拱架式貼片機(jī)結(jié)構(gòu)

　　拱架式結(jié)構(gòu)又稱動(dòng)臂式結(jié)構(gòu)，也可以叫做平臺(tái)式結(jié)構(gòu)（Platform）或者過(guò)頂懸梁式結(jié)構(gòu)（Overhead Gantry）?，F(xiàn)在幾乎所有的多功能貼片機(jī)和中速貼片機(jī)都采用這種結(jié)構(gòu)。

　　這種結(jié)構(gòu)一般采用一體式的基礎(chǔ)框架（Base Frame），將貼裝頭橫梁的X、Y定位系統(tǒng)安裝在基礎(chǔ)框架上，線路板識(shí)別相機(jī)（下視相機(jī)）安裝在貼裝頭的旁邊。線路板傳送到機(jī)器中間的工作平臺(tái)上固定，送料器安裝在傳送軌道的兩邊，在送料器旁安裝有元件識(shí)別照相機(jī)（如圖1所示）。

　　圖1 拱架式結(jié)構(gòu)

　?。?）X、Y定位系統(tǒng)

　　在較為經(jīng)濟(jì)的中速貼片機(jī)中，X、Y驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)絲杠驅(qū)動(dòng)，編碼器反饋。一般多功能貼片機(jī)和部分較高的中速貼片機(jī)采用電動(dòng)機(jī)絲杠驅(qū)動(dòng)，線性光柵尺反饋；也有的較高的貼片機(jī)采用線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，線性光柵尺反饋。根據(jù)功能和速度的要求不同，可以采用不同的橫梁數(shù)量，安裝不同數(shù)量的貼裝頭（如圖2所示）。

　　圖2 拱架式結(jié)構(gòu)的橫梁和貼裝頭

　?、賳螜M梁?jiǎn)晤^。橫梁在基礎(chǔ)框架上沿y軸運(yùn)動(dòng)，貼裝頭在橫梁上沿X軸運(yùn)動(dòng)，線路板上基準(zhǔn)點(diǎn)的識(shí)別及元件的吸取、識(shí)別、校正和貼裝都由一個(gè)貼裝頭完成。

　?、趩螜M梁雙頭。在單個(gè)橫梁的兩邊都裝有貼裝頭，前面的貼裝頭在前面的送料器吸取和貼裝元器件，后面的貼裝頭在后面的送料器吸取和貼裝元器件。一般，在單橫梁兩側(cè)所安裝的貼裝頭的功能、元件范圍及不完全相同，以便整個(gè)機(jī)器由更高的靈活性和更大的元件范圍。

　?、垭p橫梁雙頭。機(jī)器的基礎(chǔ)框架上裝有兩個(gè)橫梁，每個(gè)橫梁上分別裝有一個(gè)貼裝頭。當(dāng)線路板進(jìn)入工作平臺(tái)，前貼裝頭在進(jìn)行基準(zhǔn)帶識(shí)別時(shí)，后貼裝頭可以先吸料；當(dāng)前貼裝頭開(kāi)始吸料時(shí)，后貼裝頭就可以現(xiàn)貼裝元件。雙橫梁結(jié)構(gòu)也可以安裝兩個(gè)功能不一樣的貼裝頭，使得整個(gè)機(jī)器有更高的靈活性和更大的元件范圍。

　?、苡械墓凹苁劫N片機(jī)采用橫梁在機(jī)器的基礎(chǔ)框架上沿X軸運(yùn)動(dòng)，貼裝頭在橫梁上沿y軸運(yùn)動(dòng)。元件的識(shí)別相機(jī)安裝在y橫梁上，當(dāng)貼裝頭的各吸嘴吸取完元件后，經(jīng)過(guò)元件識(shí)別相機(jī)的上方時(shí)即可識(shí)別和校正。

　?、葸€有一種拱架式結(jié)構(gòu)的貼片機(jī)，它的橫梁為固定在機(jī)器的基礎(chǔ)框架上，一個(gè)或兩個(gè)貼裝頭在橫梁上沿X方向運(yùn)動(dòng)，吸取和照相貼裝元件，并在線路板上產(chǎn)生X軸的位移。線路板由傳送板的裝置送至工作臺(tái)后，工作臺(tái)沿y方向運(yùn)動(dòng)，控制線路板y軸的位移（如圖3所示）。

　　圖3 橫梁為固定的結(jié)構(gòu)

　?。?）貼裝頭系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的拱架式結(jié)構(gòu)的貼裝頭有單吸嘴結(jié)構(gòu)和多吸嘴并列結(jié)構(gòu)（如圖4所示）。單吸嘴貼裝頭在一個(gè)貼裝循環(huán)中只能貼裝一個(gè)元件，相對(duì)貼裝的較高。多吸嘴并列貼裝頭有著2到12個(gè)并列平行的吸嘴貼裝軸（Spindle），在一個(gè)貼裝循環(huán)中可以吸取、校正和貼裝多個(gè)元件，從而可以提高貼裝的速度。

　　在多吸嘴并列結(jié)構(gòu)的貼裝頭中，吸嘴與吸嘴之間的距離和送料器各軌道之間的距離相同，在使用相同的送料器時(shí)，多個(gè)吸嘴能夠同時(shí)下降到送料器的高度來(lái)同時(shí)吸料（GangPick），這樣可以提高吸料的速度。

　　由于貼片元件的大小不一，而貼片頭上貼裝軸的數(shù)量有限，因此在拱架式貼片機(jī)上一般都有一個(gè)專門的吸嘴儲(chǔ)藏機(jī)構(gòu)（Nozzle Stocker），供貼裝頭在需要時(shí)進(jìn)行吸嘴更換，以便貼裝頭采用合適的吸嘴來(lái)吸取和貼裝元件。

　　圖4 傳統(tǒng)拱架式結(jié)構(gòu)的貼裝頭

　?。?）元件識(shí)別系統(tǒng)

　　一般拱架式結(jié)構(gòu)貼片機(jī)的元件識(shí)別相機(jī)安裝在線路板傳送軌道的旁邊，貼片的步驟為：吸料→在固定照相機(jī)上識(shí)別校正→貼裝（如圖5所示），這也叫一個(gè)貼裝循環(huán)（TaskBlock）。有的貼裝頭上配備有頭上移動(dòng)照相機(jī)（On the Head Camera），對(duì)于較小的物料可以實(shí)現(xiàn)吸料→在移動(dòng)中同時(shí)照相校正→貼裝，從而減少元件校正時(shí)間，提高了貼裝速度。

　　元件在識(shí)別時(shí)可以采用不同的燈光和強(qiáng)度，如前光、側(cè)光、背光等。拱架式結(jié)構(gòu)的元件在上視相機(jī)識(shí)別時(shí)對(duì)于元件大小超過(guò)相機(jī)的一個(gè)視野的元器件可以采用多視野識(shí)別。

　　圖5 貼裝循環(huán)

　?。?）元件供料系統(tǒng)

　　拱架式結(jié)構(gòu)貼片機(jī)可以接納不同形式元件包裝的送料器，如卷帶裝、管裝、托盤裝和散料盒裝。有的卷帶裝送料器為電動(dòng)送料器，不需要機(jī)械推動(dòng)或者氣動(dòng)，送料器內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并且可以調(diào)整送料器步進(jìn)的跨距，可以減少備用送料器的數(shù)量。拱架式多功能貼片機(jī)還可以接納立式插件元件送料器、鉚釘送料器和晶圓盤的倒裝芯片送料器等異型送料器。