin前/后固定针管装供料器 主体：Main Unit 管托架：Stick Saucer 管道：Track 带装供料器可通过指针方向移动夹紧手柄在供料平台上安装或卸下。注意：A 将料带盘装到带装供料器前确保带装供料器的机械部分没有粘附电子元件或碎屑。B 牢固地将供料器固定在供料平台上，确保导杆牢固地卡住在供料平台上，否则可能发生振动。C 带装料件装载步骤：根据料带宽度确定所用带装供料器的类型： 检查该供料器是否粘附杂物，有无异常（有则排除）按正确的胶带（盖带）安装路线来装料 检查拾料位置和供料问题是否跟料带相符 手动操作检查是否供料正常安装到供料平台上 管装供料器 将定位针和带供气孔的定位梢对准供料平台的定位孔进行定位安装。 移动夹紧手柄可以从供料平台上拆下管装供料器注意：A 在供料平台上安装时，确保供料器安装编号与定位针位置对应。B 机器主电源的总电源开，手动操作供给气源n次，确认其动作是否平稳。C 将管装供料器装到供料平台前，确保无电子元件或杂物粘附在平台上。D 管装供料器以大冲程垂直移动，而引起戳到眼睛或碰到手等伤害，为安全着想，将转换开关放在“底部”。 托盘供料器 A 托盘设置： 放松螺丝 托盘固定 托盘安装 锁紧托盘夹具上的螺丝 B 托盘安装（固定托盘除外）YTF31A最多31个设置，在载台上装载间距为10mm , 如果托盘超过 6mm，其载以20mm的间距装载，在同一个载架中装载的载盘间距不能改变。 C 载盘的插入 当使用外设托盘转换器时，操作停止其载架灯将关闭，打开载架安全门 安装载盘 插入载盘4、元件供给部件的设置和转换 A 带装供料器在供料平台上的安装和拆卸（Attach Detach） B 盖带（胶带）与载带安装路线（轨迹）(Top Tape and Carrier Tach) C 拾取位置16 到24mm带装供料器和32mm 凸胶型带装供料器，有一条表明拾取位置的记号线（ 32mm 凸粘型为标签）安装料带时，使此线对准电子元件的中心，然后压下并扣住其料导板。 注： 确保载带上的供给孔和供料器棘轮（带尖角齿的齿轮）的齿吻合。 D 操作的确认在供料器上安装元件后，确定其操作正确，将供料器安装在供料平台上 打开FEEDER ON/OFF屏幕 除（SHELL/M）外所有批示项中都有（4/MANNAL/ FEEDER ON/ OFF） 驱动供料器：移动光标到驱动供料器的供料平台的编号，然后按（ENTER）键，按几次。5带装供料器的调整：要进行稳定及准确的元件供给，必须正确调整如下项目：调整基目 带装供料器类型供给间距 除8mm和32mm-adh带装供料器外的所有供料器供料器速度 16mm、24mm、32mm和44mm带装供料器胶带驳离压力 8mm和12mm带装供料器锁柄（杆）位置 32凸胶和44mm带装供料器 料带的供给间距 依元件的类型不同而改变，必须设定为元件间距一样 调整步骤： 12mm Tape Feeder 16mm、24mm 、32mm-emb、 44mm、56mm Tape Feeder 拧松气缸上的两个螺栓 拧松气缸支持板上的两个螺丝将两个螺栓插入另一个孔中 安装支撑板上的期望凹槽中 拧紧螺栓固定气缸 拧紧螺栓固定气缸 供料器速度（对12mmLP、16mm、24mm 、32mm、 44mm而言） 与带装供料器的气缸相连的调速阀可使你改变元件送出的速度，左旋调速阀增大速度，右旋降低速度最佳速度依元件及料带不同，如速度设定得太快，元件可能跳出或被卡住或料带引导链轮跳出，使元件不能正确供给，这时应调到适中。 盖带驳离压力（用于8mm和12mm Tape Feeder ） 一个带盘的盖带和载带用胶水粘住，如果粘力太强，盖带不能在适当时间从载带上驳离（一般为低带），将弹簧装到上面的支撑针上可增大料带驳离压力。 锁杆（用于32mm和44mm 凸料Tape Feeder ） 如果料带导板与锁杆间有空隙，工作时导板松弛，可能阻碍元件恰当供给，要阻止这种情况，需调整锁柄，按紧急停止钮，将带装供料器装在供料平台上 拧松固定锁柄的两个螺栓 调整A板和B板，使料带导板和锁柄接触 锁紧螺栓6、排除流程图（元件不能被拾取产生拾取故障时）是否还有料带存在 NO 请更换料带 YES 料带是否通过正确料带路径供给 NO 请设好料带通过的正确路径 YES供给间距是否跟零件尺寸相符 NO 请调整供给间距和零件尺寸相匹配 YES锁柄和料带导板空隙是否设为“0” NO 请调整锁柄和料带导板的空隙为“0” YES 请联系YAMAHA或者根据代理商和机器的型号的描述而自行处理。注意：I 掌握各种供料器的安装步骤以及注意事项 II 熟悉供料器的结构及调整项目的调整步骤 III 当发生拾取故障，该如何排除 IV 勤于练习，熟能生巧七、贴片机的基本操作1、 常规操作：说明PCB转型或设定的常规生产流程流程图：操作前检查机器开始暖机操作是否改变（PCB类型） YES 改变设定 开始PCB生产是否出错 YES 纠正数据完成PCB生产关电源注：关电源后到激光恢复大约要5到10秒，所以关电源后马上开电源可能发生故障。2、开机 描述从开电源到回原点的操作，完成此操作后才可进行新PCB数据编制以及其它操作。 流程图： 开主机电源 I / OPERATION / M/1/RUNNING 按READY开伺服 安全检查 D2 INIT. SERVO ORIGIN (回归原点) 注：回原点亦可在手动方式中进行，除（4 / SHELL / M）外，每项都有手动方式选1 （2 OR 3） / 4 / MANUAL。3、暖机操作 开机生产前的机器动作准备，特别是X-Y轴，正常大约10分钟暖机就够了，如果停机时间较短（2小时或更少），无须暖机，而且主机和托盘供料器同时开始暖机操作。流程图： 暖机前检查 1 / 1 / D2 WARM UP 设定暖机时间 安全检查 暖机开始暖机自动停止注：在手动项中的（B2 WARM UP）也可执行暖机操作。4、PCB生产开始 流程图： 1 / 1 / RUNNING 选择PCB名 CONUEYOR UNITS COMPONENT ASSIGNMENT 1 / 1 / D4 RUNNING UTILITY EDIT TRAY COUNTER FEED BULK COMPONENT CHECK NOZZLE 选择操作速度 操作时有否信息显示在监测屏上？ YES 按（F4）键 NO 操作开始小心：操作期间操作者身体任何部分进入机器头移动范围都很危险，确保远离机器的活动范围。5、PCB生产完成 流程图： 停止操作（Stop Operation） 操作复原（Reset Operation） 停止机器操作有五种方法： 紧急停止按钮（Emergency Stop Button） YPU (STOP) Key Command Command Command 操作复原有3种方法： YPU (RESET) KEY Command Command6、关电源 流程图：ESC键和按ENTER键选 （O / EXIT）可关闭各项选择的屏幕。退出目前各项显示 退出系统运用 按紧急停止按钮 关屏幕显示 关电源开关 小心：突然关电源会引起硬盘数据丢失。7、改变运输轨部件设置 流程图： Adjust Conveyor Width Press Emergency Stop ButtonRaise Main StopperPin Push Up Locate Pin Edge Clamp Adjust Locate Pin Adjust Locate Pin Adjust Push-up PinAdjust PCB Support Plate Adjust PCB Support Plate Adjust Push-in Adjust Push-up Pin Adjust PCB Support Plate参考：在项目里，在选PCB数据后执行（1/1/B6 RUNNING CONDITION）命令可检查PCB定位方式。注意：1、熟练掌握贴片机的基本操作。 2、进入某项目或执行某命令有三种方法：A、用箭头键移至某项目或某命令再按ENTER键。B、按某项目或执行某命令前的数字键或字母键+数字键可直接进入某项目或执行某命名。C、某项目或某命令有快捷键或功能键，可直接按快捷键或功能键执行之。3、注意操作顺序或某些可省略的操作。4、YVL88II,YV100II和YV112III的基本操作相类似，注意区分它们的不同之处。5、日常生产基本操作在项目里进行，熟练掌握这一项目里的所有命令以及用法。6、在操作过程中，操作规范并注意安全。八、贴片机常见故障及解决方法1、PCB传输故障： E0070：PCB TRANSFER ERROR Unexpected PCB is on the Conveyor PCB传输故障，额外的PCB在运输轨上 意义： 在运输轨上的PCB，数量超过额定的数量。 E0071：The PCB detected before transfer is not detected after transfer. Maybe there is the PCB on the edge of the moving conveyor . Set the PCB to its normal Position Manually. 传输前检测的PCB在传输后检测不到，可能在移动运输轨的边缘有PCB，用手将PCB放置在其正常的位置。意义： 载入开始检测的PCB在载入后不能确认，卸出前确认的PCB在出口处检测不到，或载入卸出前不能确认的PCB 在载入卸出后被检测到。 E0072：Machine in Unable to start running because the conveyor width is not ready . The conveyor width will be changed first . Misaligment of PUSH-UP PINS or PCB on conveyor may danage machine . Assure Safety and push the ENTER key. 意义： 因未准备运输轨宽度机器不能开始运行，运输轨宽度将先被改变，在运输轨上的PCB或上推顶针的失调可能损坏机器，确保安全并按ENTER键。 E0073：PCB is detected on the edge of the moving conveyor. Set the PCB to its normal Position mannally. 在移动运输轨边上检测到PCB，将PCB手动放置在正常位置。意义：在移动运输轨的的连接部分，危险警告传感器检测到一块PCB。 E0074：PCB FIXING ERROR PCB trans-Unit, Locate-Pin or push-up-Unit does not response to command. PCB固定故障 PCB传输部件，定位针或上推部件不响应指令。 意义：在PCB传输部件上的定位针传感器或上推部件，传感器不能正确响应电磁阀的状况。 E0078: When the PCB was transfered to fixed conveyor of PCB exit Side ,error happened for time over Maybe the PCB stoppered between fix conveyor and moving enveyor or the PCB stopped is fixed Conveyor of PCB exit side . Set the PCB to its normal position mannally. 当PCB 传送到PCB出口处边的固定运输轨时，发生超时故障，PCB 可能停在固定运输轨和移动轨之间，或PCB停在PCB出口边的固定运输轨中，用手将PCB放在正常位置。 意义：当从运输轨上卸出PCB时，PCB不能到达出口传感器。 E0079: The PCB was not able to exit from fixed conveyor of PCB exit side . Maybe the PCB stopped on edge of fixed conveyor of PCB exit side. Set the PCB to its mormal position mannally. PCB不能从出口边的固定运输轨出来，PCB可能停在PCB出口边固定运输轨边上，手动将PCB放在正常位置。 意义：PCB不能载出到下一工序。 E0080：Moving conveyor cant net move, because there is the PCB on the edge of the moving conveyor . Set the PCB to its normal position mannally. 移动运输轨不能移动，因为在移动运输轨边缘有PCB ，手动将PCB放于正确位置。 意义：工作台A和B之间有一块PCB ，阻碍工作台移动。 E0081：Fixed conveyor of PCB entrance side stopper for time over. Check whether the PCB stops in fixed conveyor of PCB extrance side . PCB入口边的固定运输轨因超时停止，检查是否有PCB停止在入口边的固定运输轨中。 意义：一块PCB载入无问题，但不能运到准备位置的传感器处。 E0082: PCBS are found both on extrance and extrance stopper, check whether more than 1 PCBS are conveyed to the working position. 在入口处和入口挡板上发现PCBS，检查是否多过一块PCBS运送到工作位置。2、丢料故障 E0075：DUMP STATION FULL Dump station is filled with components. Please remove the components manually from the dump Station then start again. 丢料站满 丢料站上元件满溢，请用手从丢料站上移走元件，然后再开始。3、元件计数停止故障： E0076：COMPONENT COUNT STOP Component counter reached to specified number, Fill the component and run again . 元件计数停止 元件计数器达到规定的数目，装上元件并重新运行。 Componeht data 151 元件数据 Feeder Set position 21 供料器安装位置意义： 测试运行期间，测试的规定数目运行后发生故障。4、 托盘供料器故障 E0300: Tray unit error: The component is not placed correctly on the traverser station. If the component is on the station, Please remove it . 托盘单元故障： 元件未正确放置在送料横梁的站上，如果元件留在站上，移走它。 Mount data 765 贴装数据 Component data 153 元件数据 Station 2 站 Next tray position is for the next pick sequerice (x=6, y=3)