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准确地说，贴片机属于高精度、全自动的工业智能机器人，是SMT设备中价值最大、涉及学科种类最多的核心设备。贴片机的工作流程是通过控制完成吸取—快速移动—精准定位—正确放置等步骤，实现将元件准确贴放在PCB的焊盘位置，贴片机贴装流程见图1-2。
图1-2 贴片机贴装流程
贴片机的功能以及综合性技术决定了贴片机需由多个系统组成，其中主要包括机械系统、供料系统、控制系统、检测识别系统以及贴装系统组成，每个子系统在贴片机整机中都有自己的功能，且每个子系统下边又由多个组件或机构组成，贴片机系统构成见图1-3。
图1-3 贴片机系统构成
贴片机采用了计算机控制、光学检测、高精度运动控制等先进技术，技术含量高，价格昂贵。其基本机械构成包括：机架、PCB传送支撑平台、运动控制系统、视觉检测系统、喂料器和贴装头。
（1）机架
机架是整个贴片机的骨架，起到支撑固定的作用，所有其他部件都被安装在机架上，机架必须具有足够的精度和韧性，以保持贴片机的精度要求。机架依据加工方法分为整体铸造式和钢板焊接式两种，整体铸造式相对较稳固，而钢板焊接式加工简单、成本低、使用比较普遍。
（2）PCB传送支撑平台
PCB传送支撑平台采用皮带机构，由光电传感器检测PCB的移动位置；PCB支撑平台用于将PCB板固定在贴装位置。在贴片机运行时，由传送带将PCB从上一工序传送到预定的贴装位置，再由固定装置将PCB板固定在PCB支撑平台上以完成元器件的贴装，贴装完成后由传送带将PCB板传送到下一个工序。
（3）运动控制系统
贴片机上的运动控制系统由 X - Y 轴运动平台和相关控制器构成。其带动安装在其上的贴装头移动，可以实现对贴装位置和拾取位置的精确定位。
（4）视觉检测系统
视觉检测系统由相关的光学检测器件构成，通过光学检测到的元件和PCB板图像，识别贴装位置和元件角度等完成贴装需要的数据。
（5）喂料器
喂料器是元器件的存储机构，用于向贴片机提供各种类型的元器件，通常位于贴片机的周围。根据喂料器上元器件的包装不同，可以将喂料器分为带式喂料器、盘式喂料器、散装盒式喂料器和杆式喂料器等几种类型。
（6）贴装头
贴装头是元件贴装拾取的执行部件，可以吸取喂料器的元件，并将其贴装到相应的贴装点。
根据不同的贴装方式，贴片机主要有以下4种分类：转塔式、拱架式、复合式和平行式结构。根据不同的贴装要求和贴装工艺可以选择不同类型的贴片机，以下对这4种类型贴片机进行简单介绍。
（1）转塔式贴片机
转塔式贴片机（见图1-4），它的供料器和传送轨道将电子元件和电路板运送到指定位置，转塔首先在供料器上拾取对应的SMD元件，然后通过旋转将这些元件贴放到传送轨道的电路板上，这样就节省了来回取件和贴放的时间。这种结构为其带来了高效的工作方式，因此这种类型贴片机工作速度相当快，如Universal公司的HSP4797机器贴装速度可达到0.07s/片。但是受到结构和贴装方式的限制，其贴装精度比较低，贴片种类单一，只能处理带状料，贴装速度也很难有进一步的提升。目前我国现有的SMT流水线上仍保存着大量的这种类型贴片机。从目前发展情况来看，转塔式机器已经失去了在高速贴片机中的垄断地位，逐渐被其他多悬臂高速贴片机所取代。
图1-4 转塔式贴片机
转塔式机器主要应用于大规模的计算机板卡、移动电话、家电等产品的生产上，这是因为在这些产品当中，阻容元件特别多、装配密度大，很适合采用这一机型进行生产。相当多的台资、港资电子组装企业以及内地电器生产商都采用这一机型，以满足高速组装的要求。生产转塔式机器的厂商主要有Panasonic、Hitachi、Fuji。
（2）拱架式贴片机
拱架式（又称动臂式）贴片机如图1-5所示。拱架式贴片机是最传统的贴片机，可分为单臂式和多臂式，其结构与转塔式有所不同，它的喂料器和PCB是固定不动的，然后通过视觉定位控制 X 轴、 Y 轴的运动对贴片头精准定位，再通过 Z 轴的上下运动和 T 轴的旋转运动实现电子元件的吸取以及准确贴装。拱架式贴片机具有较好的灵活性和精度，适用于大部分元件，高精度机器一般都是这种类型，但其速度无法与复合式、转塔式和大型平行系统相比。不过元件排列越来越集中在有源部件上，比如有引线的QFP（Quad Flatpackage，四边扁平封装器件）和BGA（Ball Grid Array，球栅阵列器件），安装精度对高产量有至关重要的作用。复合式、转塔式和大型平行系统一般不适用于这种类型的元件安装。
图1-5 拱架式贴片机
因拱架式结构的灵活性，它是很多著名厂家的主要生产类型。如美国Universal公司的GSM2贴片机有2个动臂安装头，可分别交替对2块PCB同时进行安装。绝大多数贴片机厂商均推出了采用这一结构的高精度贴片机和中速贴片机，例如美国Universal公司的AC72、荷兰Assembleon公司的AQ-1、日本Hitachi公司的TIM-X、日本Fuji公司的QP-341E和XP系列、日本Panasonic公司的BM221、韩国Samsung公司的CP60系列、日本Yamaha公司的YV系列、日本Juki公司的KE系列。
（3）复合式贴片机
复合式机器是从拱架式机器发展而来的，它集合了转塔式和拱架式的特点，在动臂上安装有转盘，像Siemens的Siplace80S25贴片机，有两个带有12个吸嘴的旋转头。Universal公司也推出了带有30个吸嘴的旋转头，称之为“闪电头”，2个这样的旋转头安装在Genesis贴片平台上，可实现每小时60000片贴片速度。从严格意义上来说，复合式机器仍属于动臂式结构。由于复合式机器可通过增加动臂数量来提高速度，具有较大灵活性，因此它的发展前景被看好。但它的缺点是贴片类型较为单一，而且产品价格昂贵。著名SMT厂家Siemens推出的HS60机器安装有4个旋转头，贴装速度高达每小时60000片。图1-6为复合式贴片机。
图1-6 复合式贴片机
（4）平行式结构贴片机
大规模平行系统（又称模组机）如图1-7所示，使用一系列小的单独的贴装单元（也称为模组）。每个单元有自己的丝杆位置系统，安装有相机和贴装头。每个贴装头可吸取有限的带式送料器，贴装PCB的一部分，PCB以固定的间隔时间在机器内步步推进。单独的各个单元机器运行速度较慢，但它们连续地或平行地运行会有很高的产量。如Assembleon公司的AX-5机器可最多有20个贴装头，实现了每小时15万片的贴装速度，堪称业界第一，但就每个贴装头而言，贴装速度在每小时7500片左右，仍有大幅度提高的可能。这种机型也主要适用于规模化生产，例如手机的生产。
图1-7 平行式结构贴片机
生产大规模平行系统式机器的厂商主要有Assembleon。Fuji公司也推出了采用类似结构的NXT型超高速贴片机，通过搭载可以更换的贴装工作头，同一台机器既可以是高速机也可以是泛用机，几乎可以进行所有贴装元器件的贴装，从而使设备的初期投资及增加设备投资降低到最低程度。
从目前贴片机发展情况来看，模块化复合型架构、多悬臂、高速智能贴片头、柔性化将会是未来贴片机的发展趋势。贴装柔性包括以下几个方面。
①能够适应不同PCBA产品；
②能够兼顾精度和速度；
③能快速生产转换；
④能够根据生产需要进行升级换代。
根据贴装速度可以将贴片机分为低速贴片机、中速贴片机、高速贴片机、超高速贴片机。
①低速贴片机。贴装速度<3000片/h。
②中速贴片机。3000片/h<贴装速度<11000片/h。
③高速贴片机。11000片/h<贴装速度<40000片/h。
④超高贴片机。贴装速度>40000片/h。
通常高速贴片机采用固定多头（约6个）或双组贴片头安装在 X - Y 导轨上， X - Y 伺服系统为闭环控制，故有较高的定位精度，贴片器件的种类较广泛。这类贴片机种类最多，生产厂家也多，能在多种场合下使用，并可以根据产品的生产能力大小组合拼装使用，也可以单台使用（因它的贴片功能强）。而超高速贴片机则多采用旋转式多头系统，根据多头旋转的方向又分为水平旋转式与垂直旋转式，前者多见于松下和三洋产品，后者多见于西门子等产品。
还有一种超高速贴片机，如Assemhleon-FCM和FUJI-QP-132E贴片机，它们均由16个贴片头组合而成，其贴片速度分别达9.6万片/h，12.7万片/h。它们的特点是16个贴片头可以同时贴装，故整体贴片速度快，但对单个头来说却仅相当于中速机的速度，故贴片头运动惯性小，贴片精度能得以保证。
由于近年来元件片式化率越来越高，SMC/SMD品种越来越多，形状不同，大小各异，此外还有大量的接插件，因此对贴片机贴装品种的能力要求越来越高。目前，一种贴片机还不能做到既能高速度贴装又能处理异型、超大型元件，故专业贴片机又根据能贴装元件的品种分为两大类：一类是高速/超高速贴片机，主要以贴片式元件为主体；另一类能贴装大型器件和异型器件，称为多功能机。
通常多功能机的贴片头仍安装在 X - Y 导轨上，贴片时PCB固定在导轨上，能处理各种异型或超大型元件，并能贴装100mm×90mm×2.4mm（ L × W × T ）的异型器件。
欧洲SMT设备供应商安必昂（Assembleon）生产的ACM Micro贴片机，采用“机座悬浮避振装置”“ X 、 Y 导轨全部采用直线电机-光栅系统”“贴片头位置重心自动调整驱动力”“ Z 轴压力霍尔传感器控制”“同轴双吸嘴设计”“导轨运行升温精度误差补偿”“QFP三维成像共面性检测”和“FC助焊剂转台”等多项先进技术，是目前SMT业界精度最高的多功能贴片机。
当然，目前这两类贴片机的贴片功能可互相兼容，即高速贴片机不仅能贴装片式元件，而且能贴装尺寸不太大的QFP和PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier），甚至能贴装CSP。这样做的好处是将速度、精度、尺寸三者兼容，两台贴片机连线工作时，能将所有元件进行适当分配，以达到两台贴片机的总体贴装时间互相平衡，这对提高总体贴装速度是非常有意义的。
根据不同的贴装顺序和自动化程度分类，分为以下两类。
（1）按贴装顺序分类
这种分类方法在现实生产中不常用，仅用于理论分析。按贴装方式可以分为以下几类。
①顺序式。即通常见到的贴片机，它是按照顺序将元件一个一个贴到PCB上，故称之为顺序式贴片机。
②同时式。使用专用料斗（每个斗中放一种圆柱式元件），通过一个塑料管送到PCB对应的焊盘上，每个焊盘都有一个元件料仓和塑料管，一个动作就能将元件全部贴放到PCB相应的焊盘上。这种方法多见于高频头的生产中，它适应大批量生产产品，但仅适应于圆柱元件。它的缺点是：更换产品时，所有工装夹具全部要更换，费用高，时间长，目前这种方法已很少使用。
③同时在线式。这类贴片机是由多个贴片头组合而成，最典型的就是Assembleon-FCM。工作时，16个贴片头可同时对一块PCB贴片，故称为同时在线式。
（2）按自动化程度分类
目前大部分贴片机是全自动机电一体化的机器，但也有一种是手动式贴片机。这类贴片机的机头有一套简易的手动支架，手动贴片安装在 Y 轴头部， X 、 Y 、 θ 可以靠人手的移动和旋转来校正位置。有时还可用光学系统配套来帮助定位，这类手动贴片机主要用于新产品开发，具有价廉的优点。
从以上几种类型贴片机可以看出，每种贴片机都有自己的优点和缺点，根据不同的工艺以及成本要求，可以选择不同类型的贴片机。同时，随着科技的不断创新和进步，SMT设备还在不停地完善，新一代更加稳定高效的贴片机定会出现，贴片机的研究工作还需要不断的探索。