異型元件進(jìn)化

1、3/3異型元件的進(jìn)化ByGregoryHolcombandTawnyahenderson今日的自動(dòng)異型元件裝置供應(yīng)比手工裝置工藝更多的生產(chǎn)效益。老格言，“時(shí)間就是金錢”，在今日的技術(shù)進(jìn)步社會(huì)里更是應(yīng)驗(yàn)。特別是在電子工業(yè)，計(jì)算機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器和便攜式電腦產(chǎn)品的產(chǎn)品到市場(chǎng)(product-to-market)的周期已經(jīng)從幾年縮短到12個(gè)月或更少。更快、更好、和更廉價(jià)的產(chǎn)品出現(xiàn)正以一個(gè)迅速的步伐在進(jìn)化。希望在全世界市場(chǎng)上保持競(jìng)爭(zhēng)力的原設(shè)施制造商(OEM,originalequipmentmanufacturer)和合約電子制造商(CEM,contractelectronicsmanufacturer)

2、必然經(jīng)過盡可能的自動(dòng)化來提升產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)效率。生產(chǎn)線上的手工工藝必然認(rèn)真審察，決定如何自動(dòng)化或優(yōu)化這些工藝。異型元件的現(xiàn)實(shí)與其連續(xù)存在性異型裝置(odd-formassembly)是那些效率低的手工工藝，還能夠夠在全世界范圍內(nèi)的生產(chǎn)線上找到。它是那些可能擁有不平常形狀的元件貼裝；要求專門的辦理；在板上的數(shù)目少；或許有其他的問題不一樣樣意它經(jīng)過優(yōu)秀的貼裝系統(tǒng)來自動(dòng)化辦理。平常，這些異型元件是手工裝置的。因?yàn)槎鄻踊奶厣蜎]有可調(diào)理的牢固方法，異型裝置平?？紤]是自動(dòng)化的最后難題。但是，異型自動(dòng)化正變?yōu)楣I(yè)當(dāng)先者的一個(gè)增加的現(xiàn)實(shí)，它們認(rèn)識(shí)到這是圓滿生產(chǎn)線優(yōu)化的一個(gè)不用要的路障。本來就有的異型元件

3、(Oddformbydefault)與本來的假想相反，通孔技術(shù)沒有圓滿消逝。事實(shí)上，表面貼裝元件技術(shù)的進(jìn)步浸透著愈來愈多的通孔元件和異型元件的使用。跟著昨天的標(biāo)準(zhǔn)元件被諸如倒裝芯片(flipchip)和球柵陣列(BGA,ballgridarray)這種更小、更先進(jìn)的包裝所代替，剩下的標(biāo)準(zhǔn)元件就變?yōu)楫愋驮?。比方，雙排包裝(DIP,dualinlinepackage)元件與DIP設(shè)施都從前在PCB裝置中是標(biāo)準(zhǔn)的。但是DIP此刻因?yàn)槠湓赑CB上使用的限制性，是一種常有得異型元件，所以不可以夠購置到只裝這一種元件種類的設(shè)施。異型從前以為是標(biāo)準(zhǔn)的元件的其他形狀要素已經(jīng)被更小、更快的元件包裝所代替。例

4、子包含連結(jié)器、電阻和電容。固然減少，但這種元件的使用將不會(huì)消逝，因?yàn)槠淇孔V性、圓滿性、成本和適用性，不會(huì)要求小型的或先進(jìn)的包裝元件。其他，很多通孔元件比表面貼裝元件更簡(jiǎn)單購置和交貨時(shí)間更短。因?yàn)槿窟@些原由，工業(yè)憂如意識(shí)到盡可能地使用通孔元件，把異型看作未來裝置工藝的一個(gè)圓滿部分是有優(yōu)秀的商業(yè)意義的。設(shè)計(jì)采納的異型元件(Oddformbydesign)異型元件裝置連續(xù)存在的其他要素是，設(shè)計(jì)時(shí)考慮采納的異型元件。這些元件平常被看作異型，是因?yàn)橄喈?dāng)于PCB上其他表面貼裝或通孔元件，它們的尺寸大小和特其他辦理要求。這些設(shè)計(jì)上的異型元件的例子包含變壓器、LED、顯示器、繼電器、頭(header)、SI

5、MM、DIMM、和電源連結(jié)器等。這種元件為產(chǎn)品供應(yīng)的價(jià)值是，更先進(jìn)成本更高的包裝價(jià)錢上沒法知足，以及可達(dá)到更高的耐用性。比方，在成本密集的汽車工業(yè)，電子引擎控制模塊要求經(jīng)受一個(gè)難以寬容的環(huán)境。常常裸露在極高平和振動(dòng)之下，要求以合理的價(jià)錢采納最牢固和靠譜的裝置技術(shù)。一些近似的例子可從電信、計(jì)算機(jī)電子、和開銷電子中找到。在這些應(yīng)用中，成本和靠譜性就是成功與失敗的差異。今日的異型自動(dòng)化直到此刻，本來就有的異型元件使得采納自動(dòng)化設(shè)備合理性更難，因?yàn)橘N裝/插件的量較少。其他，設(shè)計(jì)異型(oddformbydesign)的問題是沒有足夠靈巧的設(shè)施來辦理這些高度混淆的異型元件。只管這樣，用現(xiàn)有的異型電子裝置技

6、術(shù)，自動(dòng)化既是合理的，也是可獲得的。在大部分狀況下，設(shè)施制造商供應(yīng)足夠的靈巧性，在一個(gè)平臺(tái)上辦理高度混淆與高產(chǎn)量的異型元件。使用今日的技術(shù)，異型通孔和表面貼裝元件能夠用單調(diào)的系統(tǒng)來貼裝，經(jīng)過供應(yīng)先進(jìn)的送料、定位、抓取和夾緊技術(shù)(圖一)。此刻的送料(feeding)技術(shù)包含靠譜的帶料、管料、盤料和散料供應(yīng)方法。這種不一樣樣的產(chǎn)品混淆已經(jīng)使得幾乎全部異型元件的自動(dòng)化成為可能。每一種送料方法有其長處和弊端，看其應(yīng)用而定，但是都為手工代替供應(yīng)更靠譜、更靈巧和更迅速的方法。還有，跟著工業(yè)將元件包裝和送料方法標(biāo)準(zhǔn)化，送料技術(shù)將獲得改良。此刻的定位(locating)技術(shù)包含三維(3-D)適應(yīng)與視覺。3-D

7、適應(yīng)技術(shù)(3-Dcompliancetechnology)贊成元件靠譜地定位在送料器上，除去了不用要的視覺要求。視覺方案最適合于異型、表面貼裝應(yīng)用，更精巧間距的引腳和變化的包裝設(shè)計(jì)使得要求靠譜的定位與貼裝。此刻的抓取(grapping)技術(shù)贊成在任何混淆與次序中辦理幾乎全部的異型通孔和表面貼裝元件，而不需要換工具。現(xiàn)有的技術(shù)可經(jīng)過元件身體或引腳來抓取，這是辦理DIP時(shí)最有效的。今日的抓取技術(shù)范圍從精巧工具，只辦理一些元件種類，到柔性3-D適應(yīng)工具，可辦理最多的元件種類。周期時(shí)間和混淆/產(chǎn)量要求平常決定哪一種技術(shù)最適合于某種應(yīng)用。更精巧的工具對(duì)較低混淆、較高產(chǎn)量的應(yīng)用供應(yīng)更好的效益，而更柔性的3

8、-D適應(yīng)工具在中等和高混淆、中等產(chǎn)量的應(yīng)用中產(chǎn)生更好的效益。此刻的夾緊(clinching)技術(shù)是最具靈巧性的。高速、可編程、單頂針夾緊技術(shù)贊成任何數(shù)目的引腳在任何方向(0360)和角度上夾緊。大的引腳(達(dá)到0.062的鋼引腳)此刻能夠夾緊，用于決定手工工藝的專用夾緊程式此刻能夠更靠譜更快地用今日的夾緊技術(shù)來辦理。這些異型技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果是，從前用手工離線(off-line)達(dá)成的工作能夠經(jīng)過全自動(dòng)或半自動(dòng)異型貼裝系統(tǒng)來更有效地在線(in-line)達(dá)成。從手工到自動(dòng)化：理想的異型狀況有一些存在于自動(dòng)異型裝置過程的應(yīng)用將比手工裝置工藝在生產(chǎn)線上供應(yīng)更有利的和生產(chǎn)力更高的結(jié)果。一些這種應(yīng)用包含：要

9、求引腳浸錫膏(pin-in-paste)工藝的元件因?yàn)槌叽绾托螤铍y以手工辦理的元件，如LED、三端雙向可控硅開關(guān)元件(triac)、小型軸向元件和插針頭(pinheader)要求用戶剪切與成型的元件，如TO-220帶有密腳的非標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝元件有極性問題的元件要求夾緊(即插件后彎腳)的元件，如頭部較重的元件手工裝置不可以夠保持生產(chǎn)線節(jié)奏速率的較高產(chǎn)量的元件要求夾緊的大引腳元件(圖二)要求專門夾緊程式的元件一旦自動(dòng)異型設(shè)施已經(jīng)購置，生產(chǎn)線均衡是下一步。平常，異型貼裝系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)線湊近尾部-在頂面表面貼裝元件系統(tǒng)或?qū)ｉT徑向或軸向插件機(jī)今后，在波峰焊接工序從前。因?yàn)槎喟胪自缓媒?jīng)過波峰焊接爐而不

10、是回流焊接爐來辦理，這種布局幫助把元件混淆配合適合的焊接工序。直到全部通孔元件能夠經(jīng)受回流焊接環(huán)境和波峰焊接沒有必需了，這種生產(chǎn)線的布局將連續(xù)部分地依靠所要求的焊接工藝的供應(yīng)。異型自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)上合算嗎？全自動(dòng)裝置系統(tǒng)的投資回報(bào)(ROI,returnoninvestment)能夠在1218個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)，對(duì)近似的、高再用固定設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)是35年。半自動(dòng)方法，擁有相當(dāng)少的固定財(cái)產(chǎn)開銷，可能供應(yīng)甚至更快的回報(bào)。其他，假如考慮到因?yàn)槭止ぎ愋脱b置平常所產(chǎn)生的質(zhì)量輸出差而造成的收入損失，那么自動(dòng)化可能更加合理。假如計(jì)算報(bào)廢、浪費(fèi)、返工、維修、退回貨物的重檢查、裝運(yùn)和從頭包裝、索賠對(duì)付、改換、和名譽(yù)的附帶成本，那么手工異型裝置可能是成本太高了。結(jié)論異型裝置不用然是一個(gè)手工的過程。對(duì)那些已經(jīng)開始將其生產(chǎn)線上那些保存下來的手工工藝自動(dòng)化的工廠來說，其結(jié)果更說明投資的合理。一些工業(yè)當(dāng)先者光在返工一項(xiàng)就獲得每年很多的節(jié)儉，單線上的缺陷減少7