所有貼片機(jī)的基本原理是相同的，都是經(jīng)過(guò)線路板進(jìn)板、定位，元件吸取、識(shí)別和貼裝等基本步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)元器件的貼裝。隨著貼裝技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)貼片機(jī)研制、生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)了各種各樣的貼片機(jī)來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)的需要。除了在前面提到的貼片機(jī)的3 個(gè)不同發(fā)展階段以外，針對(duì)不同的市場(chǎng)、各種產(chǎn)品的不同特點(diǎn)、生產(chǎn)特性的要求不同，以及設(shè)備廠商設(shè)計(jì)的理念不同，貼片機(jī)可以從速度和功能等幾個(gè)方面分成不同的種類。

一、按速度分類

貼片機(jī)按照速度來(lái)分一般沒(méi)有特定的界限，按照習(xí)慣，根據(jù)元件的貼裝速度通?？梢苑譃橐韵聨追N。

（1）中低速貼片機(jī)

中低速貼片機(jī)的理論貼裝速度為30000片/h（片式元件）以下。

中低速貼片機(jī)一般簡(jiǎn)稱中速貼片機(jī)，也叫中檔貼片機(jī)（Mid-range Placement Machine）。中速貼片機(jī)大多采用拱架式結(jié)構(gòu)，相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，貼裝的精度較差，占地面積較小，對(duì)環(huán)境的要求較低。一般在設(shè)計(jì)和制造時(shí)會(huì)考慮成本，力求滿足一般消費(fèi)電子制造和一般工業(yè)、商用電子設(shè)備制造的需要，做到貼裝能力和成本并重。由于以上等原因，中速貼片機(jī)在一些中小型電子生產(chǎn)加工企業(yè)、研發(fā)設(shè)計(jì)中心和產(chǎn)品特點(diǎn)為多品種小批量的生產(chǎn)企業(yè)中廣泛使用。

在表面貼裝技術(shù)發(fā)展早期，貼片速度在14000 片/h以上的貼片機(jī)都可以叫做高速貼片機(jī)，如CP2 和TCMV800 等機(jī)器。隨著表面貼裝技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，貼片機(jī)的速度和精度也越來(lái)越高，對(duì)于高速貼片機(jī)的劃分標(biāo)準(zhǔn)也提高了?，F(xiàn)在被人們普遍認(rèn)為的中速貼片機(jī)的理論速度，例如，環(huán)球儀器的AdVantis AC-30L，已能達(dá)到30000片/h。

還有一些貼片機(jī)主要作為貼裝大型元件、高精密度元件和異型元件，也可以貼裝小型片狀元件。這種貼片機(jī)在功能上屬于多功能貼片機(jī)（Multi-Function Placement Machine），但由于它們的理論速度在3000～20000片/h之間，所以如果按照速度來(lái)分類也把它們歸為中速貼片機(jī)。

（2）高速貼片機(jī)

高速貼片機(jī)的理論貼裝速度為30000～60000片/h。

高速貼片機(jī)主要用來(lái)貼裝小型片狀元件和小型集成元件，有的高速機(jī)也具備小型貼裝球狀矩陣元件（BGA）的功能。高速貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)較常采用的轉(zhuǎn)塔式結(jié)構(gòu)，也較多地采用復(fù)合式結(jié)構(gòu)。高速機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮貼裝速度和穩(wěn)定性，在滿足微型片狀元件貼裝的精度下實(shí)現(xiàn)高速貼裝。高速貼片機(jī)在大型電子制造企業(yè)和一些專業(yè)原始設(shè)備制造企業(yè)（OEM）中大量使用。

像中速貼片機(jī)一樣，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高速貼片機(jī)的速度也越來(lái)越快，高速貼片機(jī)的速度也從14000片/h提高到接近60000片/h。貼片機(jī)的設(shè)計(jì)也從主要考慮速度，發(fā)展到考慮高貼裝精度、高可靠性、多功能、易操作維護(hù)和能快速更換產(chǎn)品等方面。

（3）超高速貼片機(jī)

超高速貼片機(jī)的理論貼裝速度高于60000片/h。

超高速貼片機(jī)也是在高速貼片機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的速度更高的貼片機(jī)，這些貼片機(jī)除了貼裝小型片狀元件和小型集成元件以外，有的一樣也能貼裝球狀矩陣元件（BGA）。另外，有的超高速貼片機(jī)配有高精度多功能貼裝頭，成為一款既能高速貼裝小型元件也能貼裝大型高精度和異型元件的高速多功能貼片機(jī)。

超高速貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)一般有復(fù)合式結(jié)構(gòu)和大型平行式結(jié)構(gòu)兩種。較早時(shí)期的超高速機(jī)的代表是采用大型平行式結(jié)構(gòu)的Assembleon FCM和具有雙工作平臺(tái)的Siemens HS50。近年，各個(gè)主要貼片機(jī)的供應(yīng)商都推出了各自的超高速貼片機(jī)，例如，環(huán)球的Genesis與其他公司的產(chǎn)品。大型平行式超高速貼片機(jī)的貼裝速度與模組的數(shù)量有關(guān)，如某種大型平行式超高速貼片機(jī)可以配置20個(gè)模組，理論貼裝速度更高可以達(dá)到150000片/h。最新的復(fù)合式超高速貼片機(jī)的理論貼裝速度也可以達(dá)到120000片/h，如環(huán)球的Genesis GC-120Q。

二、 按功能分類

一些復(fù)雜的電子產(chǎn)品線路板上可以用機(jī)器來(lái)組裝的元件各種各樣，有常見(jiàn)的片狀元件，有各種各樣的貼片集成電路（IC），還有球狀矩陣元件（BGA）、連接器插口（Connector）、電解電容（ALC）、指示燈和其他異型元件。元件的包裝方式也各種各樣，有卷帶裝（Tape& Reel）、管裝（Tube）、盤裝（Tray）和盒裝（Bulk）等。而貼片機(jī)的單個(gè)貼裝頭的貼裝范圍有限，一般不能涵蓋所有的元件范圍（如圖2.1所示）和包裝，因此不能在一臺(tái)機(jī)器或者一個(gè)功能模組上既能高速地貼裝小型片狀元件，又能地貼裝異型、高精度元件。因此大部分的貼片機(jī)按照不同的功能又可以分成以下幾類。

1、高速貼片機(jī)

早期的高速貼片機(jī)特指專門用于片式元件貼裝的射片機(jī)，隨著技術(shù)的發(fā)展，高速機(jī)的概念也在變遷。前面提到，從速度來(lái)分，貼片機(jī)可以分為中速貼片機(jī)、高速貼片機(jī)和超高速貼片機(jī)；從功能上劃分，專門高速貼裝中小元器件的貼片機(jī)也叫做高速機(jī)，一些專門高速貼裝中小元器件的中速貼片機(jī)和超高速貼片機(jī)在功能上也屬于高速機(jī)。

高速貼片機(jī)具有以下特點(diǎn)：

① 高速機(jī)可以采用各種結(jié)構(gòu)。在中小型生產(chǎn)企業(yè)和科研、試驗(yàn)單位，平臺(tái)式的中速貼片機(jī)大量作為高速機(jī)來(lái)使用。轉(zhuǎn)塔式結(jié)構(gòu)貼片機(jī)曾經(jīng)是大規(guī)模生產(chǎn)中高速機(jī)的主力，現(xiàn)在復(fù)合式結(jié)構(gòu)和大型平行式結(jié)構(gòu)的貼片機(jī)大有取代轉(zhuǎn)塔式的趨勢(shì)。

② 高速機(jī)的元件貼裝范圍一般較窄，所能貼裝的元件一般從01005（0.4mm×0.2mm）～24mm×24mm，元件的高度一般最多為6.5mm。有的高速貼裝頭的更大元件只能到5mm ×5mm，而高度只能到3mm，再大的元件需要換裝貼片元件范圍更大的貼裝頭，或者在吸取元件時(shí)跳過(guò)一些吸嘴，但貼裝速度會(huì)因此降低。

③ 元件的包裝方式一般只能為卷帶裝和散料盒裝，也有小部分高速貼片機(jī)可以接受管裝和盤裝物料，但在速度上會(huì)作出一些犧牲。

④ 大部分的高速貼裝頭在吸取和貼裝小型元器件（小于4mm×4mm）時(shí)可以全速貼裝，在吸取、貼裝更大元件時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)的速度過(guò)快、吸嘴的剛性接觸、照相機(jī)識(shí)別復(fù)雜及真空吸力不足夠等原因，需要在元件吸取、識(shí)別、校正及貼裝環(huán)節(jié)降速，從而影響了整臺(tái)機(jī)器的產(chǎn)能。

⑤ 高速貼片機(jī)的吸嘴一般只有真空吸嘴。

⑥ 大部分的高速貼片機(jī)都是犧牲了一定的貼裝精度和功能來(lái)實(shí)現(xiàn)高速貼裝的?，F(xiàn)在新型的復(fù)合式和平行式高速貼片機(jī)可以兼顧貼裝的速度和精度。

⑦ 大部分的高速貼裝頭在元件識(shí)別上有一定的局限性，如用識(shí)別外形來(lái)校正大部分元件，BGA球的檢測(cè)不是標(biāo)準(zhǔn)配置，不能進(jìn)行“全球檢測(cè)”等。

環(huán)球儀器開(kāi)發(fā)了一種叫做“Lightning”的高速貼裝頭，可以安裝在AdVantis和Genesis不同的拱架式平臺(tái)上，成為一款高速貼片機(jī)。這種貼裝頭的元件貼裝范圍是從01005（0.4mm×0.2mm）～30mm×30mm，高度為6mm的元器件，并且可以從盤裝送料器上吸取物料。該貼裝頭具有兩個(gè)精度分別為2.9 MPP和0.9 MPP的貼裝頭移動(dòng)相機(jī)，具有識(shí)別BGA，Pattern和C4等元件的所有功能。由于每個(gè)吸嘴都具有獨(dú)立的真空系統(tǒng)，有足夠的吸力抓緊元件，在貼裝較大型元器件時(shí)，不需要降速和跳過(guò)吸嘴，可以全速貼裝長(zhǎng)、寬30mm，高度6mm以下的所有元件

2、多功能貼片機(jī)

多功能貼片機(jī)（Multi-Function）也叫泛用機(jī)或者高精度貼片機(jī)，可以貼裝高精度的大型、異型元器件，一般也能貼裝小型片狀元件，幾乎可以涵蓋所有的元件范圍，故稱為多功能貼片機(jī)，又因大型器件封裝節(jié)距很小，對(duì)貼片機(jī)精度要求高，因此也稱為高精度機(jī)。

多功能貼片機(jī)的特點(diǎn)如下：

① 多功能貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)大多采用拱架式結(jié)構(gòu)，具有精度高、靈活性好的特點(diǎn)。

② 在X和Y定位系統(tǒng)中大多采用全閉環(huán)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用線性光柵尺編碼器來(lái)進(jìn)行直接位置反饋，避免因絲桿扭曲變形的誤差。有的在 Y 軸采用雙電動(dòng)機(jī)和雙絲桿在平臺(tái)的兩邊驅(qū)動(dòng)，并用雙線性光柵尺進(jìn)行反饋，可以有效地減小因貼裝頭靜止造成的等待，減少了橫梁的不同步變形而造成的誤差。有更先進(jìn)的采用線性磁懸浮電動(dòng)機(jī)，除了具備雙驅(qū)等技術(shù)特點(diǎn)外，還具有驅(qū)動(dòng)直接、機(jī)械結(jié)構(gòu)少磨損、反饋快、安靜、易保養(yǎng)和精度高等特點(diǎn)。

③ 多動(dòng)能貼片機(jī)大多采用線路板固定式，用貼裝頭的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)X和Y定位，不會(huì)因?yàn)榕_(tái)面的移動(dòng)而使大型或較重的元件因?yàn)閼T性而移位。

④ 能接受所有的物料包裝方式，如卷帶裝、管裝、盒裝和盤裝。另外，當(dāng)盤裝物料較多時(shí)，可加裝多層專用托盤送料器。

⑤ 在物料吸取時(shí)除了可以采用傳統(tǒng)的真空吸嘴外，對(duì)于異型較難吸取的元件可采用專用吸嘴，另外，對(duì)于用真空吸嘴無(wú)法吸取的元件可使用氣動(dòng)夾爪（如下圖所示）。

⑥ 元件在校正時(shí)一般采用上視相機(jī)，具有前光、側(cè)光、背光和在線光等功能，可以識(shí)別各種不同的元件。如果元件的尺寸過(guò)大，超過(guò)照相機(jī)的一個(gè)視像（FOV），上視相機(jī)還可以通過(guò)多個(gè)視像照相后綜合進(jìn)行分析校正。有的多功能貼片機(jī)的貼裝頭上也配有貼裝頭移動(dòng)相機(jī)，可以識(shí)別較小的各種元器件。

⑦ 在某些產(chǎn)品，有的穿孔插件（Pin in Paste）元件也需要和其他貼片元件同時(shí)貼裝并通過(guò)回流焊進(jìn)行固化，這種穿孔插件元件的插裝需要機(jī)器具備大壓力貼裝的能力。部分多功能貼片機(jī)的貼裝頭具有高壓力貼裝的能力，貼裝的壓力可由程序控制，更大可達(dá)到5 kg。

⑧ 有的多功能貼片機(jī)可以加裝助焊劑浸沾系統(tǒng)（Flux Dipping Assembly），可以進(jìn)行元件堆疊封裝（Package on Package）和倒裝芯片（Flip Chip）的貼裝。

⑨ 有的多功能貼片機(jī)還可以加裝點(diǎn)膠頭進(jìn)行貼裝前的點(diǎn)膠，部分元件的補(bǔ)錫或者底部填充（Under fill）。

具備了以上等特點(diǎn)，多功能貼片機(jī)能夠處理各種各樣的復(fù)雜的元器件，是復(fù)雜電子產(chǎn)品生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備。在有些科研、測(cè)試、試生產(chǎn)的單位，在能夠容納物料種類的情況下，只采用一臺(tái)或多臺(tái)多功能貼片機(jī)進(jìn)行小批量生產(chǎn)。但多功能貼片機(jī)在處理小型片狀元件時(shí)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和高速貼片機(jī)相比，有的高速貼片機(jī)在貼裝小型片狀元件時(shí)的貼裝速度能達(dá)到多功能機(jī)貼裝同樣元件速度的5～10 倍。因此，在中、大規(guī)模生產(chǎn)中，一般會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行合理的配置，使各個(gè)設(shè)備的效率都接近于更高。

3、高速多功能貼片機(jī)

一般的貼片機(jī)功能較為單一，對(duì)于復(fù)雜的產(chǎn)品，必須使用不同功能的貼片機(jī)進(jìn)行組合配線來(lái)完成整個(gè)產(chǎn)品的貼裝。目前有的復(fù)合式貼片機(jī)和平行式貼片機(jī)能安裝多功能貼裝頭或者多功能模組，從而實(shí)現(xiàn)既能同時(shí)高速貼裝小型片狀元件，又能貼裝高精度、大型、異型元件；可以接受幾乎所有的元件包裝方式，包括可以加裝盤裝元件送料器。

① 一些具有雙貼裝平臺(tái)的復(fù)合式貼片機(jī)可以在機(jī)器的個(gè)貼裝平臺(tái)上配置兩個(gè)橫梁和兩個(gè)高速貼裝頭，在第二個(gè)貼裝平臺(tái)上配置一個(gè)或者兩個(gè)橫梁，一個(gè)高速貼裝頭和一個(gè)多功能貼片頭，并且可以配置多盤的盤裝送料器。這樣這臺(tái)貼片機(jī)既能高速貼裝中小型元器件，也可以貼裝大型、異型元器件，成為一款高速多功能一體貼片機(jī)。

這種結(jié)構(gòu)比較具有代表性的復(fù)合式貼片機(jī)有松下的CM602C，西門子的HF3或者D3平臺(tái)，以及環(huán)球的Quadris或者日立的GXH平臺(tái)等。

② 在平行式結(jié)構(gòu)超高速機(jī)的后段模組中，貼裝頭既可以使用一般的高速貼裝頭，也可以使用一個(gè)吸嘴的高精度貼裝頭。高精度貼裝頭可以貼裝各種高精密度、異型元器件，可以使用各種特殊吸嘴和機(jī)械夾爪。在這個(gè)模組中，可以配置各種送料器，包括多盤式盤裝送料器等。這個(gè)多功能模組和前面的高速模組一起成為一條高速多功能生產(chǎn)線。

三、其他分類方式

在貼片機(jī)的分類中，還有其他一些分類方式，比如按照機(jī)器的結(jié)構(gòu)特性來(lái)分類和按照貼片機(jī)工藝的自動(dòng)化程度來(lái)分類等。另外，在電子組裝中，還有一些機(jī)器的工作方式與貼片機(jī)類似，有的甚至在功能上可以交叉使用，如半導(dǎo)體貼裝設(shè)備和多功能組裝單元等。

1、按自動(dòng)化程度分類

按照自動(dòng)化程度來(lái)分類，貼片機(jī)還可以分為全自動(dòng)貼片機(jī)、半自動(dòng)貼片機(jī)和手動(dòng)貼片機(jī)3種。

（1）全自動(dòng)貼片機(jī)目前大部分的貼片機(jī)都是全自動(dòng)機(jī)電一體化貼片機(jī)，如在前面所描述的那些各種速度和各種功能的貼片機(jī)，都是全自動(dòng)貼片機(jī)。

（2）半自動(dòng)貼片機(jī)半自動(dòng)貼片機(jī)采用人工上、下線路板和人工貼片位置調(diào)校，吸料和貼裝的動(dòng)作可自動(dòng)完成。該類貼片機(jī)只能同時(shí)貼裝很少的元件，如有更多元件需要再調(diào)校。這種貼片機(jī)只適合一些研發(fā)機(jī)構(gòu)用來(lái)做樣板。

（3）手動(dòng)貼片機(jī)該類貼片機(jī)需要操作人員將貼片頭移至元器件的上方，元件便會(huì)自動(dòng)被真空吸嘴吸起，然后把貼片頭移動(dòng)到線路板相應(yīng)焊盤上，旋轉(zhuǎn)貼片頭，對(duì)好位置，把貼片頭向下簡(jiǎn)單一按，同時(shí)腳踩腳踏開(kāi)關(guān)，真空關(guān)閉，完成這個(gè)元器件的貼裝（如下圖所示）。

2、倒裝晶片貼裝設(shè)備

倒裝晶片（Flip Chip，F(xiàn)C）貼裝屬于先進(jìn)半導(dǎo)體組裝（Advanced SemiconductorAssembly）技術(shù)，常見(jiàn)的應(yīng)用有無(wú)線天線、藍(lán)牙、硬盤磁頭、元件封裝、智能傳感器和一些醫(yī)用高精密設(shè)備等。由于FC尺寸小，引腳的間距小，所以不能采用和一般表面貼裝元件相同的工藝。專用的半導(dǎo)體元件貼裝設(shè)備與高精度表面貼裝設(shè)備相似，除了精度更高以外，還需要一些半導(dǎo)體貼裝的專用單元模塊。

① 機(jī)器的基本結(jié)構(gòu)與很多多功能貼片機(jī)相同，一般采用拱架式結(jié)構(gòu)。由于元件的種類不多，一般會(huì)比較小巧一點(diǎn)。X、Y定位系統(tǒng)采用線性電動(dòng)機(jī)光柵尺全閉環(huán)反饋，貼裝精度可達(dá)到10μm@3σ以上。

② 傳送板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與多功能貼片機(jī)相同，采用線路板固定在工作臺(tái)的方式。由于倒裝晶片貼裝的基板很多是在軟線路板、超薄線路板和一些特殊載具上，倒裝晶片貼裝設(shè)備提供高精度的線路板支撐升降平臺(tái)，并帶有真空吸附的功能（如下圖所示）。

③ 采用單吸嘴或并列吸嘴的貼裝頭，貼裝壓力從20 g到2500 g可控制，貼裝吸嘴與一般吸嘴大致相同。

④ 元件識(shí)別可配置更高分辨率到千分之0.2 ft（1ft=30.48 cm）每個(gè)像素的上視相機(jī)可識(shí)別最小為0.05mm的球。線路板識(shí)別下視相機(jī)采用環(huán)形燈光（Universal Light）（如下圖所示，具有紅藍(lán)燈光源和偏光鏡（Polarization），對(duì)于軟板和陶瓷基板等材質(zhì)的基板具有高識(shí)別通過(guò)性。

⑤ 配備助焊劑浸沾系統(tǒng)（Flux Dipping Assembly），可供多只吸嘴同時(shí)浸沾助焊劑。

⑥ 倒裝晶片的包裝方式有普通的卷倒裝、華夫盤裝（Waffle Pack）和晶圓盤裝（WaferPack）。貼裝設(shè)備的送料器可根據(jù)元件的包裝選擇帶裝送料器、高精度華夫盤送料器和晶圓盤送料器。