基本介紹
- 中文名：LED貼片機
- 性質：SMT貼裝設備
- 原理：利用導軌或者線性馬達原理
- 特點：要求精度不高，但要速度快不拋料
概念,原理,特點,種類,設備,生產設備,檢測設備,產品舉例,區別,編輯程式,X、Y、Z軸的原理,
概念
原理
Led貼片機利用導軌或者線性馬達原理控制驅動頭；同時要配備專業的紡粘膠吸嘴頭，這樣在貼裝過程中，才盡最大可能杜絕粘料、甩料等生產瑕疵；Led貼片機坦克鏈要求更有足夠的韌性和延展性，這樣才能保證其穩定性和使用壽命。
特點
1、視覺識別技術套用：六咀視覺全自動貼片機，視覺識別軟體技術，採取不停步快速拍攝定位技術，實現光學影像撲捉定位、飛行對中；
3、採用柔性上頂下壓，前後頂緊方法，挾持PCB，保證PCB挾緊後不變形；
4、裝備兩套高解析度的影像系統，分別對PCB板，CHIP及IC進行定位；
5、可貼裝0402-40mmIC組件，最佳可實現28000CPH貼片速度；
6、雙邊送料器座：雙邊最多可放80個8mm送料器；
8、電機使用輕量化設計概念，可大幅減少機器運動部分重量，由此而使機器運作時消耗的功率也大幅降低到只有普通貼片機的1/4消耗，耗電可達普通貼片機1/4以下；
9、磁懸浮直線電機驅動的套用，改進了原有伺服旋轉式電機絲桿鏍母存在速度低、噪音大的缺點。直線電機套用的是磁懸浮技術，運動時無摩擦，無阻力，速度高，使用壽命長。
註：LED貼片機對貼裝精度要求不高，但要求速度較快。目前國內針對LED的專業貼片機，有幾家在做，根據速度不同可分為3頭、6頭、12頭、24頭貼片機。吸嘴越多貼裝速度越快。LED貼片機主流套用應該是可貼裝大面積的PCB板，要滿足線上的要求，這樣才能保證速度。
種類
從區域劃分，主要有進口和國產兩種；
從設計原理劃分，主要有傳統導軌式貼片機和線性馬達式貼片機；
從功能劃分，主要有LED透鏡貼片機、LED燈條貼片機、LED燈珠貼片機；
設備
生產設備
檢測設備
產品舉例
JUKI（日本）、SONY（日本）、FUJI（日本）、西門子（德國）、YAMAHA（日本）、松下（日本）、MIRAE（韓國未來)、Signking 煌牌(中國) 、ETOP 翌貝拓科技(中國)、HCT視覺貼片(中國)等。
區別
與傳統貼片機區別
Led貼片機主要需滿足3528和5050的燈珠貼裝精度需求，相對傳統SMT貼片機加工精度，Led貼片機要求比較低。但是Led貼片機更重要的是色差控制、速度、尺寸要求，這就要求了Led貼片機必須具備三個條件：
一、最佳效率只能是一片燈板在一支飛達（一卷LED料盤）上取LED貼裝（保證單個LED燈板無色差）；
二、Led貼片機速度一定要快，最低每小時達到一萬八千點以上的貼裝速度；
三、Led貼片機最低要可以貼裝1200mm長度的PCB，因為Led很大一部分是取代傳統光管照明，所以長度會大大超過傳統PCB尺寸。
編輯程式
在一個規定的生產壽命內裝配MSD的原則聽起來象是一個直截了當的要求，但是在生產環境中的
實際實施總是有挑戰性。因為標準有時被誤解(並且沒有簡單的按照要求去做的方法)，實際製造程式之間存在很大的差別。沒有成文的製造程式來跟蹤和控制MSD。相反已經建立一些非常麻煩的系統，消耗許多時間和能量，生產操作員幾乎不可能跟隨。
在這些極端之間，大多數公司都以許多的假設條件，建立可行的簡化的工作程式。這樣又造成在裝配那些需要烘焙的元件時也把不需要的給一起烘焙。第一種情形將影響材料的可獲得性、可焊性和導致昂貴元件的浪費。與MSD控制有關的首要問題是拖盤和帶卷的標識，一旦從其保護性乾燥袋中取出後，這些有元件的拖盤和帶卷怎樣標識？如果元件不是在乾燥袋中收到的，或者如果袋子沒有適當地標識，那么有可能當作非潮濕敏感元件處理的危險,過程當中，會說到材料處理員和操作員必須有一種方便可靠的方法來確認零件編號和有關的信息，包括潮濕敏感性級別。
因此當卷盤含有MSD時，它們應該清楚地標識其敏感性級別。儘管如此，甚至但卷盤有適當的標識時，這些信息在卷盤裝載在送料器或裝在貼片機的相鄰送料器時，可能變得不可閱讀。
許多大的障礙阻止裝配製造商適當地控制對MSD的損害。在許多情況中，有足夠的成文的程式，但是馬上變成人為的不可遵循。這會造成大量不能接受的缺陷。PCB裝配運作應該在最新的IPC/JEDEC標準上重新評估其MSD工作程式。雖然對潮濕危害的控制和靜電損害一樣重要，但是它沒有得到同樣的注意。人們要求新的系統與方法來提供對生產環境中這類問題的可行的和可靠的解決方案。
在這些極端之間，大多數公司都以許多的假設條件，建立可行的簡化的工作程式。這樣又造成在裝配那些需要烘焙的元件時也把不需要的給一起烘焙。第一種情形將影響材料的可獲得性、可焊性和導致昂貴元件的浪費。與MSD控制有關的首要問題是拖盤和帶卷的標識，一旦從其保護性乾燥袋中取出後，這些有元件的拖盤和帶卷怎樣標識？如果元件不是在乾燥袋中收到的，或者如果袋子沒有適當地標識，那么有可能當作非潮濕敏感元件處理的危險,過程當中，會說到材料處理員和操作員必須有一種方便可靠的方法來確認零件編號和有關的信息，包括潮濕敏感性級別。
因此當卷盤含有MSD時，它們應該清楚地標識其敏感性級別。儘管如此，甚至但卷盤有適當的標識時，這些信息在卷盤裝載在送料器或裝在貼片機的相鄰送料器時，可能變得不可閱讀。
許多大的障礙阻止裝配製造商適當地控制對MSD的損害。在許多情況中，有足夠的成文的程式，但是馬上變成人為的不可遵循。這會造成大量不能接受的缺陷。PCB裝配運作應該在最新的IPC/JEDEC標準上重新評估其MSD工作程式。雖然對潮濕危害的控制和靜電損害一樣重要，但是它沒有得到同樣的注意。人們要求新的系統與方法來提供對生產環境中這類問題的可行的和可靠的解決方案。
X、Y、Z軸的原理
X-Y 定位系統是評價貼片機精度的主要指標，它包括傳動機構和伺服系統;貼片速度的提高意味著X-Y 傳動機構運行速度的提高而發熱，而滾珠絲桿是主要的熱源，其熱量的變化會影響貼裝精度，最新研製的X-Y 傳動系統在導軌內設有冷卻系統;在高速貼片機中採用無磨擦線性馬達和空氣軸承導軌傳動，運行速度做得更快。
X-Y 伺服系統(定位控制系統)
由交流伺服電機驅動，並在感測器及控制系統指揮下實現精確定位，因此感測器的精度起關鍵作用。位移感測器有園光柵編碼器、磁柵尺和光柵尺。
1. 園光柵編碼器園光柵編碼器的轉動部位上裝有兩片園光柵，園光柵由玻璃片或透明塑膠製成，並在片上鍍有明暗相間的放射狀鉻線，相鄰的明暗間距稱為一個柵節，整個園周總柵節數為編碼器的線脈衝數。鉻線的多少也表示精度的高低。其中一片光柵 固定在轉動部位作指標光柵，另一片則隨轉動軸同眇運動並用來計數，因此指標光柵與轉動光柵組成一對掃描系統，相當於計數感測器。園光柵編碼器裝在伺服電機中，它可測出轉動件的位置、角度及角加速度，它可以將這些物理量轉換為電信號輿給控制系統。編碼器能記錄絲桿的放置數並將信息反饋給比較器，直至符合被線性量。該系統抗干擾性強，測量精度取決於編碼器中光柵盤上的光柵數及溢珠絲桿導軌的精度。
2.磁柵尺
由磁柵尺和磁頭檢測電路組成，利用電磁特性和錄磁原理對位移進行測量。磁柵尺是在非導磁性標尺基礎上採用化學塗覆或電鍍工藝在非磁性標尺上沉積一層磁性膜(一般10～20um)在磁性膜上錄製代
表一定年度具有一定波長的方波或正弦波磁軌跡信號。磁頭在磁柵尺上移動和讀取磁恪，並轉變成電信號輸入到控制電路，最終控制AC伺服電機的運行。磁柵尺的優點是製造簡單、安裝方便、穩定性高、量程範圍大，測量精度高達1～5um，貼片精度一般在0.02mm。
3.光柵尺
由光柵尺、光柵讀數頭與檢測電路組成。光柵尺是在透明下班或金屬鏡面上真空沉積鍍膜，利用光刻技術製作均勻密集條紋(每毫米100～300 條)，條紋距離相等且平等。光柵讀數頭由指示光柵、光源、透鏡及光敏器件組成，光柵尺有相同的條紋，光柵尺是根據根據物理學的莫爾條紋形成原理進行位移測量，精度高達0.1～1um，這種測量是要經過上千萬次的方式才能做到最佳，深圳市金獅王科技有限公司研發此類技術整整用了，二年時間才得出了一個有效的原理和定義，其定位精度比磁柵尺還要高1～2 個數量級。光柵尺對環境要求比較高，特別是防塵，塵埃落在光尺上會引起貼片機故障。上述三種測量方法僅能對單軸向運動位置的偏差進行檢測，而對導軌的變形、彎曲等因素造成的正交或旋轉誤差卻無能為力。
4.Y 軸方向運行的同步性
新型貼片機X軸運行採取完全同步控制迴路的雙AC伺服電機驅動系統，將內部震動降至最低，從而保證了Y 軸方向同步運行，其速度快、口音低、貼片頭運行流暢輕鬆。
5.X-Y 運動系統的速度控制
調整機運行速度高達 150mm/s，瞬時的啟動和停止都會產生震動和衝擊。最新的X-Y 運動系統採用模糊控制技術，運行過程中分三段控制“慢--快――慢”(“S”型)從而使運動變得柔和，也有利於貼片精度的提高，降低噪音。
6.Z 軸伺服、定位系統
在泛用機中，支撐貼片頭的基座固定在X 導軌上，Z 軸控制系統的形式有：
1. 園光柵編碼器――AC/DC 馬達伺服
2. 系統
與 X-Y 伺服定位類似，採用園光柵編碼器的AC/DC 伺服馬達-濂珠絲桿或同步機構，馬達可安裝在側位，通過齒輪轉換機構實現吸嘴在Z 軸方向的控制。
3. 圓筒凸輪控制系統
在松下MV2VB型貼片機中，吸嘴Z 方向運動就是這類，貼片時在PCB裝載台的配合下完成貼片程式。
4.Z 軸的旋轉定位
早期採用氣缸和擋塊來實現，只能做到 0、90 度控制，現在的貼片機已直接將微型脈衝馬達安裝在貼片頭內部，以實現旋轉方向高精度控制。MSR 型的解析度為0.072 度/脈衝，它通過高精度的詣波驅動器(減速比為30:1)，直接驅動吸嘴裝置，由於詣波驅動器具有輸入軸與輸出軸同心度高、間隙小、振動低等優點，故放置方向解析度高達0.0024 度/脈衝。
X-Y 伺服系統(定位控制系統)
由交流伺服電機驅動，並在感測器及控制系統指揮下實現精確定位，因此感測器的精度起關鍵作用。位移感測器有園光柵編碼器、磁柵尺和光柵尺。
1. 園光柵編碼器園光柵編碼器的轉動部位上裝有兩片園光柵，園光柵由玻璃片或透明塑膠製成，並在片上鍍有明暗相間的放射狀鉻線，相鄰的明暗間距稱為一個柵節，整個園周總柵節數為編碼器的線脈衝數。鉻線的多少也表示精度的高低。其中一片光柵 固定在轉動部位作指標光柵，另一片則隨轉動軸同眇運動並用來計數，因此指標光柵與轉動光柵組成一對掃描系統，相當於計數感測器。園光柵編碼器裝在伺服電機中，它可測出轉動件的位置、角度及角加速度，它可以將這些物理量轉換為電信號輿給控制系統。編碼器能記錄絲桿的放置數並將信息反饋給比較器，直至符合被線性量。該系統抗干擾性強，測量精度取決於編碼器中光柵盤上的光柵數及溢珠絲桿導軌的精度。
2.磁柵尺
由磁柵尺和磁頭檢測電路組成，利用電磁特性和錄磁原理對位移進行測量。磁柵尺是在非導磁性標尺基礎上採用化學塗覆或電鍍工藝在非磁性標尺上沉積一層磁性膜(一般10～20um)在磁性膜上錄製代
表一定年度具有一定波長的方波或正弦波磁軌跡信號。磁頭在磁柵尺上移動和讀取磁恪，並轉變成電信號輸入到控制電路，最終控制AC伺服電機的運行。磁柵尺的優點是製造簡單、安裝方便、穩定性高、量程範圍大，測量精度高達1～5um，貼片精度一般在0.02mm。
3.光柵尺
由光柵尺、光柵讀數頭與檢測電路組成。光柵尺是在透明下班或金屬鏡面上真空沉積鍍膜，利用光刻技術製作均勻密集條紋(每毫米100～300 條)，條紋距離相等且平等。光柵讀數頭由指示光柵、光源、透鏡及光敏器件組成，光柵尺有相同的條紋，光柵尺是根據根據物理學的莫爾條紋形成原理進行位移測量，精度高達0.1～1um，這種測量是要經過上千萬次的方式才能做到最佳，深圳市金獅王科技有限公司研發此類技術整整用了，二年時間才得出了一個有效的原理和定義，其定位精度比磁柵尺還要高1～2 個數量級。光柵尺對環境要求比較高，特別是防塵，塵埃落在光尺上會引起貼片機故障。上述三種測量方法僅能對單軸向運動位置的偏差進行檢測，而對導軌的變形、彎曲等因素造成的正交或旋轉誤差卻無能為力。
4.Y 軸方向運行的同步性
新型貼片機X軸運行採取完全同步控制迴路的雙AC伺服電機驅動系統，將內部震動降至最低，從而保證了Y 軸方向同步運行，其速度快、口音低、貼片頭運行流暢輕鬆。
5.X-Y 運動系統的速度控制
調整機運行速度高達 150mm/s，瞬時的啟動和停止都會產生震動和衝擊。最新的X-Y 運動系統採用模糊控制技術，運行過程中分三段控制“慢--快――慢”(“S”型)從而使運動變得柔和，也有利於貼片精度的提高，降低噪音。
6.Z 軸伺服、定位系統
在泛用機中，支撐貼片頭的基座固定在X 導軌上，Z 軸控制系統的形式有：
1. 園光柵編碼器――AC/DC 馬達伺服
2. 系統
與 X-Y 伺服定位類似，採用園光柵編碼器的AC/DC 伺服馬達-濂珠絲桿或同步機構，馬達可安裝在側位，通過齒輪轉換機構實現吸嘴在Z 軸方向的控制。
3. 圓筒凸輪控制系統
在松下MV2VB型貼片機中，吸嘴Z 方向運動就是這類，貼片時在PCB裝載台的配合下完成貼片程式。
4.Z 軸的旋轉定位
早期採用氣缸和擋塊來實現，只能做到 0、90 度控制，現在的貼片機已直接將微型脈衝馬達安裝在貼片頭內部，以實現旋轉方向高精度控制。MSR 型的解析度為0.072 度/脈衝，它通過高精度的詣波驅動器(減速比為30:1)，直接驅動吸嘴裝置，由於詣波驅動器具有輸入軸與輸出軸同心度高、間隙小、振動低等優點，故放置方向解析度高達0.0024 度/脈衝。
