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全自动视觉印刷机的发展趋势

来源:http://www.gkgcom.cn/news/5.html发布时间:2016-12-23

随着电子行业的发展,对SMT技术提出了更高的要求,如ROHS的执行,元器件小型化的趋势,生产效率的提高等。对SMT设备也提出更新的要 求。早在转塔贴片机风行的时代:整条SMT线的瓶颈是贴片机的速度。自从Fuji NXT的机种出现(特别是手机行业的发展),Cph>120000(MyData的模组化贴片机可高达150000的产能),导致整条SMT线的瓶 颈出现在印刷机,AOI检测机,回流焊上。
     其实全自动视觉印刷机的精度主要取决于几个印刷机的关键部分,
1、图像定位部分
     图像定位的好坏取决于定位算法,定位算法也是全自动视觉印刷机的核心算法之一。随着PCB板的生产效率越来越高,板上的电子元气件越来越小,对定位的精度 和速度也提出了更高的要求。目前,市场上大多数全自动视觉印刷机的定位算法都是基于图像灰度,通过自相关匹配来实现的。对于表面均匀度很好的敷铜板来说, 灰度算法可以很好的完成自动定位的功能。但是,越来越多的镀锡板,镀金板,柔性PCB板的出现,给灰度定位带来巨大的挑战。由于镀锡,镀金板的表面均匀度 不是很好,反光率较高,使得PCB板上的Mark点的成像亮度差别极大,增加灰度定位的误检率和漏检率。柔性板由于表面的平整度不好,PCB上Mark点 的成像同样会有亮度差别大的问题,而且还会使Mark点的大小,形状发生变化,这些问题都是基于灰度定位算法难于克服的。而基于几何的定位算法可以很好的 适应上诉的这些问题。
由于市场上的商业几何定位工具比较贵通常都在万元左右,考虑到成本上的因素,大多数全自动视觉印刷机上用的都是相对便宜的传统的基于灰度的定位 工具。GKG的第一代机型也是采用NI基于灰度的定位工具,但目前GKG通过自主研发,已经在所有的机型上都采用了基于几何的定位工具。通过这项技术改 造,对镀锡板,镀金板,柔性PCB板的定位能力得到极大改善,据市场反映可以实现对现有各类型Mark点的完美识别。
 
2、清洗部分
     所有的全自动视觉印刷机都是采用干洗,湿洗和真空清洗这三种方式,全自动视觉印刷机就要担起自动清洗钢网,保证印刷品质的作用。随SMT的发展,间隙小, 速度快,PCB上许多的拉尖,连锡都和清洗有很大关系!自动清洗的好坏直接关系到产品品质的好坏,清洗功能的完善方可实现速度即生产的高效率。2006年 GKG在清洗上进行了重大的改进。独立的清洗机构,全新的清洗概念,其中包括大力型抽风机的真空吸附系统,更均匀的酒精喷射系统,更高效的清洗方式,可实 现FinePitch印刷的良性持续。
 
3、脱模(Snap-off)方式
     脱模的好坏直接影响到印刷效果,一般全自动视觉印刷机都具有两种脱模方式(1)“先起刮刀后脱模”,使用较为普遍,主要是较为简单的PCB板;(2)“先脱模后起刮刀”,使用较薄PCB板等;
  GKG针对不同类型的PCB的脱模要求特别设计出三种脱模方式,适用于不同下锡要求的PCB板:
    1)先起刮刀后脱模;
2)先脱模后起刮刀;
3)“刮刀先脱离,保持预压力值,再脱模”
针对于0.3BGA和小间距脱模度专门设计,防止拉尖,堵网眼、少锡等。
全自动印刷机从使用角度出发:高速稳定是根本要求。而印刷机的Mark点识别是机器的首要因素:若Mark点识别差经常出现Mark点识别不过 而人工干预影响到生产,并需添加相应的操作人员,提高了使用成本。打个比方:4000pcs/天的工作计划产量;若印刷机识别Mark点的能力为90%, 则有400片PCB需人工干预至少需2小时:2小时对OEM厂可带来的效益。其次清洗效果若不好。随SMT的发展,FinePitch对印刷清洗要求会更 高,清洗不干净直接导致连锡拉尖等问题,影响生产,影响效益。
  
SMT技术近年来发生了巨大的变化,电子产品朝着小型化,轻型化和高可靠性方向发展,使得表面贴装电子元器件不断朝着轻薄微小的高集成化发展.全自动视觉印刷机发展趋势将会对以下几方面提出更高的要求:
(1)CycleTime的要求
从印刷机来说缩短Cycle Time的有效方式:
1.辅助时间的缩短:
    a.  做文件时间(要求程序界面越简单,特别是做程序文件时的操作越简单越好,且可在程序运行时对参数进行不停机修改,尽可能实现操作程序的简单操作)
    b.  换线时间(目前比较流行的换线时间<5Min;可通过对结构的改善,定位方式的简便操作如Pin针的布置快速方便或自动布置,导轨快速自动调整实现最短的时间来实现最快速的换线时间)
2.正常生产时的过程处理加快:
    a.  合理优化程序执行时序(根据锡膏的特性,板上元器件的分布---调整印刷速度)选择最合适的印刷速度;脱模速度和行程。
    b.  进出板的速度提高。
    c.  优化清洗速度(按照清洗效果设定清洗频次和清洗速度,以达到最小的时间占用,提高整个机器的使用率)。
 目前的代表:
    DEK Photon— 采用RTC(Rapid Transit Conveyor)强调4秒的核心周期;
    MPM Accela—强调在上板和定位的过程中可实现钢网的清洗动作,将清洗所占用的Cycle Time压缩到最小值。

GKG目前正研发全新的机种:并行处理清洗和印刷的印刷机---通过2个钢网的交替使用:一个钢网做印刷,另外一个做清洗(已在国内,欧州,美 国申请了专利),完全将清洗所占用的CycleTime过滤掉,使得印刷机工作过程中只处理印刷,Cycle Time只同印刷相关;采用快速进板机构和三段式导轨系统,缩短定位时间从而压缩Cycle Time。

全自动视觉印刷机

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