howard 说道 : 高速贴片机常见故障与排除方法
1 引言
随着 SMT （表面贴装技术）在电子产品中的广泛应用， SMT 生产中的关键设备 - 贴片机也得到了相应的发展，但在贴片机的使用过程中， 会不可避免地发生一些故障。
如何排除这些故障， 确保机器处于最佳运行状态， 是贴片机日常使用管理过程中的一个主要任务， 本文将以美国环球公司的 HSP4796L 高速转塔贴片机为例， 介绍贴片机日常使用过程中的一些常见故障与排除方法。
HSP4796L 以贴装片式元件为主，采用双供料平台，每个供料平台上可安装最多
16
个一组的旋转贴片头，每个贴片头上有
80 种元件（ 8mm ），贴片速度 0.10s/
5 种吸嘴，
片，可贴装
0201-20mm
尺寸芯片等。
常见故障分析及排除
2.1 元件吸取错误
元器件由高速运动的贴片头，从包装编带中取出，
贴装到印制板上的过程中，
会产生未取到、 吸
取后失落等几种吸取不良的故障，
这些故障会造成大量元件损耗，
根据我们的经验， 元件吸取不
良通常是由以下几种原因造成：
（1 ）真空负压不足，当吸嘴取元件时，吸嘴处产生一定的负压，把元件吸附在吸嘴上，其判定
吸嘴拾取元件是否异常一般采用负压检测方式，
当负压传感器检测值在一定范围内时，
机器认为
吸取正常，反之认为吸取不良。在元件吸取时，真空负压应该在
53.33kPa
以上，这样才能有
足够的真空量来吸取元件。
若真空负压不足，
将无法提供足够的吸力吸取元件，
在使用中我们要
经常检查真空负压， 并定期清洗吸嘴， 同时还要注意每个贴装头上的真空过滤芯的污染情况，
其
作用是对达到吸嘴的气源进行过滤，对污染发黑的要予以更换，以保证气流的畅通。
2 ）吸嘴磨损，吸嘴变形、堵塞、破损造成气压不足，导致吸不起元件，所以要定期检查吸嘴的磨损程度，对严重的予以更换。
（ 3 ）供料器的影响，供料器进料不良（供料器齿轮损坏） ，料带孔没有卡在供料器的齿轮上，
供料器下方有异物、卡簧磨损） ，压带盖板、弹簧及其他运行机构产生变形、锈损等，从而导致
元件吸偏、立片或者吸不起器件，因此应定期检查， 发现问题及时处理， 以免造成器件的大量浪
费。
（4 ）吸取高度的影响，理想的吸取高度是吸嘴生接触到元件表面时再往下压 0.05mm ，若下
压的深度过大， 则会造成元件被压进料槽里反而取不起料。 若某元件的吸取情况不好， 可适当将
吸取高度向上略微调整一点，例如 0.05mm 。作者在实际工作过程中曾碰到过某一料台上的所
有元件都出现吸取不好的情况，解决的方法是将系统参数中该料台的取料高度适当上移一点。
5 ）来料问题，有些厂家生产的片式元件包装存在质量问题，如齿孔间距误差较大、纸带与塑料膜之间的粘力过大、料槽尺寸过小等都是造成元件取不起来的可能原因。
2.2 元件识别错误
HSP4796L 的视觉检测系统由两部分组成，元件厚度检测系统和光学识别系统，所以在分析识
别错误对应从这两方面入手。
（1 ）元件厚度检测错误，元件厚度检测是通过安装在机构上的线性传感器，对器件的侧面进行
检测，并与元件库中设定的厚度值进行比较，
可判断出元件的不良吸取状态
（立片、 侧吸、斜吸、
漏吸等），当元件库中设定的厚度值与实测值超出允许的误差范围时，会出现厚度检测不良，导
致元件损耗，因此正确设定元件库中元件厚度至关重要，同时还要经常对线性传感器进行清洁，
以防止粘附其上的粉尘、杂物、油污等影响器件的厚度及吸取状态的检测。
（2 ）元件视觉检测错误，光学识别系统是固定安装在一个仰视
CCD 摄像系统，它是在贴装头
的旋转过程中经摄像头识别元件外形轮廓而光学成像，
同时把相对于摄像机的器件中心位置和旋
转角度测量并记录下来，传递给传动控制系统，从而进行
x 、y 坐标位置偏差与 θ角度偏差的补
偿，其优点在于精确性与可适用于各种规格形状器件的灵活性。
它有背光识别方式和前光识别方
式两种， 前光识别以元件引线为识别依据，
识别精度不受吸嘴大小的影响，
可清晰地检测出器件
的电极位置， 即使引脚隐藏于元件外形内的器件
PLCC 、SOJ 等也可准确贴装， 而背光识别是以
元件外形为识别依据，主要用来识别片式阻容元件和三极管等，识别精度会受吸嘴尺寸的影响。
元件视觉检测错误的可能原因有：
）吸嘴的影响，当采用背光识别时，若吸嘴外形大于器件轮廓时，图像中会有吸嘴的轮廓，如图 3 所示，识别系统会把吸嘴轮廓当作元件的一部分，从而影响到元件识别对中。解决方法要视具体的情况而定：
、若吸嘴外径大于器件尺寸、则换用外径较小的吸嘴。
b 、吸嘴位置偏差导致吸嘴外形伸出到器件轮廓， 调整料位偏差。 HSP4796L 具有元件吸取位置
自动校正的功能， 通过连续测量某元件的吸取位置， 计算出平均误差并自动产生修正值加以补偿，该修正值存放在 Feeder （ B ） Offest 中，在该数据库中存放有每个料位自动生成的修正值，将该元件所在料位偏差值清零即可解决问题。
）元件库参数设置不当。这通常是由于换料时元件外形不一致造成，需要对识别参数重新检查
设定，检查项目包括元件外形和尺寸等等， 一个有效解决办法是让视觉系统 " 学习 " 一遍元件外形，系统将自对地产生类似 CAD 的综合描述，此方法快捷有效，另外若来料尺寸一致性不好，可适
当增大容许误差（ tolerance ）。
）光圈光源的影响，光圈光源的使用较长一段时间后光源强度会逐渐下降，因为光源强度与固
态摄像转换的灰度值成正比， 而采用灰度值大， 数字化图像与人观察到的视图越接近，光源强度的减小， 灰度值也相应减少， 但机器内的灰度值不会随着光源强度的减小而减小，
所以随着
只有
定期校正检测， 灰度值才会与光源强度成正比，
当光源强度削弱到无法识别元件时，
就需要更换
灯泡。
）反光板的影响，反光板只是对背光才起作用，当反光板上有灰尘时，反射时摄像机的光源强度减小，灰度值也小，这样易出现识别不良，导致元件损耗，反光板是需要定期擦试的部件。
）镜头上异物的影响，在光圈上面有个玻璃镜片，其作用是防止灰尘进入光圈内，影响光源强度，但如果在玻璃镜片上有灰尘、元件等异物，同样也影响光源强度，光源强度低，灰度值低。这样也容易导致识别不良发生，贴片机要注意镜头和各种镜片的清洁。
2.3 飞件
飞件指元件在贴片位置丢失，其产生的主要原因有以下几方面：
1 ）元件厚度设置错误，若元件厚度较薄，但数据库中设置较厚，那么吸嘴在贴片时就会在元
件还没达到焊盘位置时就将其放下，而固定PCB 的 x-y 工作台又在高速运动，从而由于惯性作
用导致飞件。所以要正确设置元件厚度。
2 ） PCB 厚度设置错误，若 PCB 实际厚度较薄，但数据库中设置较厚，那么在生产过程中支撑销将无法完全将 PCB 顶起，元件可能在还没达到焊盘位置时就被放下，从而导致飞件。
3 ） PCB 的原因，通常有这样的几个原因：
1 ） PCB 本身问题， PCB 翘曲超出设备允许误差，一般要求如表 1 。
2 ）支撑销放置问题。在做双面贴装 PCB
PCB 向上翘曲，或者支撑销摆放不够均匀，
时，做第二面时，支撑销顶在
PCB 有的部分未顶到从而导致
PCB
PCB
底部元件上，造成
无法完全被顶起。
3 结束语
对机器进行定期维护，更换不良器件， 使之处于最佳工作状态， 亦会减少生产时的故障，在生产
过程中贴片机出现的故障还有许多， 作者介绍只是一些较常见的， 希望能起到一个抛砖引玉的作
用，只要我们在碰到类似的问题时善于分析总结， 找出其产生的根本原因， 那么这些故障的排除，将不会是一件很难的事情。
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