一种SMT贴片元件位置控制方法及其系统与流程

本发明涉及印刷线路板的制造技术，具体涉及一种smt贴片元件位置控制方法及其系统。

背景技术：

smt是表面组成技术，它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(smc)安装在印刷电路板pcb表面或其他基板的表面上，再通过流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路连接技术。贴片生产制造执行控制系统是现在电子工业生产的重要工艺系统，能够完成精密的贴片式电子元件的自动焊接，其核心设备就是各种品牌型号的贴片机，配合印刷机及各种检测设备组成一个完整的生产控制系统。

线路板的生产过程中需要将许许多多的电子元件贴在复合材料基板上，最初各种电子元件是通过人工贴上去，工作效率极低，且容易出错；后来发展到用机器贴，但是也只能单个电子元件地贴，不能实现批量的贴，工作效率仍然不理想。

随着高速贴片机的广泛使用，在smt制造技术领域，对smt生产线及其生产工艺的灵活性和兼容性也提出了挑战，现有技术中，在smt贴片过程中，将贴片元件安装到飞达盘(即用于暂存贴片元件的装置)上，然后将飞达盘安装到smt贴片机上，然后在贴片机上进行贴片元件的位置设定，然后开始贴片工序，其每台设备都是相对独立的，虽然如今的自动化程度较高，每台设备能够对自身进行一定的智能化管理和控制，但各台设备没有联系，各自仍然需要专门的操作人员进行管理监控，以及时发现异常状况，此外在贴片机上(从零开始)进行贴片元件的位置设定，无法在贴片机在前一作业的同时进行后一作业的准备，即进行贴片元件的位置设定等工作。

然而，对于贴片元件而言，其为电子产品中最为常用的器件类型之一，对于贴片元件的加工，目前行业内主要有回流焊与波峰焊两种成熟的加工工艺，即分别对应印锡、印胶两种加工方式。由于两种加工方式所需要使用的工艺辅料完全不同，同时结合钢网印刷的方式，对于单板上布局在同一面的贴片元件，只能采用其中一种加工工艺。也就是说，正常情况下，板上任意一个贴片元件，只能选择回流焊或波峰焊加工。再具体的贴片过程中，其往往需要大量的贴片元件实现贴片，并且其种类也不一定相同，并且呈现出多样的情况，同时可能会有不同的封装形式，并且还可以有不同的尺寸。这样，在实际的贴片过程中，对于贴片元件的位置、类型、形状等参数，以及对应安装的飞达盘的位置等信息直接影响到贴片的效率和精度。

然而，现有技术中的研究大都集中在贴片机上，对于贴片元件的安装位置、类型和形状进行优化设计的方法和系统，以及飞达盘的安装、结构、方法等研究很少，而通过对贴片元件的安装位置、类型和形状进行优化，以及飞达盘的优化可以有效的提高贴片效率和贴片的精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种smt贴片元件位置控制方法及其系统，其可以提高效率，且贴片精度高。

本发明提供了一种smt贴片元件位置控制方法，包括依次进行的如下步骤：

(1)根据需求进行原料准备，根据工艺要求进行点料和验料，按照要求进行备料；

(2)按照贴片元件的属性，分配不同的封装编号，并且将封装编号进行汇总整理后形成封装属性表；

(3)将贴片元件安装到飞达盘，同时将贴片元件对应的封装编号与飞达盘的盘号进行绑定后形成映射编码，形成多个进行了贴片安装的飞达盘；

(4)在贴片机的飞达盘的安装部，根据多个飞达盘的形状，重新定义飞达盘的安装位置：

(5)在对应的在贴片机上设置有激光扫描仪，通过激光扫描仪扫描多个飞达盘的安装位置，形成多个飞达盘的轮廓图后生成平面图，根据生成后的平面图确定出各个飞达盘的中心位置坐标、各个飞达盘分别对应的相对旋转角度和上述步骤(3)中的映射编码，生成对应的识别号；

(6)根据作业控制程序，利用其内部包含的元件安装表和利用对应的识别号，调用封装属性表对目标贴片元件进行抓取；

(7)对需要贴片的电路板进行检验，当其满足检验条件时，将对应的贴片元件贴装于电路板上。

其中，步骤(2)中贴片元件的属性具体为贴片元件的类型、封装方式、参数和/或尺寸。

其中，步骤(3)中映射编码中包含封装编号与飞达盘的盘号，并且能够进行反向的识别。

其中，步骤(6)中包括利用对应的识别号，确定出飞达盘的位置，抓取对应的贴片元件。

其中，步骤(7)后还包括：(8)在完成了贴片后，根据贴片元件的属性、使用锡膏的属性条件设定相应的回流焊作业参数，分别进行回炉、加热、固化操作。

其中，步骤(8)还包括对贴片完成后的电路板进行检验，完成检测后，将电路板进行入库，最后完成出货。

其中，步骤(7)中将对应的贴片元件贴装于电路板上具体为：

a.按照电路设计要求将焊膏或贴片胶刷印到电路板的焊盘上；

b.进行胶印，贴装；

c.将对应的贴片元件贴装于电路板上。

其中，步骤(8)中对贴片完成后的电路板进行检验具体为：通过图像检测方法，检查是否存在缺位、错位工艺缺陷，并且进行电性能检测。

其中，步骤(8)还包括在进行检验之后，添加识别号的步骤,即：当完成检验之后，将对应的识别号设置于对应的电路板上。

本发明还提供了利用smt贴片元件位置控制方法实现的smt贴片元件位置控制系统。

本发明的smt贴片元件位置控制方法及其系统，可以提高效率，贴片精度高，并且对于飞达盘的安装可以不必十分严格，并且可以准确的找到对应的贴片元件，实现了高效灵活的效果，并且利用识别号可以得知当时工艺中对应的飞达盘的安装位置，形态等信息，对于后续工艺流程的技术分析，以及流程改进提供了可供查阅是研究的资料，并且准确，可以在完成贴片后很长一段时间依然可以进行追溯的查询研究，并且按照贴片元件按照不同的类型、封装方式、参数，尺寸等信息，分配不同的封装编号，并且将这些封装编号进行汇总整理后形成封装属性表，通过“调用”的方式，告诉贴片机在某个飞达盘上的某个位置该贴的是“哪种封装属性”的元件，这样就实现了元件自身的映射，提高了效率，并且与飞达盘进行映射，定位更加快速有效。

附图说明

图1为smt贴片元件位置控制方法流程图。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种smt贴片元件位置控制方法及其系统，其中控制方法的具体流程如附图1所示。

首先，根据客户的要求进行下单，可以是客户发原材料或加工厂代为采购原材料，在原材料采购完成后将其进库，然后根据工艺要求进行点料和验料，根据实际的要求进行备料，完成上述流程后，则完成了前期的准备工作。

其次，按照客户下单的要求准备好所需要的贴片元件原材料数量，具体的为将贴片元件安装到飞达盘上，必要时会需要将小段的贴片元件卷相互连接起来，从而可以形成更长的贴片元件卷，从而可以满足一次性把贴片订单完成，而不需要停机再次安装飞达盘。

本发明的一个重要发明点在于，对贴片元件安装于到飞达盘上的方式进行了优化。对于贴片元件而言，每类待贴片元件可能会有不同的封装形式，称作“元件封装”，例如：三极管，可以有不同的尺寸(大小)，虽然都叫做三脚元件封装或三极管封装，但是对于不同尺寸的三脚元件。当然，种类也不一定相同，并且呈现出多样的情况，同时还可以有不同的尺寸等。因此，可以按照贴片元件按照不同的类型、封装方式、参数，尺寸等信息，分配不同的封装编号，并且将这些封装编号进行汇总整理后形成封装属性表，具体的封装编号在“封装属性表”中予以记载和保存。再具体的贴片过程中，则是通过“调用”的方式，告诉贴片机在某个飞达盘上的某个位置该贴的是“哪种封装属性”的元件，这样就实现了元件自身的映射，但是仅仅将贴片元件进行了分类实现封装编号是不够的，因为在后期还需要将其安装于飞达盘上，飞达盘的编号和位置等因素都会影响到贴片元件的位置等，因此还需要进一步结合飞达盘的属性参数来实现精确的定位。

本发明还有一个重要的发明点在于，在将贴片元件安装到飞达盘的时候，在先已经定义了“封装属性表”，贴片元件已经被分配了对应封装编号，那么在贴片元件安装于飞达盘的同时，将其对应的封装编号与飞达盘的盘号进行绑定后形成映射编码，其中映射编码中包含封装编号与飞达盘的盘号，并且可以进行反向的识别，从而快速的定位飞达盘的盘号和贴片元件的封装编号，这样对于后续的分析处理显然是快速有效的。

然后，将贴片元件安装到飞达盘上后，形成了多个进行了贴片安装的飞达盘，再将飞达盘设置于贴片机时，对应的安装部分根据飞达盘的形状，重新定义飞达盘的安装位置，这种操作的好处在于，可以不必考虑各个飞达盘的形状和其安装角度(有限的可以按照标准的规则设置方式设置，但也可以不按照规则方式设置)，从而根据各飞达盘的形状进行新的设置，使得飞达盘的位置更新后变为已知，这样在后续的贴片过程中，可以更加准确的找到飞达盘和其对应的贴片元件，提高效率，并且提高了灵活性。

具体在重新定义飞达盘的安装位置时，对应的在贴片机上设置激光扫描仪(具体的，本发明重点在于对激光扫描仪在贴片机上的应用，现有技术中并没有这种特定功能将激光扫描仪设置于贴片机的方式，而激光扫描仪的原理以及如何设置采用现有技术中即可，此处不再赘述)，通过激光扫描仪扫描多个飞达盘的安装位置，形成多个飞达盘的轮廓图后生成平面图，根据生成后的平面图确定出各个飞达盘的中心位置坐标和各个飞达盘分别对应的相对旋转角度，根据中心位置坐标和各个飞达盘分别对应的相对旋转角度，以及上述映射编码，生成对应的识别号。这样，再具体的贴片过程中，可直接利用对应的识别号，确定出飞达盘的位置以及对应的贴片元件的位置，快速的进行抓取贴片，此种方式对于飞达盘的安装可以不必十分严格，并且可以准确的找到对应的贴片元件，实现了高效灵活的效果。

在电脑上利用(专门)软件，制作作业控制程序，其按照客户下单的要求把元件属性及其位置进行了设定，从而可以后续被贴片机直接读取装载，然后控制贴片机进行贴片。具体的，制作作业程序的步骤可以是在任意时间节点进行，优选的是在点料和验料之后，或者是在点料和验料的同时进行。并且，作业控制程序的内部包含元件安装表(例如包括元件r、c等)，元件安装表可以调用“封装属性表”(其对要安装的元件的属性进行了规定)，这样就实现了元件安装表和“封装属性表”之间的映射，从而对目标贴片元件进行抓取。

贴片的具体过程为，先对需要贴片的电路板进行检验，当其满足检验条件时，按照电路设计要求将焊膏或贴片胶刷印到电路板的焊盘上，然后在进行胶印，贴装，将对应的贴片元件贴装于电路板上。

在完成了贴片后，进行回流焊过程，即完成回炉、加热、固化，制作回流焊标准作业流程(sop)并遵照执行，根据元件的属性、使用锡膏的属性等条件设定相应的回流焊作业参数。

最后，对贴片完成后的电路板进行检验，具体的可以通过图像检测方法，检查是否存在缺位、错位等工艺缺陷，以及进行电性能检测，当完成检测的过程后，则完成了成品的制作，最后贴片完成的电路板则可以进行入库，最后完成出货。

此外，在进行检验之后，还包括添加识别号的步骤，即当完成检验之后，将对应的识别号设置于对应的电路板上，这样不但可以将电路板进行识别，可以确定出电路板采用了哪个飞达盘上的贴片元件，并且此识别号中可以得知对应的飞达盘的安装位置，形态等信息，这样对于后续工艺流程的技术分析，以及流程改进提供了可供查阅是研究的资料，并且准确，可以在完成贴片后很长一段时间依然可以进行追溯的查询研究。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。