随着电子技术不断进步和发展,表面贴片技术(Surface Mount Technology,简称:SMT)行业也取得了飞速的发展。这是小篇为大家整理的smt技术员职称论文，仅供参考!

电子SMT虚拟制造技术的研究篇一

摘 要

本文针对电子产品自动化生产中PCB设计、SMT工艺设计、印刷缺陷、贴片缺陷和焊接缺陷问题，对电子SMT虚拟制造技术进行了研究。主要针对电子产品PCB设计与制造、电子SMT工艺设计与管理、电子SMT虚拟制造系统及其关键技术和SMT技术资格认证四个方面进行研究分析，实践表明，通过电子SMT虚拟制造技术，能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程，了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术，提高表面组装质量和效率。

【关键词】PCB设计 SMT工艺设计 缺陷 虚拟制造技术 资格认证

1 引言

在国内，电子SMT虚拟制造方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的cad/cae/cam和仿真等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统地研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和国内环境的结合上。清华大学cims工程研究中心虚拟制造研究室是国内最早开展虚拟制造研究的机构之一，主要进行了虚拟设计环境软件、虚拟现实、虚拟机床、虚拟汽车训练系统等方面的研究;浙江大学进行了分布式虚拟现实技术、虚拟工作台、虚拟产品装配等研究;西安交大和北航进行了远程智能协同设计研究;西北工业大学进行了虚拟样机的研究。国内在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术方面的研究都很活跃，但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段，与国际的研究水平尚有很大的差距。我国的研究多集中于高等院校和少量的研究所，企业和公司介入的较少。

电子SMT虚拟制造是一门新兴的、综合性的先进制造技术，目前，大部分高职院校设立SMT电子制造相关培训，但无实验设备和条件，即使已有SMT生产线的，也无资金或产品让学生开动生产线，学生只能走马观花式地参观，没有真正得到训练。再有国家劳动部门的职业技能认证也只有电工、电装工、焊接工等低端工种，没有SMT相应的高端工种，影响了学生和企业对电子SMT教育的认同度。在电子类专业工程实训和SMT实际生产中，为了能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程，了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术，建立电子SMT虚拟制造系统和SMT认证培训是最好的解决思路。

2 电子产品PCB设计与制造

包括PCB可制造性分析和PCB设计静态仿真，PCB可制造性分析根椐用户设计的Protel或Mentor电路PCB文件，自动检测出用户设计电路的错误;PCB设计静态仿真直观显示设计的PCB板组装后的情况(基板、器件、焊膏、焊点、胶点)。

3 电子SMT工艺设计与管理

包括SMT工艺设计和仿真、MIS管理，SMT工艺设计和仿真通过PCB设计的Demo板，依据总体设计中元器件数据库、电路布线、工艺材料和现有SMT设备的实际情况来设计SMT生产线工艺流程，根据所设计的工艺流程，对其进行动态仿真，让学生直观选择组装方式，进行设备选择和产能估算，最后确定自动化程度和工艺要求;MIS管理主要包括两方面：一是了解品质管理和国际、国内的SMT标准。二是SMT印刷管理、SMT贴片管理、回流炉管理、SMT文件及资料管理、SMT设备管理。

4 电子SMT虚拟制造系统及其关键技术

包括丝印机、点胶机、贴片机、回流焊机、波峰焊机，AOI检测机等虚拟制造及其关键技术。

电子SMT虚拟制造系统主要在SMT关键设备编程设计和制造之间建立联系，将SMT关键设备的生产过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来，取代传统的试机过程，缩短开发周期、降低成本、提高生产效率。下面以丝印机和贴片机为例：

丝印机主要对主流机型包括MPM、DEK和GKG丝印机进行CAM程式编程，再进行模板设计，最后模拟丝印机的界面、编程过程及控制参数的设置。

贴片机主要对主流机型包括YAMAHA、SAMSUNG、JUKI、FUJI、PANASONIC和SIEMENS贴片机进行编程，贴片机虚拟系统包括模拟编程模块、贴片机2d/3d仿真模块、贴片程序优化模块和贴装数据库模块。贴片编程首先通过EDA电路设计的数据导入确定贴片坐标，然后根据基板信息对标号Fiducial定位，设置Mark点，最后通过输入的元器件信息确定送料器的分配、生成贴装程序并调用程序进行生产动态模拟仿真。

5 SMT技术资格认证培训

包括技术员(中职)、见习工程师(高职)、助理工程师(本科)、工程师(企业)和高级工程师(企业)五个等级的资格认证培训。

考试分专业知识和实际操作两部分，专业知识主要考查考生SMT电子制造的基础知识能力、综合运用能力、以及解决问题的能力。实际操作着重考查考生SMT电子制造实际动手能力。以见习工程师(高职)认证培训为例，培训系统将PCB设计、SMT生产线工艺设计、关键SMT设备编程、加工过程可视化仿真和可制造性评价系统集成，在计算机上以直观、生动、精确的方式模拟出先进电子SMT制造技术。不仅可以使学生进一步掌握EDA电路设计技术，更可以使学生掌握SMT组装技术和各种SMT关键设备技术，彻底改变了传统的一把烙铁学电子的局面。

6 结束语

本文对电子SMT虚拟制造技术进行了研究，针对印刷、贴片、焊接缺陷问题，通过电子产品PCB设计与制造、电子SMT工艺设计与管理、电子SMT虚拟制造系统及其关键技术和SMT技术资格认证四个方面来开展研究分析，实践表明，电子SMT虚拟制造技术能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程，了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术，并对关键SMT设备进行编程操作，将SMT关键设备的生产过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来，缩短开发周期、降低成本、提高表面组装质量和效率。

参考文献

[1]FUJITA Y，KAWAGUCHI H.Full-custom PCB implementation of the FDTD/FIT dedicated computer[J].IEEE Trans Magnetics，2009，45(3)：1100-1103.

[2]裴玉玲，庞佑兵. 基于可制造性设计的PCB协同设计[J].微电子学，2010，40(5)：732-734.

[3]邓北川，申良.SMT回流焊工艺分析及其温控技术实现[J].电子工艺技术，2008，29(1)：30-32.

[4]彭琛，郝秀云，刘克能.Mark点的不良设计对PCB印刷质量的影响[J].工艺与技术，2014，28-31.

SMT贴片工艺技术概述篇二

摘要：在SMT系列技术中，贴片机技术是最体现“高科技、自动化”生产，最具有挑战性的技术;贴片机是典型的高速度、高精度、高效率的专业电子设备;贴片机在整个工艺流程中对生产效率和产品质量具有关键作用。介绍了贴片机的组成，并对贴片机的主要部分传动机构、伺服定位系统、识别系统和传感器做了详细介绍，最后探讨了贴片机的类型。

关键词：SMT贴片工艺;伺服定位系统;传感器

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)010-037-02

随着电子技术与资讯产业的飞跃发展，在电子产品的生产过程中，电子装联的技术装备已从原来的劳动密集型的手工机械操作转为技术密集型的自动化电子装联系统。SMT技术的出现从根本上改变了传统的电装生产形式，成为现代电子装配技术一个新的里程碑。

SMT技术有三大关键工序：印刷一贴片一回流焊。其中贴片由贴片机完成。贴片机是SMT生产线中极其关键的设备之一。它通过吸取一位移一定位一放置等功能，实现了将SMD元件快速而准确地贴装到PCB板所指定的焊盘位置。

1、贴片机组成

贴片机实际上是一种精密的工业机器人，它充分发挥现代精密机械、机电一体、光电结合，以及计算机控制技术的高科技成果，实现高速用是将待贴片的PCB输入传递到贴片机的指定位置，并将贴完度、高精度、智能化的电子组装制造设备。贴片机由以下5个主要部分组成：

贴片头：贴片头是贴片机关键部件，它拾取元件后能在校正系统的控制下自动校正位置，并将元器件准确地贴放到指定的位置。

供料器：将SMC/SMD按照一定规律和顺序提供给贴片头以供准确地拾取，因此在贴片机占有较多的数量和位置。

计算机软硬件：它是贴片机的控制与操作系统，指挥着贴片卓有成效地运行。

2、传动机构

传动机构的作元件的PCB从贴片机输出并传送到表面贴片工艺的下一个设备中去，当进行PCB传入时，该机构要有精确的x、Y和z轴的定位功能，为了完成这个精确的定位功能，贴片机专门设置了一套基准点视觉系统用于完成该机构的视觉定位。

传送机构在轨道上安装有薄而窄的皮带，皮带由安装在轨道边缘的皮带轮带动，皮带轮由安装于轨道内侧的电动机驱动。皮带传送既有从左到右形式，又有从右到做左形式，分为前、中、后3部分，在前后两部分安装有光电传感器，分别感应PCB的输入和传出;在中部装有PCB支撑夹紧机构，以保证贴片过程中PCB的定位;在传动机构中，还可以根据需要调节宽度，以适应不同产品的板宽。

3、伺服系统

伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。它接受来自数控装置的指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。伺服系统是计算机和工作台的联系环节，在工作台运动时起到至关重要的作用。该系统包括了大量的电力电子器件，结构复杂，综合性强。

伺服系统按调节理论分为开环伺服系统，半闭环伺服系统和全闭环伺服系统。一般闭环系统为三环结构：位置环、速度环、电流环。(1)位嚣、速度和电流环均由：调节控制模块、检测和反馈部分组成。

(2)电力电子驱动装置由驱动信号产生电路和功率放大器组成。

(3)严格来说：位置控制包括位置、速度和电流控制;速度控制包括速度和电流的控制。

4、识别系统

4.1 识别系统的原理

识别系统又称视觉对中系统，高性能贴片机普遍采用视觉对中系统。视觉对中系统运用数字图像处理技术，当贴片机上的吸嘴吸取元件后，在移到贴片位置的过程中，由固定在贴片头上的或固定在机身某个位置上的照相机获取图像，并且通过影像探测元件的光密度分布，这些光密度以数字形式再经过照相机上许多细小精密的光敏元件组成CCD光耦阵列，输出0-255级的灰度值。灰度值与光密度成正比，灰度值越大，则数字化图像越清晰。数字化信息经存储、编码、放大、整理和分析，将结果反馈到控制单元，并把处理结果输出到伺服系统中去调整补偿元件吸取的位置偏差，最后完成贴片操作。

4.2 识别系统的种类

视觉系统一般分为俯视、仰视、头部或激光对齐，视位置或摄像机的类型而定。

(1)俯视摄像机在电路板上搜寻目标(称作基准)，以便在组装前将电路板置于正确位置;

(2)仰视摄像机用于在固定位置检测元件，一般采用CCD技术，在安装之前，元件必须移过摄像机上方，以便做视觉对中处理。粗看起来，好象有些耗时。但是，由于贴片头必须移至供料器收集元件，如果摄像机安装在拾取位置(从送料处)和安装位置(板上)之间，视像的获取和处理便可在安装头移动的过程中同时进行，从而缩短贴装时间。

(3)头部摄像机直接安装在贴片头上，一般采用line-sensor技术。在拾取元件移到指定位置的过程中完成对元件的检测，这种技术又称为“飞行对中技术”，它可以大幅度提高贴装效率。该系统由两个模块组成：一个模块是由光源与镜头组成的光源模块。光源采用LED发光二极管与散射透镜，光源透镜组成光源模块。另一个模块为接收模块，采用Line CCD及一组光学镜头组成接收模块。此两个模块分别装在贴片头主轴的两边，与主轴及其它组件组成贴片头。贴片机有几个贴片头，就会有相应的几套视觉系统。

(4)激光对齐是指从光源产生一适中的光束，照射在元件上，来测量元件投射的影响。这种方法可以测量元件的尺寸、形状以及吸嘴中心轴的偏差。这种方法快速，因为不要求从摄像机上方走过。但其主要缺陷是不能对引脚和密间距元件作引脚检查，对片状元件则是一个好选择。

5、传感器

5.1 传感器的定义

能够感受规定的被测量。并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。

传感器的狭义定义：能够把外界非电信息转换成电信号输出的器件。传感器的将来定义：能把外界信息转换成光信号输出的器件。

5.2 传感器的组成

由传感器的严格定义，就可以知道传感器是由敏感元件和变换元件组成。

敏感元件：将无法直接转变为电量的物理量转变为可以直接变为电量的物理量。

转换元件：将非电物理量直接转换为电量。

6、贴片机类型

6.1 拱架型

元件送料器，基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。

该类机型的优势：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。该类机型的缺点：贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。

6.2 转塔型

元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上。工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动180度到贴片位置，在转动过程经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。

该类机型的优势：转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装至5-6个真空吸嘴。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义的高速度。贴装时间可达到0.080.10秒钟一片元件。该类机型的缺点：贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。

参考文献：

[1]王天曦，王豫明，贴片工工艺与设备[M]，北京：电子工业出版社。2008

[2]张文典，实用表面组装技术(第二版)[M]，北京：电子工业出版社，2006

[3]周德俭，表面组装工艺技术[M]，北京：电子工业出版社，2002