离线编程是指利用离线编程软件和PCB的CAD设计文件在计算机上进行编制程序的工作。离线编程可以节省在线编程时间，从而可以减少贴装机的停机时间，提高设备的利用率，离线编程对多品种小批量生产特别有意义。
离线编程软件一般由两部分组成：CAD转换软件和自动编程并优化软件。 离线编程的步骤： PCB程序数据编辑 自动编程优化并编辑 将数据输入设备 校对检查并备份贴片程序 在贴装机上对优化好的产品程序进行编辑 1．PCB程序数据编辑 PCB程序数据编辑有三种方法：CAD转换;利用贴装机自学编程产生的坐标文件;利用扫描仪产生元件的坐标数据。其中CAD转换最简便、最准确。
（1）CAD数据转换
①CAD转换项目：a.每一步的元件名；b.说明；c.每一步的X、Y坐标和转角T；d.mm/inch转换；e.坐标方向转换；f.角度T的转换；g.比率；h.源点修正值。
②CAD转换操作步骤
a.调出表面组装元器件坐标的文本文件
当文件的格式不符合要求时,需从EXCEL调出文本文件;在弹出的文本导人向导中选分隔符,单击“下一步” ,选“空格”，单击“下一步”,选“文本”，单击“完成”后在EXCEL中显示该文件：通过删除、剪切、和粘贴工具,将文件调整到需要的格式。
b.打开CAD转换软件 c.选择CAD数据格式
如果建立新文件,会弹出一个空白Format Edit窗口;如果编辑现有文件,则弹出一个有数据的格式编辑窗口,然后可以对弹出的格式进行修改和编辑。
d.对照文本文件,输入需要转换的各项数据 e.存盘后即可执行转换
（2）利用贴装机自学编程产生的坐标程序通过软件进行转换和编辑
当没有表面组装元器件坐标的CAD文本文件时,可利用贴装机自学编程产生的贴片坐标,再通过软件进行转换和编辑(软件需要具备文本转换功能)
①转换和编辑条件：a.需要一块没有印刷焊膏的PCB；b.需要表面组装元器件明细表和装配图；c.一张3.5英寸2HD的格式化软盘
②操作步骤
a.利用贴装机自学编程输入元器件的名称、X、Y坐标和转角T,其余参数都可以在自动编程和优化时产生。(如果贴装机自身就装有优化软件,则可直接在贴装机上优化,否则按照以下步骤进行)
b.将贴装机自学编程产生的坐标程序备份到软盘
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c.将贴装机自学编程产生的坐标程序复制到CAD转换软件中l d.将贴装机自学编程产生的坐标程序转换成文本文件 e.对文本文件进行格式编辑 f.转换
（3）利用扫描仪产生元器件的坐标数据(必须具备坐标转换软件) ①把PCB放在扫描仪的适当位置上进行扫描； ②通过坐标转换软件产生PCB坐标文件； 2．自动编程优化并编辑 操作步骤:
打开程序文件输入PCB数据建立元件库自动编程优化并编辑。 ①打开程序文件
按照自动编程优化软件的操作方法,打开已完成CAD数据转换的PCB坐标文件。 ②输入PCB数据
a.输入PCB尺寸:长度X(沿贴装机的X方向)、宽度Y(沿贴装机的Y方向)、厚度T。 b.输入PCB源点坐标:一般X、Y的源点都为0。当PCB有工艺边或贴装机对源点有规定等情况时,应输入源点坐标。
c.输入拼板信息:分别输入X和Y方向的拼板数量、相邻拼板之间的距离；无拼板时,X和Y方向的拼板数量均为1,相邻拼板之间的距离为0。
③对凡是元件库中没有的新元件逐个建立元件库
输入叫元时包装类型所需要的料架类型供料器类型、元器件供料的角度、采 用几号吸嘴等参数,并在元件库中保存。
④自动编程优化并编辑
完成了以上工作后即可按照自动编程优化软件的操作方法进行自动编程优化,然后还要对程序中某些不合理处进行适当的编辑。
3．将数据输入设备
①将优化好的程序复制到软盘 ②再将软盘上的程序输入到贴装机
4．在贴装机上对优化好的产品程序进行编辑 ①调出优化好的程序。
②做PCB Mark和局部Mark的image图像。
③对没有做图像的元器件做图像,并在图像库中登记。 ④对未登记过的元器件在元件库中进行登记。
⑤对排放不合理的多管式振动供料器根据器件体的长度进行重新分配,尽量把器件体长度比较接近的器件安排在同一个料架上。并将料站排放得紧凑一点,中间尽量不要有空闲的料站,这样可缩短拾元件的路程。
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⑥把程序中外形尺寸较大的多引脚窄间距器件例如160条引脚以上的QFP,大尺寸的PLCC、BGA以及长插座等改为Single Pickup单个拾片方式,这样可提高贴装精度。
⑦存盘检查是否有错误信息,根据错误信息修改程序。直至存盘后没有错误信息为止。 5．校对检查并备份贴片程序
①按工艺文件中元器件明细表,校对程序中每一步的元件名称、位号、型号规格是否正确。对不正确处按工艺文件进行修正。
②检查贴装机每个供料器站上的元器件与拾片程序表是否一致。
③在贴装机上用主摄像头校对每一步元器件的x、Y坐标是否与PCB上的元件中心一致,对照工艺文件中元件位置示意图检杏转角T是否正确,对不正确处进行修正。(如果不执行本步骤,可在首件贴装后按照实际贴装偏差进行修正)
④将完全正确的产品程序拷贝到备份软盘中保存。 ⑤校对检查完全正确后才能进行生产 3.3 在线编程
对于已经完成离线编程的产品,可直接调出产品程序，对于没有CAD坐标文件的产品，可采用在线编程。
在线编程是在贴装机上人工输入拾片和贴片程序的过程。拾片程序完全由人工编制并输入，贴片程序是通过教学摄像机对PCB上每个贴片元器件贴装位置的精确摄像，自动计算元器件中心坐标(贴装位置),并记录到贴片程序表中,然后通过人工优化而成。
一、编制拾片程序 1.拾片程序编制内容
在拾片程序表中对每一种贴装元器件输入以下内容: a.元件名,例如2125R 1K；b.输入X、Y、Z拾片坐标修正值；c.输入拾片(供料器料站号)位置；d.输入供料器的规格；e.输入元件的包装形式(如散件、编带、管装、托盘)；f.输入有效性(若有某种料暂不贴时,选Not Available)；g.输入报警数(如输入50,当所用元件数减少为50时,就会有报警信息)
2.拾片程序编制方法
调出空白程序表,由人工编制并逐项输入以上内容。 二、编制贴片程序 1.贴片程序编制内容
（1）输入PCB基准标志(Maker)和局部(某个元器件)基准标志(Mark)的名字、Mark的X、Y坐标、使用的摄像机号、在任务栏中输人Fiducial(基准校正)；
（2）输入每一个贴装元器件的名称(例如2125R lK)； （3）输入元器件位号(例如R1)；
（4）输入器件的型号、规格(例如74HC74)；
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（5）输入每一个贴装元器件的中心坐标X、Y和转角T； （6）输入选用的贴片头号；
（7）选择Fiducial的类型(采用PCB基准或局部基准)； （8）采用几个头同时拾片或单个头拾片方式；
（9）输入是否需要跳步（若程序中某个位号不贴,可在此输入跳步,在贴片过程中,贴装机将自动跳过此步）。
2.Mark以及元器件贴片坐标输入方法
Mark和Chip元件坐标的输入方法可用一点法或两点法,SOIC、QFP等器件的中心坐标输入方法可用两点法或四点法,见图3-2
一点法操作方法:将光标移到X或Y的空白格内点蓝,单击右键,弹出Teaching对话框和一图像显示窗口,用方向箭移动摄像机镜头至Mark(或Chip)焊盘图形处,用十字光标对正Mark(或Chip)焊盘中心位置,按输入键,中心坐标将自动写人x、Y坐标栏内。一点法操作简单快捷,但精确度不够高,可用于一般Chip元件。
二点法操作方法:用方向箭移动摄像机镜头移至Mark(或Chip)焊盘图形处,选择两点法,用十字光标找到Mark(或Chip)焊盘图形的一个角,点击1st,再找到与之相对应的第二个角点击2st,此时机器会计算出Mark(或Chip)焊盘图形的中心,并将中心坐标值自动写入x、y坐标栏内。二点法输入速度略慢一些,但精确度高。
四点法操作方法:用方向箭移动摄像机镜头移至SOIC或QFP焊盘图形处,选择四点法,先照器件的一个对角,找正第一个角点击1st,再找正与之相对应的第二个角点击2st,然后照另一个对角,找正第三个角击点3st,再找正与之相对应的第四个角点击4st,此时机器会计算出SOIC或QFP焊盘图形的中心,并将坐标值自动写人x、Y坐标栏内。
一点法 二点法 四点法
图3-2
三、人工优化原则 1.换吸嘴的次数最少。 2.拾片、贴片路程最短。
3.多头贴装机还应考虑每次同时拾片数量最多。 四、在线编程注意事项
1.输入数据时应经常存盘,以免停电或误操作而丢失数据; 2.输入元器件坐标时可根据PCB元器件位置顺序进行；
3.所输人元器件名称、位号、型号等必须与元件明细和装配图相符；
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4.拾片与贴片以及各种库的元件名要统一;
5.编程过程中,应在同一块PCB上连续完成坐标的输入,重新上PCB或更换新PCB都有可能造成贴片坐标的误差。
6.凡是程序中涉及到的元器件,必须在元件库、包装库、供料器库、托盘库、托盘料架库、图像库建立并登记,各种元器件所需要的吸嘴型号也必须在吸嘴库中登记。
3.4 安装供料器
一、按照离线编程或在线编程编制的拾片程序表将各种元器件安装到贴装机的料站上。 二、安装供料器时必须按照要求安装到位。
三、安装完毕,必须由检验人员检查,确保正确无误后才能进行试贴和生产。 3.5 做基准标志(Mark)和元器件的视觉图像
自动贴装机贴装时,元器件的贴装坐标是以PCB的某一个顶角(一般为左下角或右下角)为源点计算的。而PCB加工时多少存在一定的加工误差,因此在高精度贴装时必须对PCB进行基准校准。
基准校准是通过在PCB上设计基准标志(Mark)和贴装机的光学对中系统进行校准的。 基准标志(Mark)分为PCB基准标志和局部基准标志。见图3-3
图3-3
一、做基准标志(Mark)图象 PCB Mark的作用和PCB基准的原理
1.PCB Mark是用来修正PCB加工误差的。贴片前要给PCB Mark照一个标准图像存入图像库中,并将PCB Mark的坐标录入贴片程序中。贴片时每上一块PCB,首先照PCB Mark,与图像库中的标准图像比较:一是比较每块PCB Mark图像是否正确,如果图像不正确,贴装机则认为PCB的型号错误,会报警不工作;二是比较每块PCB Mark的中心坐标与标准图像的坐标是否一致,如果有偏移,贴片时贴装机会自动根据偏移量(见图5-6中△X、△Y)修正每个贴装元器件的贴装位置。以保证精确地贴装元器件。
2.局部Mark的作用
多引脚窄间距的器件,贴装精度要求非常高,靠PCB Mark不能满足定位要求,需要采用2—4个局部Mark单独定位,以保证单个器件的贴装精度。
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SMT贴片工艺(双面)
