PLC在SOT一23晶體管封裝設(shè)備改造中應(yīng)用
發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：120
摘要：文章以南韓自動(dòng)粘片機(jī)為研究對(duì)象.重點(diǎn)闡述了應(yīng)用PLC進(jìn)行設(shè)備改造。完成了產(chǎn)品升級(jí)換代。現(xiàn)場(chǎng)使用表明，該設(shè)備改造投資少，效益大.運(yùn)行可靠。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)粘片機(jī);PLC;設(shè)備改造
0引言
近年來(lái)，電子產(chǎn)品越來(lái)越小型化，對(duì)電子器件的外形尺寸要求也越來(lái)越高，SOT.23就是晶體管小型化中的一種封裝，其外形只有一粒米大小，被廣泛地應(yīng)用在平板電視、手提電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。自動(dòng)粘片機(jī)是SOT一23封裝中的關(guān)鍵設(shè)備，目前設(shè)備完全依賴(lài)進(jìn)口，一臺(tái)設(shè)備動(dòng)輒幾十萬(wàn)，甚至上百萬(wàn)元，讓很多生產(chǎn)TO.92封裝的企業(yè)對(duì)投資SoT-23望而卻步，因此改造現(xiàn)有設(shè)備，使產(chǎn)品升級(jí)換代就顯得頗為迫切與重要。
SOT一23封裝與TO一92封裝的主要區(qū)別在于：TO-92封裝采用條狀框架，框架硬，焊盤(pán)大，粘結(jié)一個(gè)芯片之后就必須進(jìn)位一次，SOT一23封裝則常采用卷帶框架，框架軟，焊盤(pán)小，且框架容易氧化，通常粘結(jié)幾個(gè)芯片之后才進(jìn)位一次。南韓KDB-140自動(dòng)粘片機(jī)原來(lái)生產(chǎn)TO一92封裝，為了能生產(chǎn)SOT一23封裝，必須在設(shè)備原有基礎(chǔ)上進(jìn)行主機(jī)結(jié)構(gòu)與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
1主機(jī)結(jié)構(gòu)
KDB一140生產(chǎn)TO一92時(shí)，條狀框架從上料器中逐排分離出來(lái)，然后進(jìn)入軌道，粘結(jié)完芯片之后，進(jìn)入卸料器，以便送到下工序中。生產(chǎn)SOT·23時(shí)，盤(pán)狀卷帶框架慢慢釋放，進(jìn)入封閉軌道中，粘結(jié)完芯片以后在自動(dòng)切斷機(jī)中切成條狀，然后再送到下道工序。由于框架不同，生產(chǎn)TO一92時(shí)的上料器、軌道和卸料器都要被拆除，重新設(shè)計(jì)放帶機(jī)構(gòu)和封閉軌道。
1.1放帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
SOT一23框架厚為0.1mm，非常柔軟，一般是卷在一個(gè)塑料筒軸心上，為了防止框架變形，每層框架之間用一層紙隔開(kāi)。工作時(shí)將卷帶插在一個(gè)交流電機(jī)帶動(dòng)的軸上，框架一頭伸進(jìn)封閉軌道內(nèi)，由進(jìn)料器電機(jī)拖動(dòng)框架向前運(yùn)動(dòng)，卷紙一頭盤(pán)繞在由力矩電機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán)上，力矩電機(jī)一直通電。當(dāng)上極限傳感器感應(yīng)到框架時(shí)，交流電機(jī)動(dòng)作，卷帶緩慢地釋放出來(lái)，同時(shí)力矩電機(jī)開(kāi)始收緊紙帶，直到下極限傳感器感應(yīng)到框架，交流電機(jī)和力矩電機(jī)才停止運(yùn)動(dòng)。為了防止框架釋放進(jìn)程中，由于卷帶盤(pán)卷得太緊或太松，造成框架釋放不出來(lái)，或一次釋放得太多，造成框架變形，在框架釋放路徑上設(shè)置了2個(gè)接地傳感器，平時(shí)處于高電位，當(dāng)框架碰到任一個(gè)接地傳感器時(shí)，相應(yīng)傳感器變成零電位，機(jī)器立即停機(jī)報(bào)警，整個(gè)放帶機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2封閉軌道的設(shè)計(jì)
SOT·23框架平放在封閉軌道內(nèi)，在軌道出口處有一個(gè)伺服電機(jī)，當(dāng)一列框架完成芯片粘結(jié)后，電機(jī)立即運(yùn)轉(zhuǎn)，拖動(dòng)框架迅速向前運(yùn)動(dòng)，在軌道入口處安裝了一個(gè)對(duì)射型光纖傳感器，當(dāng)框架前進(jìn)一個(gè)節(jié)距時(shí)，光纖傳感器感應(yīng)到框架的定位孔，立即控制電機(jī)停止。SOT·23封裝一般在410-45013的高溫下采用共晶粘結(jié)，框架在高溫下極易氧化，因此在封閉軌道內(nèi)按19：1的比例通AN，和H，混合氣體，保護(hù)框架不被氧化，整個(gè)封閉軌道的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1硬件結(jié)構(gòu)
KDB一140自動(dòng)粘片機(jī)原有的上料器、軌道和卸料器在開(kāi)機(jī)和運(yùn)行過(guò)程中，有自檢和運(yùn)動(dòng)，它們與整機(jī)運(yùn)行之間有一定的時(shí)序和配合關(guān)系?，當(dāng)這3部分被拆除之后，由于其相應(yīng)的控制電路和程序與整機(jī)固化連接在一起，不能更改。因此需要通過(guò)PLC來(lái)接收傳感器的信號(hào)，并按照整機(jī)運(yùn)行時(shí)的時(shí)序要求，及時(shí)將信號(hào)反饋給粘片機(jī)，使自動(dòng)粘片機(jī)能正常運(yùn)行。
由于一般PLC采用DC24V電源，粘片機(jī)控制電壓使用DC5V電源，為了防止干擾，保證粘片機(jī)動(dòng)作可靠，對(duì)PLC與粘片機(jī)之間的信號(hào)連接采用P521進(jìn)行光電隔離。新增加的放帶機(jī)構(gòu)和封閉軌道的進(jìn)位電機(jī)運(yùn)動(dòng)也由PLC控制，放帶機(jī)構(gòu)的任務(wù)是保證在框架不變形的基礎(chǔ)上，及時(shí)為進(jìn)位電機(jī)進(jìn)位提供框架。為了配合整機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)序，進(jìn)位電機(jī)的起始信號(hào)取自原機(jī)的條狀框架進(jìn)位信號(hào)，由于原機(jī)的進(jìn)位信號(hào)為5V的脈沖信號(hào)，脈沖時(shí)間為200ms，為了防止信號(hào)干擾產(chǎn)生誤動(dòng)作，PLC通過(guò)光電隔離對(duì)原機(jī)的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)數(shù)到5個(gè)脈沖之后，PLC以更高的頻率給封閉軌道進(jìn)位電機(jī)發(fā)出脈沖指令，力保在200ms之內(nèi)，光纖傳感器能感應(yīng)到框架的定位孔，從而能按照時(shí)序要求準(zhǔn)確地進(jìn)位，PLC接口及硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。
由于PLC需要對(duì)原機(jī)進(jìn)位高頻脈沖計(jì)數(shù)，并要發(fā)出更高頻率的脈沖信號(hào)，根據(jù)輸入輸出總點(diǎn)數(shù)，實(shí)際選用FXlN-。oMT PLC，其高速計(jì)數(shù)器可以捕獲60kHz的脈沖，高速輸出響應(yīng)達(dá)到100kHzl21。
2.2程序設(shè)計(jì)
KDB-140粘片機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，按順序?qū)λ袀鞲衅鳡顟B(tài)都要進(jìn)行檢測(cè)，各運(yùn)動(dòng)部件相應(yīng)地回到原位，當(dāng)檢測(cè)到上料器、軌道和卸料器時(shí)，PLC發(fā)出信號(hào)給對(duì)應(yīng)的傳感器接口，使自動(dòng)粘片機(jī)主機(jī)認(rèn)為相應(yīng)部分的動(dòng)作已經(jīng)完成，開(kāi)始下一部分檢測(cè)，直至所有部分檢測(cè)完畢，進(jìn)到工作狀態(tài)。
自動(dòng)運(yùn)行中，當(dāng)PLC檢測(cè)到粘片機(jī)5個(gè)進(jìn)位脈沖信號(hào)時(shí)，立即發(fā)出高頻脈沖，使框架在封閉軌道內(nèi)迅速行進(jìn)一個(gè)節(jié)距，以便粘結(jié)芯片;當(dāng)SOT.23框架行進(jìn)到接近放帶機(jī)構(gòu)上極限傳感器時(shí)，放帶機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作，將框架源源不斷地釋放出來(lái)，直到下極限傳感器感應(yīng)到框架才停止，如此不斷循環(huán)，整個(gè)控制流程如圖4所示。
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3結(jié)論
一臺(tái)設(shè)備改造總共約需5萬(wàn)元人民幣，機(jī)器產(chǎn)能與產(chǎn)品質(zhì)量維持原有水平，機(jī)器開(kāi)機(jī)、操作過(guò)程不變，運(yùn)行可靠，滿足了企業(yè)產(chǎn)品升級(jí)換代的需要，具有進(jìn)一步的推廣價(jià)值，現(xiàn)已有多臺(tái)同類(lèi)型的設(shè)備改造后投入生產(chǎn)。了解更多PLC技術(shù)、資訊、分析報(bào)告文章，請(qǐng)點(diǎn)擊查看http://plc.jlck.cn/ 2011年P(guān)LC企業(yè)“爆”團(tuán)，新鮮技術(shù)全接觸。
