SMT Mounter 程式學習心得分享－以 Yamaha YSM20R 為例

學貼片機程式，要先抓住哪一條主線？

一條就夠：元件從 A 點（料槍）到 B 點（PCB 上的位置）。順序是先認識 B 點——板子多大、怎麼固定、歪了多少；再從 A 點取件——去哪取、這是什麼、吸正了沒；最後放到 B 點——放哪裡、多快多慢。一共八個問題。

為什麼先認識 B 點？因為 B 點在板子上。板子沒進來、沒夾穩、沒對位，機台連「要放在哪裡」都算不出來。所以前三個問題都在問板子；板子搞定了，才輪到元件。

這張表也是讀程式的方法。拿到一支別人寫的程式，不必從第一個欄位看起，先問：這八個問題，它各自怎麼回答？答不出來、或答得前後矛盾的那一題，通常就是問題所在。

貼片機在整條產線的哪一段、前後接的是什麼，可以先看 〈SMT 產線到底怎麼運作？一篇搞懂印刷、貼裝、回焊與品質管控〉；新建產線要備哪些耗材，見 〈新建 SMT 產線，備料要備什麼？工程師用的完整耗材檢核清單〉。

板子多大、軌道開多寬、停在哪、怎麼固定？

先告訴機台板長、板寬、板厚；軌道依板寬調寬，板子進來由 Stopper 擋停，再夾住板邊、頂針或支撐塊從下面撐、壓板從上面壓。這一步沒做好，後面放下去的高度全都不準。

機台第一個不知道的，是板子多大。板長、板寬、板厚三個數字，決定了軌道要開多寬、下面的支撐要頂多高、板面最後停在哪一個高度。YSM20R 單軌能吃的板子，官網寫的是 L50 × W50 mm 到 L810 × W490 mm；雙平台（僅限 X 軸雙樑選配）一次送兩片時，每片上限是 L380 × W490 mm。

這一段最容易被低估。原因在 Q06 會講得更清楚：機台的眼睛看得到平面上的偏移，看不到板子局部的高低。置件高度要準，前提是板子被撐平在機台容許的範圍內——所以頂針、支撐塊要的不只是「有撐到」，而是「每一支都一樣高」。以嘉鴻的 PCB 支撐鋁頂塊為例（商品頁列 YG12、YV100XG、YS12、YS24、YSM10、YSM20），高度是 76、66、64 mm 幾種定值，長度 20～500 mm；換料號時，先量現有支撐塊的高度，再選長度。

板廠合格的板子，機台不一定吃得下

板翹有兩把尺。板廠出貨看的是 IPC-6012：有表面黏著元件的板子，板彎（Bow）板翹（Twist）上限 0.75%。以板彎來算，一片板子沿 250 mm 的長邊：

貼片機這一端能接受多少，要看原廠手冊寫的容許值，而且有些機台上凸、下凹分開規定。兩個數字都拿到手再比：板廠合格、機台吃不下的那一段，就要靠加支撐或用載具補。板翹、載具翹曲怎麼量，見 〈白光結構光厚度與形變量測｜載具翹曲、板翹與錫膏厚度的非接觸檢測〉。

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Fiducial Mark 為什麼一定抓對角線？三個層級各管什麼？

板子轉了一個小角度，兩顆 Mark 相距越遠，量到的相對位移越大，越容易從量測誤差裡被分辨出來；對角線是板上能拉出的最長距離。250 × 200 mm 的板子，Mark 放對角，訊號是只相距 50 mm 的 6.1 倍。整片用 Board、連板用 Block、特別或高單價的 IC 用 Local。

板子夾好了，機台還是不知道元件要放哪裡：板子在軌道上可能偏一點、轉一點，板材本身也會伸縮。機台用裝在頭上的 Mark 相機去看板上的 Fiducial Mark，拿實際位置和程式裡的座標比，再把所有置件位置一起修正。

為什麼一定抓對角線

板子轉了一個小角度 θ，兩顆 Mark 之間的相對位置就會差「兩點距離 × θ」。相機本身的量測誤差是固定的，兩點拉得越遠，訊號越大，越容易從誤差裡被看出來。用一片 250 × 200 mm 的板子算給您看，兩顆 Mark 各離板角 5 mm：

同一個道理也說明了另一件事：板子轉動時，偏最多的一定是離旋轉中心最遠的角落。Mark 放在對角，量的正是最會偏的地方。

兩顆放對角，是機台修正平移與旋轉的基本配置；要再修正兩個方向不一樣的伸縮與扭曲，至少要三顆（SMEMA 3.1《Fiducial Mark Standard》）。板廠的設計建議也是放三顆、盡量靠近板角並彼此拉開，多一顆，機台還能確定板子的方向（Eurocircuits〈Finding fiducials〉）。放兩顆還是三顆，看機台支援的修正方式與板子的設計。

三個層級：Board、Block、Local

現場常見的遺憾，是只做了整片這一層就結束。連板每一小片的位置差、細間距 IC 附近的局部伸縮，Board fiducial 修不到；良率卡在某幾顆料、某幾個位置上不去，往往要回頭看下面兩層有沒有做。

Mark 認不穩，多半不是相機的問題，而是 Mark 的表面和打光沒配好：亮面的銅、霧面的銅、做過表面處理的銅，反光方式都不一樣，機台的光源（同軸光、環形光、紅外光）要跟著調。設計端能先做好的是：Mark 用實心圓，露銅直徑約 1～2 mm，周圍留出露銅直徑 2～3 倍的淨空區（SMEMA 3.1 規定直徑 1～3 mm、淨空區半徑至少是 Mark 半徑的 2 倍；Eurocircuits 依 IPC-7351B 建議 1:2～1:3）；我們另外建議整片的 Mark 表面處理一致。這些在 PCB 設計階段就要定下來。

A 點在哪裡？料站號與料槍

A 點就是料站號：告訴機台這顆料放在第幾站，頭才知道去哪裡取。料帶走料槍，大顆 IC 走托盤，管裝元件走管裝料槍；取料不穩、跳料、停機，先查料槍本身。

元件放在哪一站，機台自己不知道，要在元件資料裡填料站號。料帶用的料槍，取料位置可以依站號算出來；托盤的取料點則要教（見 Q10）。YSM20R 官網寫的可設定料種數是：固定式料台最多 140 種、換料車式最多 128 種（都以 8 mm 料帶換算）；托盤另配 sATS30（最多 30 種）或 cATS10（最多 10 種）。

A 點看起來最單純，卻是常見的停機來源：料槍沒插好，機台會以互鎖停下來；送料不到位、跳格、壓料蓋鬆動，就變成取料失敗和拋料。

ZSR 系列料槍的壓蓋保險扣磨損後，壓料蓋容易鬆動，是不明取料失敗的常見原因之一；料槍導軌磨損，插入阻力變大、定位不穩，大型換線後料槍脫落常常從這裡開始。換料接帶也算在 A 點裡：接歪了，料帶在料槍裡就會卡、會跳。

YSM20R 可選配的 ALF 自動上料料槍，官網說明是中央開口、不必把蓋帶撕開，也不必接料——用這一類料槍，重點就從「接得好不好」轉成「料有沒有上到位」。

送料不良怎麼一步一步查，見 〈飛達送料不良、卡料怎麼排查？從壓料蓋到鳥嘴，五個位置依序查〉；吸嘴、料槍與驅動三段怎麼一起看，見 〈從吸嘴到 Feeder：嘉鴻為 SMT Mounting 打造「精準取放」核心戰力〉。

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機台不知道這是什麼：元件資料要告訴它哪些事？吸嘴怎麼選？

元件被吸起來以後，機台並不知道它是什麼。要告訴它長、寬、高；有腳的再加腳數、腳距、腳寬；還有元件類型、用哪一支吸嘴、什麼包裝。機台拿這些數字去比對相機看到的影像，也拿厚度去算放下去的高度。

「告訴它長寬高」有兩種做法：用卡尺量了手動輸入，或從元件資料庫帶入相近的一筆再微調。手動慢，但什麼元件都能建；資料庫快，但收錄有限，帶入後的光源、料槍種類這些欄位常常要改。腳距、腳寬一開始量得不夠準沒關係，下一步做辨識調整時還能修（Q06）；厚度就不一樣了，它直接關係到放下去的高度，要量準。YSM20R 官網另外寫到，特殊外形元件的辨識資料可以自動產生。

吸嘴怎麼選：先找標準，再談客製

吸嘴依元件外形選：小 Chip 用小口徑，SOP、QFP 用大口徑；板上元件排得密時，還要顧到吸嘴外形不能碰到隔壁的元件。YSM20R 的設計概念是「1-head solution」，官網寫 HM 頭一種頭型就涵蓋九成以上的元件尺寸（原廠自己的統計），生產中不必換頭——換的是吸嘴。所以吸嘴的型號管理，比頭型更常碰到。

標準型號找得到的，先用標準品：嘉鴻的 適配 Yamaha 吸嘴 與 適配 Yamaha 吸嘴 II 兩頁列有型號清單，頁面列的機型是 YS12、YS24、YSM20、YG200、YG300；YSM20R 請附上機型與吸嘴代碼，我們先確認對不對得上。標準型號吸不穩的——異形連接器、散熱片、大型 SOP／QFN、上表面沒地方吸的元件——就走 吸嘴訂製（異形吸嘴）：提供樣品與圖面，嘉鴻依機台與元件幾何設計，先試做一支上機實測，通過再量產；能不能做，依機型與元件評估，沒列在頁面上的機型請先來電確認。

原廠、適配、客製三條路怎麼選，見 〈SMT 吸嘴怎麼選？原廠 vs 適配 vs 客製 — 一次說明〉；元件比板子還高、上表面沒地方吸，見 〈元件比板子還高，吸嘴要吸哪裡？一次講清楚端面尺寸的上下限〉；元件比手掌大、比手機重，見 〈元件比手掌大、比手機重，貼片機吸得起來嗎？大型元件取放四關與吸嘴選型〉。各品牌吸嘴型號，可以在 SMT 吸嘴總覽 查。

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機台的眼睛怎麼認元件？為什麼 XY 每顆量，Z 卻只能靠一致？

機台認位置只靠一種感官——相機，用在兩個方向：往下看板上的 Mark（③），往上看吸嘴上的元件（⑥）。平面上的偏移與角度，每一片、每一顆都量、都補；一般設定下，高度不是每一顆都量，只能靠頂針、支撐、托盤、吸嘴的尺寸一致。

元件吸起來的那一刻，很少剛好在吸嘴正中心：料帶的穴有間隙、吸嘴有公差、取的瞬間也會晃。相機從下方看元件底面，量出它在吸嘴上偏了多少、轉了幾度，放的時候機台自己補回去。這就是為什麼 X、Y、角度能每一顆各自修正——每一顆都量了再修，是閉環。

YSM20R 的 HM 頭上裝的是廣視野掃描相機，官網寫可辨識 0201 到 12 × 12 mm 的元件，而且是在取件到置件的最短路徑上邊走邊認（flying recognition），不另外花辨識時間；加了側光之後，CSP、BGA 的錫球也能高速辨識。比這大、比這高的元件（高 6.5 mm 以上或長寬 12 mm 以上），要用選配的多功能相機，頭帶著元件移到相機上方辨識。

可以把它記成一句話：XY 每顆量，Z 靠一致。對周邊零件的意思很直接：會影響高度的東西——頂針、支撐塊、載具、托盤的穴底、吸嘴的長度——要的是一致；會影響平面位置、但相機會修的東西——料帶送料位置、托盤穴位——重點是偏移不要大到吸不住或框不到。

辨識失敗時，先分清楚是「沒看清楚」還是「看到的不是它」：影像太暗或太亮，是光源；取件沒取在中心，是取件位置；外形參數錯，就回到 ⑤ 重量、重輸。吸嘴髒了或磨了，端面的反光和外形都會變，一樣會讓辨識不穩——拋料時怎麼先分辨是髒了、磨損了，還是根本不是吸嘴的問題，見 〈吸嘴吸取不良、拋料怎麼辦？先判斷是髒了、磨損了，還是根本不是吸嘴的問題〉。

放在哪裡：X、Y、R 從哪裡來？為什麼元件要跟著錫膏走？

X、Y 是從板原點量到元件中心的座標，R 是元件要轉的角度；輸入後用相機教點確認，而且要在有 Mark 修正的狀態下教。座標從 Gerber 來，但元件最後要放在錫膏上——跟著錫膏走，不是死守 PAD。

機台最後一個「不知道」，是放在哪裡。每一顆元件都有一組 X、Y（從板原點量到元件中心）與角度 R。R 不改，元件就用它在料帶裡的角度放上去；R 輸入 90，吸嘴會先把元件轉 90 度再放。座標多半由 CAD 或 Gerber 的元件中心座標檔轉進來，再用相機抽點確認，有疑慮的再逐顆教。

教點有一個容易忽略的細節：要在「有 Mark 修正」的狀態下教。板子本身有伸縮、有偏轉，不在修正後的座標系裡教，教出來的點只對這一片準。另外，教座標最好放在最後——板子沒夾穩、Mark 還認不穩就先教，之後任何一項一改，前面教的點都要重來。

Gerber 是中心，但元件要跟著錫膏走

板廠依 Gerber 做板有偏差，鋼板開孔有公差，三方之中只有貼片機的程式是照 Gerber 精準寫的——前提是機台校正過、offset 落在中心值附近，並且掌握元件本身的尺寸誤差。問題出在錫膏印偏的時候：元件照 PAD 的座標打下去，有一端可能沒有完整坐在錫膏上，回焊時兩端受力不均，立碑、空焊常常就是這樣來的。

讓元件跟著錫膏實際印到的位置放，兩端都坐在錫膏上，回焊時熔錫的表面張力會把它拉回 PAD 上，這叫自我對位（self-alignment）。學術研究也提到，被動元件置件時把錫膏的量與偏移一起考慮，可以降低立碑與偏出 PAD 的機率（Parviziomran 等，2019，刊於《Procedia Manufacturing》）。但跟著錫膏走是止血；印刷為什麼偏，要回印刷端、從耗材查，別把貼片機的程式座標越改越偏離 Gerber，做法見 〈錫膏印刷不良怎麼排查？照印出來的樣子，倒推該換哪一個耗材〉。

回焊還有一件事要一起看：高大的元件會對旁邊較小的 BGA、CSP 形成遮蔽（shadow），局部溫度上不去，就可能出現 HIP（Head-in-Pillow）。這一類問題要在零件布局與爐溫曲線一起處理。

放完先看首件

首件的不良大致分三型：位置偏移、放錯位置、角度錯。偏移先查 ③ Mark、⑦ 教點與 ⑥ 辨識；放錯位置，查座標輸入或連板的區塊偏移量；角度錯，查 R 值與料帶方向。首件靠人工對 BOM 與座標很花時間，SMT 首件檢測儀 JHFAIS-G2 可以匯入 BOM 與座標，逐顆查錯件、漏件、反向與角度。

如果偏移不是一開始就有，而是越做越偏，就要往機台本體找：伺服馬達的編碼器誤差累積，定位會慢慢漂移；貼片頭 θ 軸機構磨耗，角度會偏。另外，X 軸拖鏈（坦克鏈）老化，電纜與氣管會在反覆彎折中受傷，造成時有時無的訊號或氣路異常；嘉鴻的坦克鏈頁把 YSM20R 的 X 軸拖鏈列為新款料號（KMK-M2267-00X），和 YSM10／YSM20 的老款不同，採購前先確認機型。

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多快多慢：速度、停留、高度、真空門檻要調哪幾個？

取料和放下各有一組：Z 軸下降與上升的速度、XY 移動速度、停留時間、高度補正、真空判定門檻。小元件可以全速；大、重、高的元件，放慢速度、加一點停留時間，常比加大吸力更有效。

心法講到這裡，剩下的是細節：放下去要多快多慢、取料時要多快多慢。每一台機台的欄位名稱不同，但都脫不了下面五件事：

大、重元件的道理，在 〈元件比手掌大、比手機重，貼片機吸得起來嗎？大型元件取放四關與吸嘴選型〉 算過：移動時元件是靠摩擦力跟著吸嘴走，同樣的加速度，需要的吸附力比抬起來那一瞬間還高。所以對大元件，降速往往比拚命加大吸附面積划算得多。

真空這一段，現場常見的其實不是設定錯，而是吸嘴與真空路徑髒了：吸嘴內孔積垢、過濾芯堵了、吸嘴座的密封圈漏氣，都會讓真空變弱、有料沒料分不清。YSM20R 官網把吸嘴健康檢查（Nozzle health check）列為機台自我監控的保養功能——機台幫您盯著狀態，清洗與更換還是要有人做。吸嘴清潔、潤滑保養、真空閥芯什麼時候換，見 〈從吸嘴清洗到潤滑保養：嘉鴻打造 SMT Mounting 的長期穩定工程〉。

機台要穩，供氣也要穩。Yamaha 官網寫的供氣條件是 0.45 MPa 以上、潔淨乾燥；廠務端的空氣過濾器與調壓閥，是這句話的第一道關卡。學的時候把整機速度調低、看清楚每一個動作，量產再調回來。

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型錄寫 95,000 CPH，現場的 Cycle Time 從哪裡來？

95,000 CPH 是 Yamaha 定義的最佳條件（X 軸雙樑、兩個 HM 頭）下的數字。現場的 Cycle Time 看的是程式：連板有沒有展開、有沒有最佳化、換幾次吸嘴、料槍離板子多遠、幾支吸嘴軸能不能一起取一起放。

八個問題回答完，程式就能跑了；讓它跑得快，是另一件事。型錄上的 95,000 CPH，官網註明是 X 軸雙樑、兩個 HM 頭、原廠定義的最佳條件下的置件能力。您的板子、您的料、您的程式，決定實際跑多快。

兩個提醒：最佳化做了通常回不去，做之前一定先另存備份；已經展開、最佳化過的程式要加元件，加完要重新展開、重新最佳化。

型錄 CPH 和現場 Cycle Time 之間差多少、怎麼估，嘉鴻智庫寫過一篇完整的：〈型錄上的速度不是您的速度〉。

A 點是托盤時，要多注意什麼？

托盤的取料點要教在托盤穴上，不是元件上——元件在穴裡會動，穴不會。穴距用第一穴和對角最後一穴一起教；穴底高度就是取件高度，整盤通常只用一個值，所以每一穴的穴底要一樣高。

QFP、BGA 這類大顆 IC 多半用托盤供料。托盤放上托盤架時，以托盤的角對齊架子的原點；取料點教在穴上：用第一穴與對角最後一穴的同一個位置，讓機台自己算出穴距，再一穴一穴確認相機有沒有跟著穴走。對角的道理和 Q03 一樣——距離拉得越長，穴距的累積誤差越容易被抓出來。

這裡又回到 Q06 那一句：XY 每顆量，Z 靠一致。元件在穴裡偏一點，相機會修；穴底高低不一，機台不知道。托盤的平面度、每一穴穴底的高度、穴與元件的間隙，才是托盤該守的規格——間隙要小於吸嘴能容忍的偏移。

標準托盤看的是 JEDEC 外形，不看設備廠牌；標準品內高不夠、側邊撐不住，就從結構改。相關的三篇：〈半導體週轉箱與防靜電方盤怎麼選｜三層防護、JEDEC 方盤尺寸與自動化對接〉、〈Tray 盤規格不符、內高不夠？嘉鴻提供客製設計改善方案〉、〈開模費要天價？新設計被綁架？防靜電 Tray 盤共享模具，小量訂單直接下〉。

托盤料多半是濕敏元件，拆封後的曝露時間與烘烤要一起管，見 〈濕敏元件 MSL 是什麼？J-STD-033 的包裝、曝露時間與烘烤一次搞懂〉。

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放歪了、拋料了，先查哪一問？

先分清楚是整片偏、某幾種料偏，還是越做越偏。整片同方向偏看 ③ Mark 與 ⑦ 教點；某幾種料偏看 ⑤ 元件資料與 ⑥ 辨識；越做越偏看機台本體。對到八個問題，就知道該改的是程式，還是該換零件。

表裡的「先查」是順序，不是結論。整片同方向偏，多半先從程式與對位查；但同樣的偏移若一週比一週大，就不要再改程式了——那是機台在告訴您，某個零件該換了。

想請嘉鴻做吸嘴、支撐或托盤，要準備哪些資料？

先說機型與頭型（例：YSM20R、HM 頭），再依要做的東西給資料：吸嘴給元件規格或樣品、底視圖與上表面照片；支撐給板子尺寸、板厚、翹曲方向與現用支撐的高度；托盤給元件尺寸與重量、是否要符合 JEDEC 外形。

這八個問題，也是我們設計周邊零件的起點：先問這個零件落在哪一問，再問那一問有沒有眼睛每顆量——有，偏移不要大到吸不住、框不到就好；沒有，就要做到一致。下表是最常被問的三類：

YSM20R 以外的機台，一樣照這八個問題問：Panasonic、FUJI、JUKI 的畫面名稱不同，問題不變。各品牌的適配零件，見 貼片相關（全品牌） 與 YAMAHA 山葉貼片機零件 兩個總分類。