LED燈自動貼片技術在SMT課程中的實踐

諶建軍

摘要 LED燈由于其節能、環保、長壽、安全等優點，現已得到廣泛應用。在SMT課程的教學中，筆者以5730LED燈珠組成的LED圓形筒燈為項目，進行SMT課程教學實踐，達到運用全自動貼片教學設備，進行LED燈工業化生產的良好教學效果。

【關鍵詞】LED燈 自動貼片技術 SMT項目教學 在線編程

表面組裝技術SMT（ Surface MountTechnology）是新一代電子組裝技術，它實現了電子產品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產的自動化。將這些元器件裝配到電路上的工藝稱為SMT工藝。在SMT課程教學中，LED燈珠的貼裝工藝是具有代表性的一個項目，該項目實踐過程如下：

1 自動上板

由于圓形筒燈的LED貼片最具有代表性，筒燈的每個LED位置不一樣，而且每個貼片有不同的角度，所以以它為項目來教學。在自動上板機的位置，把鋁基板對準放有四個定位點的位置，這樣吸嘴下去的時候剛好可以吸住鋁基板，把它送與自動導軌，第一塊板上板過程結束。

2 刮焊錫膏

打開軟件，點擊系統配置、模擬出板，模擬出板之后，電路板會移到軌道的最左邊，再點擊自動進板。自動進板，工作臺上升到鋼網位置。調節鋼網的位置，使鋼網的小孔與電路板的小孔充分對齊。注意，如果沒對齊就能夠看到鋼網與電路板中間有白色的部分，看不到全部焊盤。如果完全對齊，看到的鋼網小孔位置全部是焊盤的位置，那么它的顏色就會統一為焊盤顏色。完全對準以后就才可以刮焊膏。刮完焊錫膏以后，就可以點擊到處板位置的按鈕，刮完焊錫膏的板就順著軌道到了出板的位置，等待進入下一個流程。

3 SMT在線編程

對于首件，在刮焊膏前，要進行LED燈的在線編程工作。因為焊錫膏在拿出冰箱，充分攪拌好后，要及時進行刮焊膏工序。為了保證刮焊膏質量，要第一時間進行貼片工作，所以要提前進行首件編程。編程是本項目的重點內容。對于一般的條形LED燈，由于所有元件是同一個方向，所以在編程的時候就很簡單，只要對一個LED燈或者一小單元LED燈做貼片信息就行了，在此不做講解。而對于圓形筒燈，由于每個元件的位置和方向都不一樣，所以難度變大，但也是最具代表性的。接下來以4乘以5總共20個筒燈的這個鋁基板做項目。這個板上面每個筒燈有十個5730的燈珠，每一個燈珠的位置角度不一樣，那么總共就有200個LED貼片參數要做。編程過程如下：

3.1 制作Mark點

首先量取這塊鋁基板的長和寬，長是240mm寬是200mm，厚度為2mm。選取左下角的cQ字母和右上角的cQ字母為Mark點來進行采集。量取鋁基板的長寬厚，將鋁基板放置于進板位置。加電、送氣、打開軟件界面。第一次開機的時候需要點擊打開電源按鈕，將機器初始化，所有機構復位。點擊新建文件按鈕，將鋁基板的參數長240mm、寬200mm、厚Imm輸入編程軟件，并選擇拼板、兩個Mark點。加載鋁基板，移動教學相機方向，使教學相機中心點對準鋁基板左下角的CQ字母，調節教學相機焦距，使CQ字母邊緣最清晰為止。點擊獲取并保存頭像按鈕，得到Markl點的圖像。同樣的方法，可以獲取右上角Mark2點的清晰圖像。注意，最好不要以焊盤作為Mark點，因為焊盤上了焊錫膏以后，這個頭像就不準確了，定位也就失去了意義。之后選取Markl，點擊到Mark2中心，再選取Mark2，點擊到Markl中心，反復3次，就可以得到一個準確的Mark點之間的角度，為接下來的各元件生成XY坐標做參照。

3.2 制作庫信息

庫信息就是說這電路板是貼什么元件，圓形筒燈其實就是貼一種5730燈珠。選取庫信息，再點擊元件封裝，如果沒有5730，就要新建元件。輸入封裝名稱5730，再點增加，在備注欄輸入l，順便選取2mm的吸嘴。輸入元件長度5.7mm、寬度3.Omm、高度l.Omm、閥值90%，極性選擇是，類型為LED。點擊保存庫數據。再點擊插入到材料清單，庫信息完成。

3.3 采集貼裝信息

貼裝信息就是元件的位置和角度。以焊盤缺口方向，即LED燈的負方向為角度參考。十個LED燈珠的方向各不相同，外圈7個平分360度，內圈3個平分360度。在編程時不能出錯，角度錯則會貼偏，角度反則LED燈極性反，造成不亮燈的結果。先把教學相機移到右下角的圓形燈那里。以第一個燈為基準，因為對于這套SMT設備來說，右下角為坐標原點。如果做完了第一個筒燈的所有元件參數，其他筒燈采用拼板復制就行了。選取貼裝信息，移動教學相機，對準第一個圓形筒燈的最下面那個元件中心點，點擊獲取中心點按鈕。如果元件太大，可以選擇三點獲取中心點，再點擊增加。點擊編輯按鈕，輸入角度，由于缺口朝上，所以輸入90°，再點擊保存，這時可以觀察貼裝元件的角度線是否與元件方向一致，否則重新改變角度。

由于沒有顯示封裝信息，所以再點擊編輯、庫信息，在材料清單下面點擊下拉菜單，雙擊5730-1，第一個元件的貼上信息就做完了。移動教學相機到第二個元件的中心點，點擊獲取中心點、點擊增加，第二個元件會默認為5730。點擊編輯按鈕，輸入角度，由于缺口朝左上，并且相差約52度，所以輸入142°，再點擊保存，觀察貼裝元件的角度線是否與元件方向一致，否則重新改變角度。同樣的方法，可以把第3到第10個元件的貼裝信息做完。為了驗證每個元件的位置與角度，在編輯狀態下，可以選取任意一個元件參數、雙擊，教學相機應該快速移動到該元件中心點，并且觀察貼裝元件的角度線。如果沒有問題了，點擊保存，進入下一步的拼板過程。

3.4 拼板設置

點擊PCB按鈕，這時候就回到了拼板狀態。選取PCB/拼板，移動教學相機到右下角第一個元件的右上角位置，點擊設置原點。移動教學相機到右上角第一個元件的右上角位置，點擊Y方向，并輸入Y方向元件的數量4。移動教學相機到左下角相同組、相同位置元件的右上角位置，點擊X方向，并輸入X方向元件（組）的數量5。選擇所有元件，軟件右上角輸入框中同樣輸入XY方向元件數量5和4，計算出筒燈總數20組后，點擊獲取陣列，點擊完成。這時候應當能看到200個燈珠的貼片信息。為了驗證每個元件的位置與角度，在編輯狀態下，可以選取任意一個元件參數、雙擊，教學相機應該快速移動到該元件中心點。雙擊下一個元件驗證前，如果是保存狀態，則要按一下ESC鍵，進入到編輯狀態方可，否則會更改參數，造成兩路參數代表一個貼片信息。如果沒有問題了，點擊保存，進入下一步的帶式送料器編程過程。

3.5 送料器設置

點擊帶式送料器按鈕，這邊就出現了1到26的站位，由于筒燈的元件都是5730。在送料器位置，先要確定5730元件在什么站位，經查分別為16和18站位。雙擊16站位，移動教學相機到16站位。選擇封裝5730的LED，寬度12mm的送料器，元件數量給多點，以免不夠用。移動教學相機到16位的元件位置，注意元件在送料動作時才露出來的。打開送料器開關，讓元件露出來，點擊圖像區，調節相機對準元件中心位置，點擊新獲取XY數據后確定，16站位的元件封裝信息就出來了。還要添加吸嘴信息，雙擊吸嘴信息處，選擇2mm吸嘴，同樣的方法，把18站位的數據做好，點擊完成。讓Y軸回到安全位置，點擊軟件右下角關閉按扭，注意保存，要不所有信息得重做。

4 模擬貼片

先點擊設置，選取送料器測試，修改1到6號吸嘴，將4和6號定為2mm吸嘴，其它不用2mm就行了。因為只有16和18兩個站位的元件要2mm吸嘴來工作，其它吸嘴是停止的。設置完點保存。接下來載入數據，選擇剛做好的skm數據，點擊運行，檢查一下所有數據信息，為防止錯誤，選取模擬貼片。點擊檢測數據和最初位置開始貼，設置并調整好PCB板，蓋好上蓋板，就可以觀察模擬貼片了。在正式貼片前，也可以在PCB板的部分位置用雙面膠來檢測貼少量元件，若貼裝合格，再刮焊膏，進行實際貼片工作。

5 實際貼片

模擬貼片合格后，進行首件貼片工作，將鋁基板刮好焊膏，送入全自動貼片機進行貼片。若中間出現元件吸取問題，可以暫停檢查，再繼續貼片工作。貼好檢查無誤后送入回流焊機進行加熱焊接工作。

6 回流焊操作

打開三相電、開排氣系統和計算機，點擊回流焊圖標，打開軟件界面。起動相關風機、傳送帶、冷缺風機，再點擊加熱，由于加熱功率很大，一定要先開風機和冷缺系統。等到升溫達標后，指示燈會變綠，開始進行回流焊。注意中間不要點擊相關按扭，以免通訊不良而損壞設備。回流焊結束后，采取延時關機，約過10分鐘會自動關停設備。圖1為編程數據，圖2為貼片過程，圖3為貼片回流焊后長條燈和圓形筒燈效果。

7 結束語

課堂中通過分組觀看貼片在線或離線編程，明確貼片藝要求及安全操作規范。實操中小組長負責本組成員輔導工作，教師針對生產線設備操作情況作指導。要求學生對印刷和焊接工藝不達標處進行改進，對不合格編程數據進行修改。通過該項目的學習實踐活動，學生對于各類型LED燈的貼片編程有所掌握，也為學習其它電路SMT技術打基礎，總之，采用這種項目教學實踐，將SMT技術在“做中學”，對于提高學生的學習興趣有顯著作用。

參考文獻

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