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您是否曾經(jīng)想過,表面貼裝SMT貼片機(jī)(SMT)中的視覺和機(jī)器人系統(tǒng)如何能夠?qū)㈦娮釉骷_地放置在微小的印刷電路板上所需的位置,并且公差非常???
SMT視覺系統(tǒng)的目標(biāo)是多種多樣的:將藝術(shù)品的電路圖案與制造的印刷電路板(PCB)的頂部或底部進(jìn)行匹配,確定PCB在x,y和z平面上的位置,以及在電路上定位精確的位置以放置特定的元器件。在分度(定位)系統(tǒng)的幫助下,根據(jù)程序參數(shù)對PCB進(jìn)行了定位,但是,這種定位對于元器件放置而言不夠精確。絲印為成像系統(tǒng)提供參考點。
盡管聽起來像是財務(wù)術(shù)語,但術(shù)語“基準(zhǔn)”是指出于比較目的的固定參考基礎(chǔ)。通常,絲印是嵌入式對象或表面標(biāo)記,用作索引和成像系統(tǒng)的方向性度量或參考點。
絲印被用于多個行業(yè)和應(yīng)用,例如物理,3D計算機(jī)圖形,光學(xué)和攝影。它們用于地球物理飛行中以參考測量結(jié)果,在增強現(xiàn)實媒體中用于定位激活合成圖像或游戲板的位置,并在醫(yī)學(xué)成像中通過將人體掃描與人體位置相關(guān)聯(lián)來使用。
在自動化電子裝配應(yīng)用中,絲印是用于分度系統(tǒng)的對準(zhǔn)標(biāo)記,以使PCB沿正確的方向和偏斜定向。視覺系統(tǒng)使用絲印放置來將元件精確地插入電路中。絲印也稱為“電路圖案識別標(biāo)記”,是整個自動化制造過程中貫穿測試和包裝的關(guān)鍵方面。絲印放置的重要性不可低估,因為如果在組裝過程中的任何時候,電路板或電路的確切位置都無法正確測量,則會出現(xiàn)自動化“火車殘骸”!
精確的絲印放置可確保您的PCB朝向正確的方向,并盡可能接近完美地對齊。SMT貼片機(jī)使用相機(jī)定位絲印,然后根據(jù)電路板的確切位置調(diào)整元器件的位置。
機(jī)器人裝配臂的缺點是,他們不會向您抱怨工作時間多長。
向SMT機(jī)器輸送PCB,以便從傳送帶進(jìn)行組裝。每個PCB的固定或夾緊方向都與其他PCB稍有不同,這種微小的變化足以毀壞電路板,除非對其進(jìn)行重新校準(zhǔn)。為此,在PCB上標(biāo)記了兩個或三個基準(zhǔn),以使放置機(jī)器人可以精確地確定電路板的方向。通過比較絲印相對于存儲在機(jī)器內(nèi)存中的電路板平面圖的實際位置,視覺系統(tǒng)可以可靠地計算出零件必須移動到的“偏移量”,才能準(zhǔn)確地放置零件。
絲印通常是通過使印刷電路板的圓形區(qū)域沒有阻焊層覆蓋而制成的。在該圓形區(qū)域內(nèi),下面的銅鍍層暴露出來。良好的圖像識別要求絲印周圍不能有任何東西,因此在組裝時必須注意絲印周圍有“無光澤”背景?;蛘?,可以使用透明的阻焊漆來覆蓋基準(zhǔn)點,因為視覺系統(tǒng)仍可以檢測到銅圈。
從頭兩個基準(zhǔn)點(彼此對角放置),機(jī)器可以通過其X和Y位置識別PCB所在的位置,以及PCB在傳送夾中的傾斜度。最后,第三基準(zhǔn)可以幫助機(jī)器補償PCB的任何收縮或拉伸。
如果將元器件放置在雙面PCB設(shè)計上,則必須在PCB的兩側(cè)放置基準(zhǔn)點。用于PCB定位的多個絲印放置稱為“全局基準(zhǔn)”,需要高度定位精度的元器件可能在該元器件位置附近放置了單個“局部基準(zhǔn)”,以提供更高的精確度。
如果您手動組裝單個或原型板,則不使用絲印是可以的。但是,如果您打算進(jìn)行自動化生產(chǎn),那么您將發(fā)現(xiàn)SMT貼片機(jī)將不是一種選擇,因為它們的操作需要PCB上的參考點以正確對齊它們。另外,手工組裝會導(dǎo)致更高比例的板未通過測試和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并且將花費大量時間來修復(fù)不完善的手工焊接。
小銘打樣SMT貼片加工廠:以下是在印刷電路板上放置絲印的一些技巧:
1. 絲印的最佳尺寸應(yīng)在1毫米至3毫米之間。瞄準(zhǔn)標(biāo)記周圍的大小與標(biāo)記直徑大致相同的無光澤“緩沖區(qū)”區(qū)域。
2. 絲印必須沒有阻焊層,除非該罩是透明的。
3. 對于整體基準(zhǔn),至少應(yīng)有2個標(biāo)記,最好是3個標(biāo)記,以確保元器件放置的精度。標(biāo)記應(yīng)位于彼此相對的兩端,并在板上盡可能分開。如果您有3個絲印,請將它們以三角形放置,并在板上保持盡可能寬的間距。
4. 如果電路板邊緣的空間不足,則需要一個全局絲印。
5. 絲印到板邊緣的距離應(yīng)為0.3英寸,不包括絲印的緩沖區(qū)。
6. 對于局部基準(zhǔn)點,在特定元器件周圍的外側(cè)邊緣上對角線放置至少兩個絲印。為了校正部件上的放置錯誤,還可以利用局部絲印。
7. 絲印的放置可以使一條流暢的裝配線與一條持續(xù)需要調(diào)整的裝配線有所不同。即使供應(yīng)商告訴您他們已經(jīng)升級了機(jī)器以在沒有標(biāo)記的情況下工作,始終將絲印納入印刷電路板設(shè)計中是明智的做法。在測試或?qū)砜赡苄枰倒r,您可能需要這些標(biāo)記。