PLC在SOT一23晶體管封裝設(shè)備改造中應用
發(fā)布日期：2022-10-09 點擊率：104
摘要：文章以南韓自動粘片機為研究對象.重點闡述了應用PLC進行設(shè)備改造。完成了產(chǎn)品升級換代。現(xiàn)場使用表明，該設(shè)備改造投資少，效益大.運行可靠。
關(guān)鍵詞：自動粘片機;PLC;設(shè)備改造
0引言
近年來，電子產(chǎn)品越來越小型化，對電子器件的外形尺寸要求也越來越高，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，被廣泛地應用在平板電視、手提電腦、手機等電子產(chǎn)品中。自動粘片機是SOT一23封裝中的關(guān)鍵設(shè)備，目前設(shè)備完全依賴進口，一臺設(shè)備動輒幾十萬，甚至上百萬元，讓很多生產(chǎn)TO.92封裝的企業(yè)對投資SoT-23望而卻步，因此改造現(xiàn)有設(shè)備，使產(chǎn)品升級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，焊盤大，粘結(jié)一個芯片之后就必須進位一次，SOT一23封裝則常采用卷帶框架，框架軟，焊盤小，且框架容易氧化，通常粘結(jié)幾個芯片之后才進位一次。南韓KDB-140自動粘片機原來生產(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)上進行主機結(jié)構(gòu)與自動控制系統(tǒng)設(shè)計。
1主機結(jié)構(gòu)
KDB一140生產(chǎn)TO一92時，條狀框架從上料器中逐排分離出來，然后進入軌道，粘結(jié)完芯片之后，進入卸料器，以便送到下工序中。生產(chǎn)SOT·23時，盤狀卷帶框架慢慢釋放，進入封閉軌道中，粘結(jié)完芯片以后在自動切斷機中切成條狀，然后再送到下道工序。由于框架不同，生產(chǎn)TO一92時的上料器、軌道和卸料器都要被拆除，重新設(shè)計放帶機構(gòu)和封閉軌道。
1.1放帶機構(gòu)設(shè)計
SOT一23框架厚為0.1mm，非常柔軟，一般是卷在一個塑料筒軸心上，為了防止框架變形，每層框架之間用一層紙隔開。工作時將卷帶插在一個交流電機帶動的軸上，框架一頭伸進封閉軌道內(nèi)，由進料器電機拖動框架向前運動，卷紙一頭盤繞在由力矩電機帶動的轉(zhuǎn)盤上，力矩電機一直通電。當上極限傳感器感應到框架時，交流電機動作，卷帶緩慢地釋放出來，同時力矩電機開始收緊紙帶，直到下極限傳感器感應到框架，交流電機和力矩電機才停止運動。為了防止框架釋放進程中，由于卷帶盤卷得太緊或太松，造成框架釋放不出來，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個接地傳感器，平時處于高電位，當框架碰到任一個接地傳感器時，相應傳感器變成零電位，機器立即停機報警，整個放帶機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2封閉軌道的設(shè)計
SOT·23框架平放在封閉軌道內(nèi)，在軌道出口處有一個伺服電機，當一列框架完成芯片粘結(jié)后，電機立即運轉(zhuǎn)，拖動框架迅速向前運動，在軌道入口處安裝了一個對射型光纖傳感器，當框架前進一個節(jié)距時，光纖傳感器感應到框架的定位孔，立即控制電機停止。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，保護框架不被氧化，整個封閉軌道的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2控制系統(tǒng)設(shè)計
2.1硬件結(jié)構(gòu)
KDB一140自動粘片機原有的上料器、軌道和卸料器在開機和運行過程中，有自檢和運動，它們與整機運行之間有一定的時序和配合關(guān)系?，當這3部分被拆除之后，由于其相應的控制電路和程序與整機固化連接在一起，不能更改。因此需要通過PLC來接收傳感器的信號，并按照整機運行時的時序要求，及時將信號反饋給粘片機，使自動粘片機能正常運行。
由于一般PLC采用DC24V電源，粘片機控制電壓使用DC5V電源，為了防止干擾，保證粘片機動作可靠，對PLC與粘片機之間的信號連接采用P521進行光電隔離。新增加的放帶機構(gòu)和封閉軌道的進位電機運動也由PLC控制，放帶機構(gòu)的任務是保證在框架不變形的基礎(chǔ)上，及時為進位電機進位提供框架。為了配合整機運動時序，進位電機的起始信號取自原機的條狀框架進位信號，由于原機的進位信號為5V的脈沖信號，脈沖時間為200ms，為了防止信號干擾產(chǎn)生誤動作，PLC通過光電隔離對原機的脈沖信號計數(shù)，當數(shù)到5個脈沖之后，PLC以更高的頻率給封閉軌道進位電機發(fā)出脈沖指令，力保在200ms之內(nèi)，光纖傳感器能感應到框架的定位孔，從而能按照時序要求準確地進位，PLC接口及硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。
由于PLC需要對原機進位高頻脈沖計數(shù)，并要發(fā)出更高頻率的脈沖信號，根據(jù)輸入輸出總點數(shù)，實際選用FXlN-。oMT PLC，其高速計數(shù)器可以捕獲60kHz的脈沖，高速輸出響應達到100kHzl21。
2.2程序設(shè)計
KDB-140粘片機開機時，按順序?qū)λ袀鞲衅鳡顟B(tài)都要進行檢測，各運動部件相應地回到原位，當檢測到上料器、軌道和卸料器時，PLC發(fā)出信號給對應的傳感器接口，使自動粘片機主機認為相應部分的動作已經(jīng)完成，開始下一部分檢測，直至所有部分檢測完畢，進到工作狀態(tài)。
自動運行中，當PLC檢測到粘片機5個進位脈沖信號時，立即發(fā)出高頻脈沖，使框架在封閉軌道內(nèi)迅速行進一個節(jié)距，以便粘結(jié)芯片;當SOT.23框架行進到接近放帶機構(gòu)上極限傳感器時，放帶機構(gòu)同時動作，將框架源源不斷地釋放出來，直到下極限傳感器感應到框架才停止，如此不斷循環(huán)，整個控制流程如圖4所示。
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3結(jié)論
一臺設(shè)備改造總共約需5萬元人民幣，機器產(chǎn)能與產(chǎn)品質(zhì)量維持原有水平，機器開機、操作過程不變，運行可靠，滿足了企業(yè)產(chǎn)品升級換代的需要，具有進一步的推廣價值，現(xiàn)已有多臺同類型的設(shè)備改造后投入生產(chǎn)。了解更多PLC技術(shù)、資訊、分析報告文章，請點擊查看http://plc.jlck.cn/ 2011年P(guān)LC企業(yè)“爆”團，新鮮技術(shù)全接觸。
