《论文_贴片分类和原理(定稿)》

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1、贴片机分类与原理來源：PCB在线作者：发布时间：2008-04-12发表评论文章摘要：贴片机的分为拱架型贴片机和转塔型拱架型贴片机，本文介绍两种贴片机的调整治方法及工作原理关健字:贴片机贴片机分类贴片机原理拱架型贴片机（Gantry）：元件送料器、基板（PCB）是固定的，贴片头（安装多个真空吸料嘴）在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/丫坐标移动横梁上，所以得名。拱架型贴片机对元件位置为方向的调整方法：1）、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型己再不采用

2、。2）、激光识别、X/丫处标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGAo3）、相机识别、X/丫坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一•般和机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识別，比激光识别耽谋一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。这种形式由于贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。现在一般采川多个真空吸料嘴同时取料（多达上十个）和采用双梁系统来提高速度，即一个梁上的贴片头在取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件，速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用中，同时取料的

3、条件较难达到，而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴，换吸料嘴有时间上的延误。这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高粘度，适于各种人小、形状的元件，其至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量牛产，也町多台机组合用于大批量生产。转塔型拱架型贴片机（Turret）：元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板（PCB）放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头女装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置（与取料位置成180度），在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于棊板上

4、。对元件位置与方向的调整方法：1）、机械对屮调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的秸度有限，较晚的机型已再不采用。2）、相机识别、X/丫朋标系统调整位置、吸嘴口旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。一•般，转塔上安装有十儿到二十儿个贴片头，每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴（较早机型）至5~6个真空吸嘴（现在机型）。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动（包含位置调整）、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。「I前最快的时间周期达到0.08-0.10秒钟一片元

5、件。此机型在速度上是优越的，适于大批量生产，但其只能用带状包装的元件，如杲是密脚、大型的集成电路（IC）,只有托盘包装，则无法完成，凶此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂，造价昂贵，最新机型约在US$50万，是拱架型的三倍以上。贴片机视觉系统构成及实现原理如图1所示，贴片机视觉系统一般rh两类ccd摄像机组成。其一是安装在吸头上并随Z作X—y方向移动的基准（mark）摄像机，它通过拍摄pcb上的基准点來确定pcb板在系统坐标系中的坐标；其二是检测対中摄像机，用來获取元件中心相对于吸嘴中心的偏差值和元件相对于应贴装位置的转角6o最后通过摄像机之I'可的处标变换找出元

6、件与贴装位置之间的粘确差值，完成贴装任务。1.1系统的基本组成视觉系统的基本组成如图2所示。该系统市三台相互独立的ccd成像单元、光源、图像采集卡、图像处理专川计算机、主控计算机系统等单元组成，为了提高视觉系统的粘度和速度,把检测对中像机设计成为针对小型chip元件的低分辨力摄像机ccd1和针对大型ic的高分辨力摄像机ccd2,ccd3为mark点搜寻摄像机。当吸嘴屮心到达检测对中像机的视野中心位置时发出触发信号获取图像，在触发的同时对应光源闪亮一次。1.2系统各坐标系的关系为了能够精确的找出待贴元件与目标位置之间的实际偏差，必须对景物、ccd摄像机、ccd成像平面和显示屏

7、上像素坐标之间的关系进行分析，以便将显示屏幕像素坐标系的点与场景处标系中的点联系起来；并通过图像处理软件分析计算出待贴元件中心相对于吸嘴中心的偏差值。对于单台摄像机，针孔模型是适合于很多计算机视觉应用的最简单的近似模型［3］。摄像机完成的是从3d射影空间p3到2d射影空间p2的线性变换，其几何关系如图3所示，为便于进一步解释，定义如下4个坐标系统：（1）欧氏场景坐标系（下标为w）：原点在ow,点x和u用场呆坐标系來衣示。（2）欧氏摄像机坐标系（下标为c）,原点在焦点c=oc,坐标轴zc与光轴重合并指向图像平而外。在