针座贴装可靠性研究

结合影响元件表面贴装效果的因素研究，例如吸嘴型号与针座尺寸不匹配，吸嘴变形，堵塞，破损，真空气压不足，漏气，造成吸料不起，取料不正，识别通不过而抛料；针座识别类型未正确选取，导致识别精度不够，出现偏移；取料不在料的中心位置，取料高度不正确而造成偏位，取料不正，有偏移，识别时跟对应的数据参数不符而被识别系统当做无效料抛弃；真空阀、真空过滤芯脏、有异物堵塞，吸着时瞬间真空不够设备的运行速度造成取料不良；针座料盘质量较重，飞达运行带不动物料，出现设备报警、物料吸着偏移、抛料问题。

摘要

通过对贴装设备参数、吸嘴型号、料盘结构等方面的优化，有效地解决了空调线控器生产过程中出现的针座贴装偏位问题。

0 引言

表面贴装技术（SMT）是新一代电子组装技术，将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一，从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。这种小型化的元器件称为SMT器件（或称SMC、片式器件）。空调用线控器上的片式贴装针座使用也较为广泛，主要优势是占位面积小、集成度高、成本低。但也正是因为针座体积小、引脚密集，会导致贴装过程中容易出现偏位、抛料的问题。

图1 空调用线控器针座尺寸示意图

1 故障分析

在空调用线控器生产过程中，经常出现贴片针座贴装偏位、抛料等问题产生，由于贴装针座引脚密集，引脚多、尺寸小等问题，贴装精度要求相对较高（如图1和图2）。

图2 空调用线控器针座结构示意图

影响针座贴装的主要因素有：①吸嘴型号与针座尺寸不匹配、吸嘴变形，堵塞，破损、真空气压不足，漏气，造成吸料不起 ，取料不正，识别通不过而抛料；②针座识别类型未正确选取，导致识别精度不够，出现偏移（图3）；③取料不在料的中心位置，取料高度不正确而造成偏位，取料不正，有偏移，识别时跟对应的数据参数不符而被识别系统当做无效料抛弃；④真空阀、真空过滤芯脏、有异物堵塞真空气管通道不顺畅，吸着时瞬间真空不够设备的运行速度造成取料不良；⑤识别光源选择不当、灯管老化发光强度、灰度不够造成处理不良；⑥针座料盘质量较重，飞达运行带不动物料，出现设备报警、物料吸着偏移、抛料问题。

图3 空调用线控器针座贴装偏位示意图

2 试验方案

通过对贴片机针座设备识别的类型调整、吸嘴型号切换、针座料盘质量减轻等方面开展实验验证，降低针座贴装偏位、抛料问题产生。具体验证步骤如下。

图4 101通用反射外形识别

2.1 调整针座贴装时设备识别的类型实验验证

首先，采用通用反射外形识别的方式（图4）进行针座贴装，生产20件产品，约出现10件产品偏位和抛料问题，不合格比例约50%。调整设备参数，使用104通用反射引线型识别（图5），生产20件产品，约出现2件产品偏位和抛料问题，不合格比例约10%。验证证明采用引线型识别类型可有效降低针座偏位、抛料问题。

图5 104通用反射引线型识别

2.2 吸嘴型号切换实验验证

为进一步降低针座贴装偏位、抛料问题，提高针座贴装可靠性，对设备贴装使用的吸嘴进行检查，发现使用的M型吸嘴圆口尺寸较大（图6），吸附针座表面非平面，存在漏气的情况。切换使用定制的方形长吸嘴（图7），按照针座白色区域面积定制，保证吸嘴吸附与针座保持在1个平面，避免吸附过程漏气导致的贴装偏位、抛料问题产生。生产验证50件，出现1件偏位问题，不合格比例约2%，贴装不良比例大幅度降低。

图6 通用M型吸嘴示意图

2.3 针座料盘质量减轻实验验证

针座一盘数量是6 000 PCS，质量约2 169 g，生产过程中编带料盘过重，生产存在卡顿，设备不定时报警，针座贴装偶发抛料问题。通过优化料盘数量，更改为3 000 PCS一盘，包装边孔间距更改（改前为8 mm，改后为12 mm），设备运行正常，送料未出现卡顿报警问题（图8~图9）。

图7 定制方形长吸嘴示意图

3 试验结果

实验通过对针座贴装设备识别的类型采用104通用反射引线型，将针座偏位抛料故障率由原来的50%降至10%；再通过切换定制方形长吸嘴，将故障率下降至2%；最后通过优化料盘数量和边孔间距，有效降低了针座贴装飞达卡顿、报警，针座抛料问题产生，大大提升了针座贴装的可靠性。

图8 针座料盘结构示意图

4 结论

通过对针座贴装设备识别的类型采用104通用反射引线型、定制的方形长吸嘴、优化料盘数量和边孔间距，有效降低了针座贴装的偏位、抛料问题，大大提升了针座贴装的可靠性。

图9 边孔间距示意图

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