העיקרון של מכונת הצבת שבבים

סוג קשת
מזין הרכיבים והמצע (PCB) קבועים, וראש התיקון (עם פיות יניקת ואקום מרובות) נע קדימה ואחורה בין המזין למצע, מוציא את הרכיב מהמזין, מתאים את המיקום והכיוון של הרכיב, ואז מניח אותו על המצע. מכיוון שראש התיקון מותקן על האלומה הנעה קואורדינטות X/Y מסוג קשת, הוא נקרא.
שיטת התאמה של מיקום וכיוון הרכיב של מכונת ההצבה מסוג קשת:
1. התאמת מיקום מכני מרכוז, התאמת כיוון סיבוב הזרבובית. שיטה זו יכולה להשיג דיוק מוגבל ואינה משמשת עוד בדגמים מאוחרים יותר.
2. זיהוי לייזר, התאמת מערכת קואורדינטות X/Y של מיקום, התאמת כיוון סיבוב הזרבובית. שיטה זו יכולה לממש זיהוי במהלך טיסה, אך לא ניתן להשתמש בה עבור רכיבי מערך רשת הכדור BGA.
3. זיהוי מצלמה, התאמת מערכת קואורדינטות X/Y, התאמת כיוון סיבוב הזרבובית. בדרך כלל, המצלמה קבועה, וראש התיקון עף מעל המצלמה לצורך זיהוי הדמיה. זה לוקח קצת יותר זמן מזיהוי לייזר, אבל זה יכול לזהות כל רכיב. ישנן גם מערכות זיהוי מצלמות שיכולות לממש זיהוי במהלך טיסה. יש קורבנות אחרים במבנה המכני.
צורה זו מוגבלת במהירות בגלל המרחק הרב שראש התיקון נע קדימה ואחורה. בדרך כלל, חרירי יניקת ואקום מרובים משמשים לאיסוף חומרים בו זמנית (עד עשרה) ומערכת כפולה משמשת להגברת המהירות. כלומר, ראש התיקון בקורה אחת קולט חומרים בעוד שראש התיקון בקורה השנייה מניח רכיבים. המהירות מהירה כמעט פי שניים ממערכת הקרן הבודדת. עם זאת, ביישומים בפועל קשה להשיג את התנאים לקטיף חומרים בו-זמנית, ויש להחליף רכיבים מסוגים שונים בחרירי יניקה ואקום שונים, וקיים עיכוב זמן בהחלפת פיית היניקה.
היתרונות של מכונה מסוג זה הם: מבנה המערכת פשוט, ניתן להגיע לדיוק גבוה והיא מתאימה לרכיבים בגדלים וצורות שונות, גם לרכיבים בעלי צורה מיוחדת. המזין הוא בצורת רצועות, צינורות ומגשים. הוא מתאים לייצור אצווה קטן ובינוני, וניתן גם לשלב מספר מכונות לייצור בקנה מידה גדול.
סוג צריח
מזין הרכיבים ממוקם על עגלה נעה בעלת קואורדינטה אחת, המצע (PCB) ממוקם על שולחן עבודה שנע במערכת קואורדינטות X/Y, וראש התיקון מותקן על צריח. בזמן העבודה, העגלה מזיזה את מזין הרכיבים למצב איסוף החומר, וזרבובית יניקת הוואקום על ראש התיקון קולטת את הרכיב בעמדת איסוף החומר, מסתובבת למצב התיקון (180 מעלות ממצב איסוף החומר) דרך צריח, ומתאים את המיקום והכיוון של הרכיב במהלך תהליך הסיבוב, ולאחר מכן מניחים את הרכיב על המצע.
שיטה להתאמת המיקום והכיוון של הרכיב:
זיהוי מצלמה, מיקום כוונון מערכת קואורדינטות X/Y, כיוון כיוון סיבוב עצמי של זרבובית, מצלמה קבועה, ראש תיקון עף מעל המצלמה, זיהוי תמונה.
בדרך כלל, ישנם יותר מעשרה עד עשרים ראשי תיקון מותקנים על הצריח, וכל ראש תיקון מותקן עם 2~4 חרירי יניקת ואקום (דגמים מוקדמים יותר) עד 5~6 חרירי יניקה ואקום (דגמים קיימים). בשל מאפייני הצריח, מתעדנת הפעולה, ופעולות הבחירה והשינוי של פיית היניקה, הזזת המזין למצב, איסוף רכיבים, זיהוי רכיבים, התאמת זווית, תנועת שולחן (כולל התאמת מיקום) והצבה. ניתן להשלים את כולם באותו מחזור זמן, כך שהמהירות הגבוהה האמיתית מושגת. מחזור הזמן המהיר ביותר מגיע ל-0.08~0.10 שניות לכל רכיב.
דגם זה מעולה במהירות ומתאים לייצור המוני, אך הוא יכול להשתמש רק ברכיבים ארוזים ברצועות. אם מדובר במעגל משולב גדול וצפוף רגל (IC), לא ניתן להשלים אותו עם אריזת מגש בלבד, כך שזה עדיין תלוי בדגמים אחרים לעבוד יחד. לציוד זה מבנה מורכב והוא יקר. הדגם האחרון הוא כ-US$500,000, שהם יותר מפי שלושה מהסוג הקשת.
הֶרכֵּב
ישנם סוגים רבים של מכונות השמה נוכחיות, אך בין אם מדובר במכונת השמה אוטומטית מלאה או במכונת השמה ידנית במהירות נמוכה, הפריסה הכוללת שלה דומה. מכונת ההשמה האוטומטית היא ציוד אוטומטי בעל דיוק גבוה הנשלט על ידי מחשב, המשלב אופטיקה, מכונות וחשמל. הוא מורכב בעיקר ממסגרת, מנגנון תמסורת ומיסב PCB, מערכת הנעה, מערכת מיקום וריכוז, ראש מיקום, מזין, מערכת זיהוי אופטית, חיישן ומערכת בקרת מחשב. הוא יכול למקם במהירות ובדייקנות רכיבי SMD באמצעות פונקציות כגון ספיגה-תזוזה-מיקום-מיקום.
מִסגֶרֶת
המסגרת היא הבסיס של המכונה. כל ההילוכים, מנגנוני המיקום והמזינים מקובעים עליו היטב, ולכן עליו להיות בעל חוזק מכני וקשיחות מספקים. כיום קיימים סוגים שונים של מסגרות למכונות השמה, בעיקר כולל יציקה אינטגרלית וריתוך פלדה. לסוג הראשון יש שלמות חזקה, קשיחות טובה, דפורמציה קטנה ותפעול יציב, והוא משמש בדרך כלל במכונות יוקרתיות; לסוג השני יש מאפיינים של עיבוד פשוט ועלות נמוכה. המבנה הספציפי של המסגרת שנבחר על ידי המכונה תלוי בעיצוב הכולל וביכולת נשיאת העומס של המכונה. זה צריך להיות יציב, קל וללא רעידות במהלך הפעולה.
מנגנון שינוע ונשיאת PCB
מנגנון השינוע הוא מערכת שינוע חגורה דקה במיוחד המותקנת על מסילת ההובלה. בדרך כלל, החגורה מותקנת על קצה המסלול. תפקידו לשלוח את ה-PCB למיקום שנקבע מראש, ולאחר מכן לשלוח אותו לתהליך הבא לאחר התיקון. מנגנון השינוע מתחלק בעיקר לשני סוגים: אינטגרלי ומפולח. בשיטה האינטגרלית, הכניסה, התיקון והמשלוח של ה-PCB נמצאים תמיד על אותה מסילה מנחה. בלוק הגבול משמש למיקום, סיכת המיקום ממוקמת כלפי מעלה, מנגנון ההידוק משמש להדק את ה-PCB, ומוט התמיכה על לוחית התמיכה נתמך כלפי מעלה כדי להשלים את המיקום והקיבוע של ה-PCB. דיוק המיקום של סיכת המיקום נמוך. כאשר נדרש דיוק גבוה, ניתן להשתמש גם במערכת אופטית, אך זמן המיקום ארוך יותר. הסוג המפולח מחולק בדרך כלל לשלושה חלקים. החלק הראשון אחראי על קבלת ה-PCB מהטכנולוגיה העליונה, הקצה האמצעי אחראי על מיקום והידוק ה-PCB, והחלק האחרון אחראי על שליחת ה-PCB לתהליך הבא. היתרון שלו הוא להפחית את זמן השידור של PCB.
מערכת כונן
מערכת ההנעה היא מבנה מפתח של מכונת ההצבה והאינדיקטור העיקרי להערכת הדיוק של מכונת ההצבה. הוא כולל מבנה תמסורת XYZ ומערכת סרוו. הפונקציות שלו כוללות תמיכה בתנועת ראש המיקום ותמיכה ברמת עומס ה-PCB.