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在 SMT 加工過程中，拋料率高是一個較為常見且會對生產(chǎn)效率和成本產(chǎn)生顯著影響的問題。拋料指的是貼片機在吸取元器件后，未能將其準確放置在 PCB 板指定焊盤位置而將其丟棄的現(xiàn)象。以下將詳細闡述造成拋料率高的原因。
一、元器件相關因素

1. 元器件尺寸與形狀偏差
   • 元器件在生產(chǎn)制造過程中可能存在尺寸公差超標的情況。例如，貼片電阻或電容的實際長度、寬度或厚度與標稱值偏差較大，超出了貼片機視覺系統(tǒng)的識別范圍。對于一些精密貼裝的場合，即使是微小的尺寸偏差，如 0.1mm 的差異，都可能導致貼片機無法準確識別和抓取元器件，從而引發(fā)拋料。
   • 異形元器件的形狀不規(guī)則也會造成拋料。比如某些定制的特殊封裝芯片，其引腳分布不均勻或外形獨特，貼片機的吸嘴在吸取和定位時難以精確對準，增加了拋料的風險。
2. 元器件引腳變形
   • 元器件引腳在運輸、存儲過程中容易受到外力擠壓或碰撞而變形。例如，在長途運輸過程中，如果包裝不當，引腳可能被擠壓彎曲。變形的引腳會使吸嘴在吸取時無法牢固抓取元器件，或者在放置過程中無法與焊盤正確匹配，導致拋料。即使是輕微的引腳彎曲，也可能影響貼裝的準確性，尤其是對于引腳間距較小的元器件，如 QFP 封裝芯片，引腳變形更容易引發(fā)拋料。
3. 元器件可焊性不良
   • 元器件引腳表面的可焊性涂層質(zhì)量不佳會導致拋料。如果涂層不均勻、厚度不足或存在氧化、污染等情況，焊錫在回流焊時難以與引腳良好結(jié)合，貼片機在檢測到焊接可能存在問題時，會將該元器件拋料。例如，一些庫存時間較長的元器件，其引腳可焊性涂層可能因長時間暴露在空氣中而氧化，降低了可焊性，進而增加拋料率。

二、貼片機相關因素

1. 吸嘴問題
   • 吸嘴的型號與元器件不匹配是常見原因之一。如果吸嘴內(nèi)徑過大，吸取元器件時無法提供足夠的吸附力，容易導致元器件在移動過程中掉落；反之，吸嘴內(nèi)徑過小則可能無法完全覆蓋元器件，造成吸取不穩(wěn)定。例如，在貼裝不同尺寸的芯片時，需要更換相應規(guī)格的吸嘴，若未及時更換或選錯吸嘴，拋料率會顯著升高。
   • 吸嘴磨損或堵塞也會影響吸取效果。長時間使用后，吸嘴邊緣可能會磨損，導致密封性能下降，吸附力減弱。此外，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的灰塵、錫膏殘留等雜質(zhì)可能堵塞吸嘴，使吸嘴無法正常吸取元器件，從而引發(fā)拋料。
2. 視覺系統(tǒng)故障
   • 貼片機的視覺系統(tǒng)用于識別元器件的位置、形狀和極性等信息。如果視覺系統(tǒng)的攝像頭分辨率不足，無法清晰地捕捉元器件的細節(jié)，就可能導致識別錯誤，進而拋料。例如，對于一些微小的 0201 封裝元器件，低分辨率的攝像頭可能無法準確識別其引腳位置，將其誤判為不合格元器件而拋料。
   • 視覺系統(tǒng)的光源設置不當也會影響識別精度。光線過強或過弱、光照不均勻等情況都可能使元器件在圖像中的特征不明顯，增加識別難度。例如，在檢測表面反光較強的元器件時，如果光源角度不合適，會產(chǎn)生反光干擾視覺系統(tǒng)的識別，導致拋料。
3. 貼片機精度下降
   • 貼片機的機械運動部件在長期使用后會出現(xiàn)磨損，如絲桿、導軌等。這些部件的磨損會導致貼片機的 X、Y 軸運動精度下降，使吸嘴在移動過程中無法準確到達預定位置，從而造成元器件放置偏差，引發(fā)拋料。例如，當絲桿的螺距誤差增大時，吸嘴在 X 軸方向的定位精度會受到影響，可能將元器件放置在錯誤的位置而拋料。
   • 貼片機的校準不準確也是導致精度下降的原因之一。如果定期校準工作不到位，貼片機的坐標原點、旋轉(zhuǎn)中心等參數(shù)出現(xiàn)偏差，會使整個貼裝過程的精度降低，拋料率升高。

三、PCB 相關因素

1. PCB 定位不準確
   • PCB 在貼片機工作臺上的定位方式主要有機械定位（如定位銷）和光學定位（如基準點識別）。如果定位銷磨損或變形，會導致 PCB 定位不準確，與貼片機的坐標系統(tǒng)不匹配。例如，定位銷直徑變小，無法緊密插入 PCB 的定位孔，使 PCB 在貼裝過程中發(fā)生偏移，元器件無法準確放置在焊盤上，從而拋料。
   • PCB 基準點設計不合理或制作不清晰也會影響定位精度?；鶞庶c尺寸過小、顏色對比度低或表面有污染等情況，會使貼片機的視覺系統(tǒng)難以準確識別，導致 PCB 定位偏差，增加拋料率。
2. PCB 翹曲變形
   • PCB 在制造過程中由于熱應力、機械應力等原因可能會發(fā)生翹曲變形。翹曲的 PCB 表面不平整，在貼裝時會使元器件與焊盤之間的距離不一致，吸嘴難以將元器件準確放置在焊盤上，容易造成拋料。例如，對于大面積的多層 PCB，如果層壓工藝控制不當，在后續(xù)加工過程中就可能出現(xiàn)明顯的翹曲變形，嚴重影響貼裝精度。

四、生產(chǎn)環(huán)境與工藝因素

1. 靜電干擾
   • 在 SMT 加工車間，如果靜電防護措施不到位，靜電可能會吸附灰塵等雜質(zhì)到元器件表面，影響其可焊性和貼裝精度。同時，靜電放電可能會干擾貼片機的電子控制系統(tǒng)，導致貼片機誤動作，增加拋料率。例如，在干燥的環(huán)境中，人體、設備和物料容易產(chǎn)生靜電積累，如果沒有良好的接地和靜電消除設備，靜電問題會較為突出。
2. 溫度和濕度控制不當
   • 生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度對 SMT 加工有重要影響。如果溫度過高或過低，會影響焊錫膏的粘度和流動性，進而影響元器件的貼裝和焊接效果。例如，在高溫環(huán)境下，焊錫膏可能會過快軟化，導致元器件在貼裝過程中發(fā)生位移；在低溫環(huán)境下，焊錫膏粘度增大，吸嘴吸取和放置元器件時阻力增大，容易拋料。
   • 濕度過高會使元器件受潮，引腳可焊性變差，同時也可能導致 PCB 吸水膨脹，影響貼裝精度；濕度過低則容易產(chǎn)生靜電。一般來說，SMT 加工車間的溫度宜控制在 20 - 25℃，濕度控制在 40% - 60%。
3. 焊錫膏印刷質(zhì)量
   • 焊錫膏印刷量過多或過少都會導致拋料。印刷量過多時，元器件在貼裝后可能會被過多的焊錫膏頂起，導致位置偏移，貼片機檢測到異常后會拋料；印刷量過少則可能使元器件引腳與焊盤之間的附著力不足，在貼片機移動過程中元器件掉落。例如，當印刷模板的開口尺寸設計不合理或印刷壓力、刮刀速度等參數(shù)設置不當，就會出現(xiàn)焊錫膏印刷質(zhì)量問題，進而引發(fā)拋料。

總結(jié)：SMT 加工中拋料率高是由多種因素共同作用的結(jié)果。為降低拋料率，需要從元器件質(zhì)量控制、貼片機維護與校準、PCB 設計與加工、生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化和工藝參數(shù)調(diào)整等多個方面入手，進行全面的管理和改進。只有這樣，才能提高 SMT 加工的效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，滿足電子產(chǎn)品日益增長的生產(chǎn)需求。