諶建軍

摘要 LED燈由于其節(jié)能、環(huán)保、長壽、安全等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。在SMT課程的教學(xué)中，筆者以5730LED燈珠組成的LED圓形筒燈為項(xiàng)目，進(jìn)行SMT課程教學(xué)實(shí)踐，達(dá)到運(yùn)用全自動(dòng)貼片教學(xué)設(shè)備，進(jìn)行LED燈工業(yè)化生產(chǎn)的良好教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】LED燈 自動(dòng)貼片技術(shù) SMT項(xiàng)目教學(xué) 在線編程

表面組裝技術(shù)SMT（ Surface MountTechnology）是新一代電子組裝技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產(chǎn)的自動(dòng)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(xué)中，LED燈珠的貼裝工藝是具有代表性的一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目實(shí)踐過程如下：

1 自動(dòng)上板

由于圓形筒燈的LED貼片最具有代表性，筒燈的每個(gè)LED位置不一樣，而且每個(gè)貼片有不同的角度，所以以它為項(xiàng)目來教學(xué)。在自動(dòng)上板機(jī)的位置，把鋁基板對準(zhǔn)放有四個(gè)定位點(diǎn)的位置，這樣吸嘴下去的時(shí)候剛好可以吸住鋁基板，把它送與自動(dòng)導(dǎo)軌，第一塊板上板過程結(jié)束。

2 刮焊錫膏

打開軟件，點(diǎn)擊系統(tǒng)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(diǎn)擊自動(dòng)進(jìn)板。自動(dòng)進(jìn)板，工作臺上升到鋼網(wǎng)位置。調(diào)節(jié)鋼網(wǎng)的位置，使鋼網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)小孔位置全部是焊盤的位置，那么它的顏色就會統(tǒng)一為焊盤顏色。完全對準(zhǔn)以后就才可以刮焊膏。刮完焊錫膏以后，就可以點(diǎn)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(jìn)入下一個(gè)流程。

3 SMT在線編程

對于首件，在刮焊膏前，要進(jìn)行LED燈的在線編程工作。因?yàn)楹稿a膏在拿出冰箱，充分?jǐn)嚢韬煤?，要及時(shí)進(jìn)行刮焊膏工序。為了保證刮焊膏質(zhì)量，要第一時(shí)間進(jìn)行貼片工作，所以要提前進(jìn)行首件編程。編程是本項(xiàng)目的重點(diǎn)內(nèi)容。對于一般的條形LED燈，由于所有元件是同一個(gè)方向，所以在編程的時(shí)候就很簡單，只要對一個(gè)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(gè)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(gè)筒燈的這個(gè)鋁基板做項(xiàng)目。這個(gè)板上面每個(gè)筒燈有十個(gè)5730的燈珠，每一個(gè)燈珠的位置角度不一樣，那么總共就有200個(gè)LED貼片參數(shù)要做。編程過程如下：

3.1 制作Mark點(diǎn)

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(diǎn)來進(jìn)行采集。量取鋁基板的長寬厚，將鋁基板放置于進(jìn)板位置。加電、送氣、打開軟件界面。第一次開機(jī)的時(shí)候需要點(diǎn)擊打開電源按鈕，將機(jī)器初始化，所有機(jī)構(gòu)復(fù)位。點(diǎn)擊新建文件按鈕，將鋁基板的參數(shù)長240mm、寬200mm、厚Imm輸入編程軟件，并選擇拼板、兩個(gè)Mark點(diǎn)。加載鋁基板，移動(dòng)教學(xué)相機(jī)方向，使教學(xué)相機(jī)中心點(diǎn)對準(zhǔn)鋁基板左下角的CQ字母，調(diào)節(jié)教學(xué)相機(jī)焦距，使CQ字母邊緣最清晰為止。點(diǎn)擊獲取并保存頭像按鈕，得到Markl點(diǎn)的圖像。同樣的方法，可以獲取右上角Mark2點(diǎn)的清晰圖像。注意，最好不要以焊盤作為Mark點(diǎn)，因?yàn)楹副P上了焊錫膏以后，這個(gè)頭像就不準(zhǔn)確了，定位也就失去了意義。之后選取Markl，點(diǎn)擊到Mark2中心，再選取Mark2，點(diǎn)擊到Markl中心，反復(fù)3次，就可以得到一個(gè)準(zhǔn)確的Mark點(diǎn)之間的角度，為接下來的各元件生成XY坐標(biāo)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(shí)就是貼一種5730燈珠。選取庫信息，再點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)擊保存庫數(shù)據(jù)。再點(diǎn)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(fù)方向?yàn)榻嵌葏⒖?。十個(gè)LED燈珠的方向各不相同，外圈7個(gè)平分360度，內(nèi)圈3個(gè)平分360度。在編程時(shí)不能出錯(cuò)，角度錯(cuò)則會貼偏，角度反則LED燈極性反，造成不亮燈的結(jié)果。先把教學(xué)相機(jī)移到右下角的圓形燈那里。以第一個(gè)燈為基準(zhǔn)，因?yàn)閷τ谶@套SMT設(shè)備來說，右下角為坐標(biāo)原點(diǎn)。如果做完了第一個(gè)筒燈的所有元件參數(shù)，其他筒燈采用拼板復(fù)制就行了。選取貼裝信息，移動(dòng)教學(xué)相機(jī)，對準(zhǔn)第一個(gè)圓形筒燈的最下面那個(gè)元件中心點(diǎn)，點(diǎn)擊獲取中心點(diǎn)按鈕。如果元件太大，可以選擇三點(diǎn)獲取中心點(diǎn)，再點(diǎn)擊增加。點(diǎn)擊編輯按鈕，輸入角度，由于缺口朝上，所以輸入90°，再點(diǎn)擊保存，這時(shí)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(diǎn)擊編輯、庫信息，在材料清單下面點(diǎn)擊下拉菜單，雙擊5730-1，第一個(gè)元件的貼上信息就做完了。移動(dòng)教學(xué)相機(jī)到第二個(gè)元件的中心點(diǎn)，點(diǎn)擊獲取中心點(diǎn)、點(diǎn)擊增加，第二個(gè)元件會默認(rèn)為5730。點(diǎn)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(diǎn)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(gè)元件的貼裝信息做完。為了驗(yàn)證每個(gè)元件的位置與角度，在編輯狀態(tài)下，可以選取任意一個(gè)元件參數(shù)、雙擊，教學(xué)相機(jī)應(yīng)該快速移動(dòng)到該元件中心點(diǎn)，并且觀察貼裝元件的角度線。如果沒有問題了，點(diǎn)擊保存，進(jìn)入下一步的拼板過程。

3.4 拼板設(shè)置

點(diǎn)擊PCB按鈕，這時(shí)候就回到了拼板狀態(tài)。選取PCB/拼板，移動(dòng)教學(xué)相機(jī)到右下角第一個(gè)元件的右上角位置，點(diǎn)擊設(shè)置原點(diǎn)。移動(dòng)教學(xué)相機(jī)到右上角第一個(gè)元件的右上角位置，點(diǎn)擊Y方向，并輸入Y方向元件的數(shù)量4。移動(dòng)教學(xué)相機(jī)到左下角相同組、相同位置元件的右上角位置，點(diǎn)擊X方向，并輸入X方向元件（組）的數(shù)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(shù)量5和4，計(jì)算出筒燈總數(shù)20組后，點(diǎn)擊獲取陣列，點(diǎn)擊完成。這時(shí)候應(yīng)當(dāng)能看到200個(gè)燈珠的貼片信息。為了驗(yàn)證每個(gè)元件的位置與角度，在編輯狀態(tài)下，可以選取任意一個(gè)元件參數(shù)、雙擊，教學(xué)相機(jī)應(yīng)該快速移動(dòng)到該元件中心點(diǎn)。雙擊下一個(gè)元件驗(yàn)證前，如果是保存狀態(tài)，則要按一下ESC鍵，進(jìn)入到編輯狀態(tài)方可，否則會更改參數(shù)，造成兩路參數(shù)代表一個(gè)貼片信息。如果沒有問題了，點(diǎn)擊保存，進(jìn)入下一步的帶式送料器編程過程。

3.5 送料器設(shè)置

點(diǎn)擊帶式送料器按鈕，這邊就出現(xiàn)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(jīng)查分別為16和18站位。雙擊16站位，移動(dòng)教學(xué)相機(jī)到16站位。選擇封裝5730的LED，寬度12mm的送料器，元件數(shù)量給多點(diǎn)，以免不夠用。移動(dòng)教學(xué)相機(jī)到16位的元件位置，注意元件在送料動(dòng)作時(shí)才露出來的。打開送料器開關(guān)，讓元件露出來，點(diǎn)擊圖像區(qū)，調(diào)節(jié)相機(jī)對準(zhǔn)元件中心位置，點(diǎn)擊新獲取XY數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)做好，點(diǎn)擊完成。讓Y軸回到安全位置，點(diǎn)擊軟件右下角關(guān)閉按扭，注意保存，要不所有信息得重做。

4 模擬貼片

先點(diǎn)擊設(shè)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?yàn)橹挥?6和18兩個(gè)站位的元件要2mm吸嘴來工作，其它吸嘴是停止的。設(shè)置完點(diǎn)保存。接下來載入數(shù)據(jù)，選擇剛做好的skm數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊運(yùn)行，檢查一下所有數(shù)據(jù)信息，為防止錯(cuò)誤，選取模擬貼片。點(diǎn)擊檢測數(shù)據(jù)和最初位置開始貼，設(shè)置并調(diào)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(jìn)行實(shí)際貼片工作。

5 實(shí)際貼片

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

6 回流焊操作

打開三相電、開排氣系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，點(diǎn)擊回流焊圖標(biāo)，打開軟件界面。起動(dòng)相關(guān)風(fēng)機(jī)、傳送帶、冷缺風(fēng)機(jī)，再點(diǎn)擊加熱，由于加熱功率很大，一定要先開風(fēng)機(jī)和冷缺系統(tǒng)。等到升溫達(dá)標(biāo)后，指示燈會變綠，開始進(jìn)行回流焊。注意中間不要點(diǎn)擊相關(guān)按扭，以免通訊不良而損壞設(shè)備?；亓骱附Y(jié)束后，采取延時(shí)關(guān)機(jī)，約過10分鐘會自動(dòng)關(guān)停設(shè)備。圖1為編程數(shù)據(jù)，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(jié)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(guī)范。實(shí)操中小組長負(fù)責(zé)本組成員輔導(dǎo)工作，教師針對生產(chǎn)線設(shè)備操作情況作指導(dǎo)。要求學(xué)生對印刷和焊接工藝不達(dá)標(biāo)處進(jìn)行改進(jìn)，對不合格編程數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。通過該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生對于各類型LED燈的貼片編程有所掌握，也為學(xué)習(xí)其它電路SMT技術(shù)打基礎(chǔ)，總之，采用這種項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐，將SMT技術(shù)在“做中學(xué)”，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有顯著作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王林發(fā)，郭雪瑩，項(xiàng)目教學(xué)的方案與實(shí)施[M].福建教育出版社，2016 （09）.

[2]尤風(fēng)翔，張猛.LED照明設(shè)計(jì)與封裝技術(shù)應(yīng)用[M]，世界圖書出版公司，2 015 （10）.

[3]何麗海.SMT基礎(chǔ)與工藝[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011（09）.

[4]夏玉果.SMT生產(chǎn)工藝項(xiàng)目化教程[M]，電子工業(yè)出版社，2016 （08）.

[5]顧靄云，表面組裝技術(shù)（ SMT）基礎(chǔ)與通用工藝[M].電子工業(yè)出版社，2014 （01）.