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全自動視覺印刷機的發展趨勢

點擊次數:  更新時間:2016/7/21 17:33:58 

  隨著電子行業的發展,對SMT技術提出了更高的要求,如ROHS的執行,元器件小型化的趨勢,生產效率的提高等。對SMT設備也提出更新的要 求。早在轉塔貼片機風行的時代:整條SMT線的瓶頸是貼片機的速度。自從Fuji NXT的機種出現(特別是手機行業的發展),Cph>120000(MyData的模組化貼片機可高達150000的產能),導致整條SMT線的瓶 頸出現在印刷機,AOI檢測機,回流焊上。

 
     其實全自動視覺印刷機的精度主要取決于幾個印刷機的關鍵部分,
1、圖像定位部分
     圖像定位的好壞取決于定位算法,定位算法也是全自動視覺印刷機的核心算法之一。隨著PCB板的生產效率越來越高,板上的電子元氣件越來越小,對定位的精度 和速度也提出了更高的要求。目前,市場上大多數全自動視覺印刷機的定位算法都是基于圖像灰度,通過自相關匹配來實現的。對于表面均勻度很好的敷銅板來說, 灰度算法可以很好的完成自動定位的功能。但是,越來越多的鍍錫板,鍍金板,柔性PCB板的出現,給灰度定位帶來巨大的挑戰。由于鍍錫,鍍金板的表面均勻度 不是很好,反光率較高,使得PCB板上的Mark點的成像亮度差別極大,增加灰度定位的誤檢率和漏檢率。柔性板由于表面的平整度不好,PCB上Mark點 的成像同樣會有亮度差別大的問題,而且還會使Mark點的大小,形狀發生變化,這些問題都是基于灰度定位算法難于克服的。而基于幾何的定位算法可以很好的 適應上訴的這些問題。
由于市場上的商業幾何定位工具比較貴通常都在萬元左右,考慮到成本上的因素,大多數全自動視覺印刷機上用的都是相對便宜的傳統的基于灰度的定位 工具。GKG的第一代機型也是采用NI基于灰度的定位工具,但目前GKG通過自主研發,已經在所有的機型上都采用了基于幾何的定位工具。通過這項技術改 造,對鍍錫板,鍍金板,柔性PCB板的定位能力得到極大改善,據市場反映可以實現對現有各類型Mark點的完美識別。
 
2、清洗部分
     所有的全自動視覺印刷機都是采用干洗,濕洗和真空清洗這三種方式,全自動視覺印刷機就要擔起自動清洗鋼網,保證印刷品質的作用。隨SMT的發展,間隙小, 速度快,PCB上許多的拉尖,連錫都和清洗有很大關系!自動清洗的好壞直接關系到產品品質的好壞,清洗功能的完善方可實現速度即生產的高效率。2006年 GKG在清洗上進行了重大的改進。獨立的清洗機構,全新的清洗概念,其中包括大力型抽風機的真空吸附系統,更均勻的酒精噴射系統,更高效的清洗方式,可實 現FinePitch印刷的良性持續。
 
3、脫模(Snap-off)方式
     脫模的好壞直接影響到印刷效果,一般全自動視覺印刷機都具有兩種脫模方式(1)“先起刮刀后脫!,使用較為普遍,主要是較為簡單的PCB板;(2)“先脫模后起刮刀”,使用較薄PCB板等;
  GKG針對不同類型的PCB的脫模要求特別設計出三種脫模方式,適用于不同下錫要求的PCB板:
    1)先起刮刀后脫模;
  2)先脫模后起刮刀;
  3)“刮刀先脫離,保持預壓力值,再脫!
  針對于0.3BGA和小間距脫模度專門設計,防止拉尖,堵網眼、少錫等。
  全自動印刷機從使用角度出發:高速穩定是根本要求。而印刷機的Mark點識別是機器的首要因素:若Mark點識別差經常出現Mark點識別不過 而人工干預影響到生產,并需添加相應的操作人員,提高了使用成本。打個比方:4000pcs/天的工作計劃產量;若印刷機識別Mark點的能力為90%, 則有400片PCB需人工干預至少需2小時:2小時對OEM廠可帶來的效益。其次清洗效果若不好。隨SMT的發展,FinePitch對印刷清洗要求會更 高,清洗不干凈直接導致連錫拉尖等問題,影響生產,影響效益。
  
  SMT技術近年來發生了巨大的變化,電子產品朝著小型化,輕型化和高可靠性方向發展,使得表面貼裝電子元器件不斷朝著輕薄微小的高集成化發展.全自動視覺印刷機發展趨勢將會對以下幾方面提出更高的要求:
 。1)CycleTime的要求
從印刷機來說縮短Cycle Time的有效方式:
1.輔助時間的縮短:
    a.  做文件時間(要求程序界面越簡單,特別是做程序文件時的操作越簡單越好,且可在程序運行時對參數進行不停機修改,盡可能實現操作程序的簡單操作)
    b.  換線時間(目前比較流行的換線時間<5Min;可通過對結構的改善,定位方式的簡便操作如Pin針的布置快速方便或自動布置,導軌快速自動調整實現最短的時間來實現最快速的換線時間)
2.正常生產時的過程處理加快:
    a.  合理優化程序執行時序(根據錫膏的特性,板上元器件的分布---調整印刷速度)選擇最合適的印刷速度;脫模速度和行程。
    b.  進出板的速度提高。
    c.  優化清洗速度(按照清洗效果設定清洗頻次和清洗速度,以達到最小的時間占用,提高整個機器的使用率)。
 目前的代表:
    DEK Photon— 采用RTC(Rapid Transit Conveyor)強調4秒的核心周期;
    MPM Accela—強調在上板和定位的過程中可實現鋼網的清洗動作,將清洗所占用的Cycle Time壓縮到最小值。
  GKG目前正研發全新的機種:并行處理清洗和印刷的印刷機---通過2個鋼網的交替使用:一個鋼網做印刷,另外一個做清洗(已在國內,歐州,美 國申請了專利),完全將清洗所占用的CycleTime過濾掉,使得印刷機工作過程中只處理印刷,Cycle Time只同印刷相關;采用快速進板機構和三段式導軌系統,縮短定位時間從而壓縮Cycle Time。
 
(2)精度的要求
  隨SMT發展趨勢:貼裝元件的越來越小,目前很多貼片機對01005,甚至老的貼片機對0201都不可很好的實現貼裝,一旦貼片機可實現此工藝 的大批量生產;對整個印刷機的印刷精度都將是新一輪的競爭---印刷精度的提升。眾所周知:印刷機是整體的精度,而貼片機是對單個元件的執行精度,從整個 機器的運行精度來說:印刷機的運行精度要高于貼片機。隨超細間距的元件的推廣,會導致整個印刷機的控制精度水平上升。目前大家號稱:印刷精度 為±0.025mm;以后或許印刷精度要求達到±0.0125mm,重復印刷精度<0.008mm。會對整個印刷機的設計生產帶來全新的設計和安裝 要求:如直線電機的使用,全閉環伺服控制系統;全鋼性的穩固機構等,使的SMT行業的印刷機朝半導體行業的印刷機的精度靠近:GKG著眼未來已投入大量人 力物力開始研發符合01005等未來SMT發展工藝趨勢的印刷機—GK系列:擁有超高的印刷精度—可達到0.012mm的印刷精度,重復印刷精度達 0.008mm。
 
(3)清洗效果的要求
  SMT線內60%的問題出在印刷方面,而印刷機的主要不穩定因素80%來自清洗。一臺印刷機的清洗系統的效果直接導致印刷品質下降,影響印刷周 期比如人工清洗的干預:隨SMT線的貼裝速度的大幅提高,印刷機的發展趨勢要求人工干預越少越好,表現出自動的延續性從而保證Cycle Time的一致性發揮出。機器設備的最大使用效率。從目前各種品牌的印刷機都沒達到理想的清洗效果:真空吸力,酒精噴射效果,干濕洗的區分,使用時間長會 將酒精噴射口堵住和真空吸力的變弱;清洗機構同鋼網接觸效果可能出現清洗機構同鋼網的假性接觸造成假清洗而造成品質問題;清洗軟件整體邏輯的不完善等等: 目前DEK大力推廣Cyclone的清洗系統。
  GKG在2007-6月份開始推出全新的清洗系統:含X/Y雙向運動的擦拭,基本模擬人工清洗方式;酒精噴管帶保護外罩可實現噴射好酒精后將噴射管保護 起來以免在清洗擦拭過程中擦拭紙同噴管接觸,防止酒精噴管被堵;另外可實現濕洗后的干洗動作實現干濕洗相互使用的動作實現更好的清洗效果;全新的真空吸腔 的升降機構保證每次清洗過程中清洗機構同鋼網的良性接觸;加強型真空吸系統;采用閉環檢測用紙量,使用戶可節省機器使用成本-清洗紙的耗費降低;在 2007-8月份推出加強型:震動清洗-----通過震動將鋼網上Aperture內殘留的錫膏震動出鋼網并由清洗機構帶走。
 
(4)性價比的要求。面對OEM的單價總體下降,各企業會根據產品的要求來選擇印刷設備,在印刷機能完全滿足生產需要的前提下,考慮價格的因素會更多,既會選擇一款高性價比的產品。
現在手動印刷機、半自動印刷機、以及前幾年購買的全自動印刷機已不能完全滿足生產需要,而GKG全自動視覺印刷機具有很好的性能而且價位很具有 很大的優勢。GKG把這塊市場需求作為進入SMT印刷市場的切入點。GKG全自動視覺印刷機由05年的市場銷售40多臺一躍為06年的市場銷售230多 臺。GKG已經成為06年在SMT設備中的一匹黑馬。由于它具有較高的性價比優勢,所以獲得了眾多客戶的青睞,并且已經通過市場的檢驗,得到客戶的認可、 市場的認可!2006年7月15日,GKG全自動視覺印刷機順利通過專家技術鑒定和評審,同年底GKG又榮獲“2006中國SMT產業科技創新成果獎”。
 
  GKG很看重人才,任何行業都是向前發展的,全自動印刷機也是一樣的,那么GKG不會就靠目前的技術,前面提高GKG要有幾項技術性的突破就是靠我們的技術人員。公司目前有21個工程人員,GKG還在加大這一塊的投入,工程將要成為公司最大的部門! 
  2008年全自動視覺印刷機的需求預計會超過去年,GKG以滿足客戶需求為己任,制造出高精度、高性價比的印刷機設備,不斷滿足市場和客戶的需求。


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