泛义上讲LED贴片机属于
SMT(Surface Mount System 表面贴装系统)
贴片机中的一种,随着
LED技术的发展,传统SMT贴片机已不能满足LED行业生产需求,此时LED贴片机便应运而生。
产品概念
Led贴片机是专门为
led行业所设计定做的SMT贴装设备,用来实现大批量的LED
电路板的组装。设备要求精度不高,但要求速度快。
产品原理
Led贴片机利用导轨或者
线性马达原理控制驱动头;同时要配备专业的纺粘胶吸嘴头,这样在贴装过程中,才尽最大可能杜绝粘料、甩料等生产瑕疵;Led贴片机坦克链要求更有足够的韧性和延展性,这样才能保证其稳定性和使用寿命。
产品特点
1、视觉识别技术应用:六咀视觉全自动贴片机,视觉识别软件技术,采取不停步快速拍摄定位技术,实现光学影像扑捉定位、飞行对中;
2、内置
AOI检测功能:贴片机在贴装前对印刷
锡膏的品质进行检查;在贴装后对贴装元器件的精度及错漏检查(选配功能);
3、采用柔性上顶下压,前后顶紧方法,挟持
PCB,保证PCB挟紧后不变形;
4、装备两套高分辨率的影像系统,分别对PCB板,CHIP及IC进行定位;
5、可贴装0402-40mmIC组件,最佳可实现28000CPH贴片速度;
6、双边送料器座:双边最多可放80个8mm送料器;
7、可贴装多种元器件:各种电阻、电容、IC、
BGA、
QFP、CFP、&μBGA;
8、电机使用轻量化设计概念,可大幅减少机器运动部分重量,由此而使机器运作时消耗的功率也大幅降低到只有普通贴片机的1/4消耗,耗电可达普通贴片机1/4以下;
9、磁悬浮
直线电机驱动的应用,改进了原有伺服旋转式电机丝杆镙母存在速度低、噪音大的缺点。直线电机应用的是磁悬浮技术,运动时无摩擦,无阻力,速度高,使用寿命长。
注:LED贴片机对贴装精度要求不高,但要求速度较快。国内针对LED的专业贴片机,有几家在做,根据速度不同可分为3头、6头、12头、24头贴片机。吸嘴越多贴装速度越快。LED贴片机主流应用应该是可贴装大面积的PCB板,要满足在线的要求,这样才能保证速度。
产品种类
从区域划分,主要有进口和国产两种;
从设计原理划分,主要有传统导轨式贴片机和线性马达式贴片机;
从功能划分,主要有LED透镜贴片机、LED灯条贴片机、
LED灯珠贴片机;
设备
生产设备
检测设备
AOI(光学检测机)、
X-Ray检测仪、
在线测试仪(ICT)、飞针测试仪等。
产品举例
JUKI(日本)、SONY(日本)、FUJI(日本)、西门子(德国)、YAMAHA(日本)、松下(日本)、MIRAE(韩国未来)、Signking 煌牌(中国) 、ETOP 翌贝拓科技(中国)、HCT视觉贴片(中国)等。
主要区别
与传统贴片机区别
Led贴片机主要需满足3528和5050的灯珠贴装精度需求,相对传统SMT贴片机加工精度,Led贴片机要求比较低。但是Led贴片机更重要的是色差控制、速度、尺寸要求,这就要求了Led贴片机必须具备三个条件:
一、最佳效率只能是一片灯板在一支飞达(一卷LED料盘)上取LED贴装(保证单个LED灯板无色差);
二、Led贴片机速度一定要快,最低每小时达到一万八千点以上的贴装速度;
三、Led贴片机最低要可以贴装1200mm长度的PCB,因为Led很大一部分是取代传统光管照明,所以长度会大大超过传统PCB尺寸。
编辑程序
在一个规定的生产寿命内装配MSD的原则听起来象是一个直截了当的要求,但是在生产环境中的
实际实施总是有挑战性。因为标准有时被误解(并且没有简单的按照要求去做的方法),实际制造程序之间存在很大的差别。没有成文的制造程序来跟踪和控制MSD。相反已经建立一些非常麻烦的系统,消耗许多时间和能量,生产操作员几乎不可能跟随。
在这些极端之间,大多数公司都以许多的假设条件,建立可行的简化的工作程序。这样又造成在装配那些需要烘焙的元件时也把不需要的给一起烘焙。第一种情形将影响材料的可获得性、可焊性和导致昂贵元件的浪费。与MSD控制有关的首要问题是拖盘和带卷的标识,一旦从其保护性干燥袋中取出后,这些有元件的拖盘和带卷怎样标识?如果元件不是在干燥袋中收到的,或者如果袋子没有适当地标识,那么有可能当作非潮湿敏感元件处理的危险,过程当中,会说到材料处理员和操作员必须有一种方便可靠的方法来确认零件编号和有关的信息,包括潮湿敏感性级别。
因此当卷盘含有MSD时,它们应该清楚地标识其敏感性级别。尽管如此,甚至但卷盘有适当的标识时,这些信息在卷盘装载在送料器或装在贴片机的相邻送料器时,可能变得不可阅读。
许多大的障碍阻止装配制造商适当地控制对MSD的损害。在许多情况中,有足够的成文的程序,但是马上变成人为的不可遵循。这会造成大量不能接受的缺陷。PCB装配运作应该在最新的IPC/JEDEC标准上重新评估其MSD工作程序。虽然对潮湿危害的控制和静电损害一样重要,但是它没有得到同样的注意。人们要求新的系统与方法来提供对生产环境中这类问题的可行的和可靠的解决方案。
X、Y、Z轴的原理
X-Y 定位系统是评价贴片机精度的主要指标,它包括传动机构和伺服系统;贴片速度的提高意味着X-Y 传动机构运行速度的提高而发热,而滚珠丝杆是主要的热源,其热量的变化会影响贴装精度,最新研制的X-Y 传动系统在导轨内设有冷却系统;在高速贴片机中采用无磨擦线性马达和空气轴承导轨传动,运行速度做得更快。
X-Y 伺服系统(定位控制系统)
由
交流伺服电机驱动,并在传感器及控制系统指挥下实现精确定位,因此传感器的精度起关键作用。
位移传感器有园光栅编码器、磁栅尺和光栅尺。
1. 园光栅编码器园光栅编码器的转动部位上装有两片园光栅,园光栅由玻璃片或透明塑料制成,并在片上镀有明暗相间的放射状铬线,相邻的明暗间距称为一个栅节,整个园周总栅节数为编码器的线脉冲数。铬线的多少也表示精度的高低。其中一片光栅 固定在转动部位作指标光栅,另一片则随转动轴同眇运动并用来计数,因此指标光栅与转动光栅组成一对扫描系统,相当于计数传感器。园光栅编码器装在
伺服电机中,它可测出转动件的位置、角度及角加速度,它可以将这些物理量转换为电信号舆给控制系统。编码器能记录丝杆的放置数并将信息反馈给比较器,直至符合被线性量。该系统抗干扰性强,测量精度取决于编码器中光栅盘上的光栅数及溢珠丝杆导轨的精度。
2.磁栅尺
由磁栅尺和磁头检测电路组成,利用电磁特性和录磁原理对位移进行测量。磁栅尺是在非导磁性标尺基础上采用化学涂覆或电镀工艺在非磁性标尺上沉积一层磁性膜(一般10~20um)在磁性膜上录制代
表一定年度具有一定波长的方波或正弦波磁轨迹信号。磁头在磁栅尺上移动和读取磁恪,并转变成电信号输入到控制电路,最终控制AC伺服电机的运行。磁栅尺的优点是制造简单、安装方便、稳定性高、量程范围大,测量精度高达1~5um,贴片精度一般在0.02mm。
3.光栅尺
由光栅尺、光栅读数头与检测电路组成。光栅尺是在透明下班或金属镜面上真空沉积镀膜,利用光刻技术制作均匀密集条纹(每毫米100~300 条),条纹距离相等且平等。光栅读数头由指示光栅、光源、透镜及光敏器件组成,光栅尺有相同的条纹,光栅尺是根据根据物理学的莫尔条纹形成原理进行位移测量,精度高达0.1~1um,这种测量是要经过上千万次的方式才能做到最佳,
深圳市金狮王科技有限公司研发此类技术整整用了,二年时间才得出了一个有效的原理和定义,其定位精度比磁栅尺还要高1~2 个数量级。光栅尺对环境要求比较高,特别是防尘,尘埃落在光尺上会引起贴片机故障。上述三种测量方法仅能对单轴向运动位置的偏差进行检测,而对导轨的变形、弯曲等因素造成的正交或旋转误差却无能为力。
4.Y 轴方向运行的同步性
新型贴片机X轴运行采取完全同步控制回路的双AC伺服电机驱动系统,将内部震动降至最低,从而保证了Y 轴方向同步运行,其速度快、口音低、贴片头运行流畅轻松。
5.X-Y 运动系统的速度控制
调整机运行速度高达 150mm/s,瞬时的启动和停止都会产生震动和冲击。最新的X-Y 运动系统采用模糊控制技术,运行过程中分三段控制“慢--快――慢”(“S”型)从而使运动变得柔和,也有利于贴片精度的提高,降低噪音。
6.Z 轴伺服、定位系统
在泛用机中,支撑贴片头的基座固定在X 导轨上,Z 轴控制系统的形式有:
1. 园光栅编码器――AC/DC 马达伺服
2. 系统
与 X-Y 伺服定位类似,采用园光栅编码器的AC/DC 伺服马达-濂珠丝杆或同步机构,马达可安装在侧位,通过齿轮转换机构实现吸嘴在Z 轴方向的控制。
3. 圆筒凸轮控制系统
在松下MV2VB型贴片机中,吸嘴Z 方向运动就是这类,贴片时在PCB装载台的配合下完成贴片程序。
4.Z 轴的旋转定位
早期采用气缸和挡块来实现,只能做到 0、90 度控制,贴片机已直接将微型脉冲马达安装在贴片头内部,以实现旋转方向高精度控制。MSR 型的分辨率为0.072 度/脉冲,它通过高精度的诣波驱动器(减速比为30:1),直接驱动吸嘴装置,由于诣波驱动器具有输入轴与输出轴同心度高、间隙小、振动低等优点,故放置方向分辨率高达0.0024 度/脉冲。