元件比手掌大、比手機重，
貼片機吸得起來嗎？

多大、多重才算「大型元件」？各家貼片機公開的上限到哪裡？

以 Panasonic NPM 系列為例，主流泛用機的標準上限在 120 × 90 mm、50 g，選配可到 □135 mm、350 g；為 AI 伺服器推出的機型或置件頭，公開值已到 200 × 200 mm、2 kg。

本文說的「大型元件」，是指超過主流泛用機標準頭型上限的封裝——邊長大於 120 mm、重量超過 50 g 這一級，AI 伺服器上的大型 BGA、基板級封裝、大型連接器都落在這裡。表一把十家原廠公開的上限放在同一組欄位裡；沒公開的就寫「未公開」，不補、不猜。

從這張表可以直接讀出三件事：

• 尺寸：公開值最高是 FUJI 的 200 × 200 mm（2026-07 新聞稿）與 ASMPT 的 175 × 175 mm，JUKI JM-E01 為 □150 mm；Panasonic NPM 三款主流機為選配 □135 mm。
• 重量：公開值最高是 FUJI 的 2.0 kg（評估條件下實證）、ASMPT 650 g、Yamaha LM 頭 500 g；多數原廠不公開重量，JUKI 的貼片機系列都沒有寫（只有插件機 JM-E01 公開 400 g）。
• 沒人公開的：機台的移動加速度只有 Universal Instruments 公開（平台 2.5 G 級），真空值沒有任何一家公開——這兩個正好是算吸附力最需要的數字，第九題會講怎麼補。

這一波規格拉高的原因，三家原廠都自己講了：FUJI 的新聞稿與 ASMPT 的 AI Server Applications 技術文件明寫是為了 AI 伺服器的大型重量封裝，Yamaha 的 LM 頭說明則寫的是 EV 大電流連接器與生成式 AI 帶來的大型 BGA。也就是說，這不是單一客戶的特殊需求，而是整個產業正在移動的規格帶。

吸嘴最大能做多大？

上限不在吸嘴，在置件頭——相鄰吸嘴的間距 P。吸嘴外形超過 P，就會跟隔壁的吸嘴打架。

客製吸嘴的外形要多大，理論上只受一個幾何條件限制：置件頭上的吸嘴是以固定間距 P 排列的，吸嘴外形一旦超過 P，取件或置件時就會與相鄰吸嘴或相鄰元件干涉。所以「吸嘴最大能做多大」的答案，是「P 以內」。

P 由頭型決定。多吸嘴的高速頭 P 小；專門處理大型元件的頭型吸嘴少、間距大——Panasonic NPM 的 3 頭 V2／4 頭、Yamaha 的 LM 頭（3 吸嘴）都是這一類，FUJI 的 RH01 更是單吸嘴頭，沒有相鄰吸嘴的問題，上限就回到機構本身。所以評估大型元件吸嘴的第一步不是畫吸嘴，而是先確認這顆元件會走哪一個頭型，把 P 拿到手。嘉鴻的 適配松下 3Head Special nozzle 系列 就是為 Panasonic 3 頭系列設計的品項，外形依該頭型的 P 訂；一般機種的品項見 Panasonic 松下貼片機吸嘴總覽。

至於吸嘴端面本身要多大——那是另一個問題，由吸附力決定，接下來三題就在算這件事。若您手上的元件是小而高、上表面沒地方吸的那一種，請直接看 〈元件比板子還高，吸嘴要吸哪裡？〉，那篇講的是端面尺寸的下限與上限。

取件：Z 軸抬起來的那一瞬間，需要多少吸附力？

取件那一瞬間只跟兩件事有關：元件重量，和 Z 軸往上抬的加速度。650 g 的元件在 1～3 G 之間需要約 32～64 N。

吸嘴下降、接觸元件、建立真空，然後 Z 軸把元件抬起來。這一關吸附力要對抗的是重力加上向上加速時的慣性力，再乘一個安全係數：

把 Q1 表中兩個有公開重量的上限值代進去，Z 軸加速度取 1～3 G：

取件這一關的需求其實不高：650 g 的元件即使用 3 G 抬，也只要 64 N，換成吸附面積是上表面的 4.2%。真正吃緊的是下一關。

移動：吸起來之後高速移動，會不會甩掉？

移動時元件是靠摩擦力跟著吸嘴走，同樣的 G 值需要的吸附力比取件高——650 g 在 1～3 G 需要 48～112 N，這才是吸嘴設計要取的值。

元件被吸住之後，置件頭在 XY 方向加速、減速。此時真空只把元件壓在吸嘴墊面上，真正阻止元件滑開的是墊面與元件之間的摩擦力。依 Schmalz 的吸盤理論保持力（Load case II，水平搬運）：

a 除以 μ 這一項，就是移動比取件吃力的原因：μ 取 0.5 時，每 1 G 的水平加速度要用 2 G 的吸附力去換。

兩個算例對照，看得出「重」比「大」難：

• 650 g 的元件在 2 G 時需要等效 Φ45 mm 的吸附面，佔上表面 5.2%——175 mm 見方的上表面放得下，只要中央有一塊乾淨的平面。
• 2.0 kg 的元件在 2 G 時需要等效 Φ79 mm，3 G 時 Φ94 mm——這已經接近 4 頭、3 頭頭型 P 的量級，而且元件上表面要有這麼大的無遮蔽平面。這就是為什麼 2 kg 級的貼裝，原廠都是以專用頭型與降速模式來做，而不是靠一般吸嘴硬吸。

真空要多少？吸附面要佔元件上表面的幾 %？

真空產生器在穩定供氣下，真空值是穩定的；保守取 50 kPa，650 g 的元件在 2 G 時需要約 1,594 mm²，佔上表面 5.2%；2 kg 在 2 G 要 12.3%。

吸附力等於真空度乘以有效吸附面積：F ＝ ΔP × A。貼片機的真空來自真空產生器（ejector），只要壓縮空氣穩定供應，真空值就是穩定的——Panasonic NPM 三款機型型錄公開的供氣條件是 0.5 MPa 以上、200 L/min；市售真空產生器的型錄最高值為 −84 kPa（SMC ZM 系列標準機型，供氣 0.5 MPa），而且同一份型錄註明：真空值會隨洩漏量增加而下降。

本文不用型錄最高值，而是保守取 50 kPa 當吸嘴端的可用真空，原因是從產生器到吸嘴之間還有濾網、旋轉接頭、長管路的壓損，以及墊面與元件之間不可能完全密封的漏氣。這個取值留了約四成的餘裕。

為什麼不能沿用小元件的粗篩式

小元件選型常用一條粗篩式：重量 × 10 G × 5 倍餘裕 ÷ 20 kPa（〈元件比板子還高〉那篇 用的就是這一條）。它把加速度、安全係數、漏氣全部放大到極端，對 0201、2012 這種上表面幾乎沒有限制的元件很好用——算出來的密封面積不到 1 mm²，再保守也不會出問題。

但同一條式子套在 650 g 的元件上，會要求 15,941 mm² 的吸附面，等於上表面的 52%。這不是機台做不到，而是粗篩式在這裡失效了：大型元件的上表面是稀缺資源（有元件、散熱片、標籤、翹曲），加速度又是機台可以設定的量，所以必須改用第三、四題那種依荷載工況分開算的方法，把 G 值當變數而不是常數。兩篇文章的差別在適用範圍，不在物理。

辨識：元件比相機視野還大，機台認得出來嗎？

可以，前提是相機範圍內找得到「唯一」的特徵點。整顆入鏡不是必要條件——ASMPT 公開的相機視野只有 66 × 50 mm，卻能辨識 200 × 200 mm 的元件。

元件被吸起後，要先經過機台的辨識相機，量出元件相對吸嘴中心的偏移與角度，機台才會據以修正置件座標。大型元件常常比相機的單次視野還大，各家原廠的做法是分割辨識：分幾次取像再拼接，或只取元件的幾個局部來定位。Yamaha 公開 W45 mm 以上採分割辨識，JUKI 公開 1×3、2×2 分割與 3D 影像的 4×3 分割，FUJI 公開大型元件分割撮像，Hanwha 公開支援 split recognition；ASMPT 則公開元件相機視野 66 × 50 mm、可辨識元件達 200 × 200 mm。

Panasonic 的部分，原廠就 Offline Camera Unit（採用與現行機台相同的多功能辨識相機）公開的可建檔零件範圍是 0201～□135 mm、高 65 mm；分割辨識的做法在型錄與官網規格頁都未見說明（2026-09-19 查閱）。這一項請直接向機台原廠確認。

特徵點一定要唯一

分割辨識只解決「看不完整」的問題，真正決定能不能定位的是相機範圍內有沒有唯一的特徵。BGA 的錫球陣列是規則的：如果視野裡只有一片整齊的錫球，把整個陣列往旁邊偏一列，每一顆球還是對得上一顆球，機台沒有辦法分辨——這是機器視覺的老問題：Cognex 的專利把「無法唯一判定」列為必須報錯的情況，KLA 的專利則要求對位特徵在 X、Y 兩個方向都必須唯一。結果就是整顆元件偏移一個 pitch 置件，SPI／AOI 才抓到。

所以在上機之前，請先做一件很便宜的事：打開元件規格書的底視圖（ball map），或直接拍一張元件底面的照片，看相機範圍內有沒有這些東西——缺球位置、無球區、底面的去耦電容、絲印或雷射標記、非對稱的邊角。有，辨識就有定位依據；沒有，就要與機台原廠討論改用外形辨識或加治具。特徵點能不能被您機台的辨識程式採用，以原廠答覆與實機驗證為準。

幾萬顆錫球，機台數得完嗎？

有原廠公開可以檢查 50,000 顆以上。顆數本身不是限制，pitch 才是：把 50,000 顆放進 200 mm 見方，pitch 約 0.90 mm，落在原廠公開的 0.8～1.0 mm 範圍內。

錫球數的辨識上限，多數原廠型錄不寫。目前找到的公開值是 ASMPT 在 AI Server Applications 技術文件裡寫的「可靠檢查 50,000 顆以上錫球」，同一份文件也載明這類 HPC BGA 的錫球直徑為 0.5～0.6 mm、pitch 0.8～1.0 mm。

顆數可以反推 pitch：50,000 顆均勻排成方陣，每邊約 √50,000 ≈ 224 顆，落在 200 mm 見方內，pitch ≈ 200 ÷ 223 ≈ 0.90 mm——與原廠公開的 pitch 帶一致，也代表 50,000 顆是「200 mm 見方、0.9 mm pitch」這種封裝的自然結果，而不是一個特別高的門檻。

真正影響辨識的是三件事：pitch 是否在相機解析範圍內（ASMPT 公開的最小錫球 pitch 為 140／300 μm、最小球徑 80 μm，0.9 mm 遠在範圍內）、錫球表面的反光是否一致（氧化、助焊劑殘留會讓局部球體消失在影像裡），以及分割取像的次數會吃掉多少 Cycle Time。第三點回到第四題的結論：大型元件的貼裝本來就走低速模式，取像時間通常不是瓶頸。

置件：要壓多大的力？

這一關原廠反而最透明：Panasonic 三款主流機的大型元件頭置件荷重都是 100 N；ASMPT 0.5～100 N、Yamaha LM 頭 100 N、FUJI 壓入 3.5～100 N、JUKI JM-E01 50 N。

置件是把元件壓進錫膏或壓入孔位的動作，機台用力量控制（force control）設定荷重，由程式依元件決定，吸嘴端不另加條件。大型 BGA 通常只需要讓錫球確實接觸錫膏的幾牛頓到幾十牛頓；100 N 這一級是為壓入式連接器與有翹曲的大型基板準備的。

吸嘴端要回答的是另一個問題：吸嘴本體與墊面撐不撐得住這個荷重。100 N 相當於 10 kgf 壓在吸嘴上，客製大型吸嘴的本體壁厚、墊面材質硬度與膠合方式都要按這個荷重設計，否則會出現墊面永久壓陷、真空孔變形、或吸嘴軸向偏擺。這也是為什麼嘉鴻在 適配松下 3Head Special nozzle 系列 這類 3 頭系列品項上，會把置件荷重列為設計輸入之一。

四關走完，可以把一顆大型元件的可行性整理成一句話：取件與移動由吸附面積與 G 值決定，可以算；辨識由特徵點決定，先看 ball map；置件由荷重決定，原廠有公開。四關裡真正需要嘉鴻與您一起做的，是前兩關的吸嘴設計，和第四關的吸嘴結構強度。

原廠沒公開的數據怎麼辦？——用公開資料做平行推估

沒公開，不等於做不到。做法是三步：先把有公開的原廠擺成一排，確認物理上是同一件事；再用公開公式把缺的值反推；最後把推估標成推估，留給實機驗證。

做這篇整理的時候，最常遇到的狀況不是數據互相矛盾，而是根本沒有數據：Panasonic 不公開分割辨識、不公開真空值、不公開加速度，JUKI 的貼片機系列不公開重量。若只看單一原廠的型錄，答案就只剩「型錄沒寫」。嘉鴻處理這種題目的方法是這樣的：

• 第一步，平行對照：把十家原廠的公開值放進同一組欄位（表一）。貼片機的取放是同一套物理——真空產生器、直線馬達、面陣或線掃描相機——別家在同一物理條件下公開做得到的規格，就是這一級機台合理的能力帶。ASMPT 公開 650 g、FUJI 公開 2.0 kg，代表 500 g～1 kg 這一級在技術上是成立的。
• 第二步，公式反推：加速度沒公開，就用 Universal 唯一公開的 2.5 G 級當上界、1～3 G 當範圍；真空值沒公開，就用真空產生器型錄的 −84 kPa 打折成 50 kPa；把它們代進 Schmalz 公開的保持力公式，得到吸附面積與吸嘴直徑（表二、表三）。每一個代入值都寫出來，讀者可以換成自己機台的實測值重算。
• 第三步，標明推估：推估值只回答「有沒有機會、差距在哪一關」，不回答「您的機台一定可以」。可行性的最後一哩，是機台原廠的答覆與實機驗證。

這也是嘉鴻可以做這件事的原因：我們不銷售、不代理任何一家貼片機，把各家公開規格並列時，沒有要替哪一台辯護的立場；我們供應的是吸嘴與耗材，所以會在乎的只有一件事——這顆元件在您的機台上，吸嘴端到底要做到什麼程度。

想做大型元件的客製吸嘴，要準備哪些資料？

七項：機型與頭型、相鄰吸嘴間距 P、元件尺寸與重量、底視圖或底面照片、上表面可吸區域、產線接受的速度、機台真空表讀值（可選）。

前面九題的每一個變數，最後都會落到吸嘴圖面上。下表把設計輸入整理成一張清單，對應到它在哪一關被用到：

其中最常被漏掉、也最省成本的一項是 ball map——它決定的是辨識這一關，不需要任何試料就能先判斷。另一項常被誤解的是速度：很多時候元件不是吸不起來，而是產線想用一般元件的 G 值去搬重件；把可接受的 Cycle Time 先定下來，吸嘴的尺寸就會合理很多。

標準品的部分，Panasonic NPM 系列常用的 適配松下 NOZZLE 226／230／235／240CS 與 適配松下原廠全新吸嘴系列 有現貨規格；YAMAHA、FUJI、JUKI 機種請見 YAMAHA 吸嘴、FUJI 吸嘴、JUKI 吸嘴。客製品依實件評估後報價。