貼片加工中可能遇到的五個問題

元器件往哪里放？

尺寸比較小的元器件，包括芯片類的，都是編帶存儲的。通過紙質(zhì)或者塑料的料帶，把元器件一顆一顆的按照相同的順序嵌入到料帶中，再卷成一卷一卷的。料帶上有很多標(biāo)準(zhǔn)尺寸的孔，這些孔可以卡在物料輸送器的齒輪上，齒輪帶著物料一點(diǎn)一點(diǎn)的往前送。

物料輸送器，叫做飛達(dá)。這個名字純粹是音譯的，F(xiàn)eeder。原意是喂食器、飼養(yǎng)員。很形象的表達(dá)出這個東西的作用：給貼片機(jī)喂物料的。

飛達(dá)整整齊齊的排列在貼片機(jī)兩端，貼片機(jī)的機(jī)械手，按照程序設(shè)定，從飛達(dá)上拾取元器件，并擺放在電路板上。

對于大尺寸的元器件或者未編成卷帶的散料，也可以放在托盤上，機(jī)械手也可以從托盤上拾取物料。

機(jī)械手是怎么把這么小的元器件抓起來的？

實(shí)際上貼片機(jī)的機(jī)械手臂，并不是靠手指把元器件抓起來的，而是靠真空吸起來的。每一個手臂上有好多個吸嘴，每個吸嘴可以吸起來一個元器件。吸嘴多了，機(jī)械臂移動一次就可以吸取很多個元器件，并且擺放很多次，生產(chǎn)效率就會更高。

不同尺寸的元器件，吸嘴是不一樣的，從高中物理可以看出來，相同的壓強(qiáng)下，面積越大力越大，所以吸芯片和連接器這種比較沉重的物料的吸嘴就要大一些，吸阻容感的吸嘴就要小一些，吸0201的元器件需要用更小的吸嘴。

重量比較大的東西，移動的時候慣性也會比較大，所以貼片機(jī)會劃分為幾個區(qū)域，大元器件區(qū)域的機(jī)械手臂移動的比較慢，小元器件區(qū)域的移動的快很多。

從貼片機(jī)吸元器件這個原理上，不難理解，對于插針、頂針這樣的尖頭的元器件，物料出廠的時候都帶有一個塑料的蓋子，因?yàn)闆]有一個平面，是無法吸起來的。對于USB口這樣的表面有小的開口的元器件，出廠的時候會貼有一小塊高溫膠紙，其目的也是防止吸嘴漏氣了。

機(jī)械手怎么知道元器件該放在哪里？

生產(chǎn)資料里，會有坐標(biāo)文件，標(biāo)示每一個元器件在電路板上的坐標(biāo)。上線貼片前，產(chǎn)線工程師會對著生產(chǎn)資料，把每個元器件的貼片信息錄入到貼片機(jī)的操作軟件里去。

這樣貼片機(jī)就知道從哪一個飛達(dá)拿多少顆元器件，放在電路板的哪個位置了。

這個過程在工廠叫做編程，SMT工廠有專門的程序工程師負(fù)責(zé)錄入這些信息，一個幾百顆元器件的電路板的編程，需要花費(fèi)大半天的時間。

如何對準(zhǔn)電路板和元器件？

電路板是通過傳送帶送到貼片機(jī)里去的，元器件在料帶里，也不是卡的嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的，是會晃動的。貼片機(jī)必須要能夠判斷電路板的精確位置，并把元器件精準(zhǔn)的擺放到位。

貼片機(jī)，是通過機(jī)械臂上的攝像頭來識別電路板和元器件的。每一個元器件被拿起來之后，都會被照一張相，通過對這張相片的圖像識別，能夠看的出來是否吸歪了，如果歪了，根據(jù)圖像上歪的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動對貼片位置做一定的補(bǔ)償，偏了的移動，歪了的旋轉(zhuǎn)。同樣，電路板上也會設(shè)計(jì)有幾個mark點(diǎn)，一個圓形的焊盤，攝像頭能夠根據(jù)焊盤的位置，識別出電路板當(dāng)前的位置，再根據(jù)元器件相對電路板的坐標(biāo)，找到元器件所在的位置。

回流焊/波峰焊

把所有的元器件都擺放好了，電路板就會被從貼片機(jī)中推出來，由人工目檢，或者由AOI機(jī)器檢查，看看是否有元器件貼歪了或者錯了。如果沒什么問題，就要過爐了。

過爐，通過一個爐子。錫膏得加熱，才能熔化，熔化了才能把元器件固定起來。過爐就是通過回流焊的爐子，把整個電路板逐步加熱，直至焊錫熔化，然后再逐步降溫下來。整個過程通常會持續(xù)8分鐘左右。目前回流焊的爐子，都是以熱風(fēng)加熱為主。分成多個溫度區(qū)，逐步加熱，在焊錫熔點(diǎn)之上的時間并不長，最多也就幾十秒鐘。

講到回流焊這個名字，幾乎所有人都不知道什么是“回流”，并不是說里面的風(fēng)會來回流動，更不是說焊錫從這里流到那里?；亓骱竵碜浴癛eflow Soldering”，這個“回流”的真實(shí)含義是“把固體的錫膏，變回能夠流動的液體”的意思。

過爐的過程中，錫膏會熔化，熔化了的錫膏呈現(xiàn)出液體的特征：吸附到能吸附的地方，并產(chǎn)生張力。經(jīng)常會出現(xiàn)貼片的時候貼正了，過爐之后就歪了的情況。這種往往是焊盤之間產(chǎn)生的拉力不一樣大造成的，例如有的焊盤大，有些焊盤小的芯片。這種需要通過控制錫量和錫膏形狀來解決，或者采用過爐前點(diǎn)膠固定的方式。

還有一種針對插針式的焊接方式，波峰焊，在老式電路板和大尺寸簡單電路板上依然有應(yīng)用，專門焊接插針電路。波峰焊的波峰，是指焊錫熔化之后，通過設(shè)備的噴口把焊錫噴出來，像小噴泉一樣，形成波浪形，把元器件的插針插入波峰中，就可以沾上焊錫，并在焊錫吸附力下把焊盤和插針焊接起來。

現(xiàn)在智能硬件領(lǐng)域，全板插接元器件的產(chǎn)品幾乎沒有，大部分都是全板SMT的，偶爾有局部大尺寸連接器可能需要通過波峰焊。