SMT貼片生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)資料

SMT貼片生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)SMT是SurfaceMountTechnology的縮寫形式，譯成外表自動(dòng)貼裝技術(shù)。美國(guó)SMT的發(fā)源地，1963年世界消滅第一只外表貼裝元器件和飛利浦公司推出第一塊外表貼裝集成電路以來，SMT已由初期主要應(yīng)用在軍事、航空、航天等尖端產(chǎn)品和投資類產(chǎn)品漸漸廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)、通訊、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等各行各業(yè)。SMT2080年月，SMT技術(shù)已成為國(guó)際上最熱門的一代電子組裝技術(shù)，被譽(yù)為電子組裝技術(shù)一次革命。作為“世界工廠”SMT生產(chǎn)線的保有量不下上萬條，是名副其實(shí)的SMT生產(chǎn)大國(guó)。但由于SMTSMT生產(chǎn)設(shè)備如何選型建線，仍是一個(gè)簡(jiǎn)單而困難的工作。第一章SMT設(shè)備中貼片機(jī)的選擇最為關(guān)鍵一般SMT3要組成一條完整的SMT生產(chǎn)線，必定包括實(shí)施上述工藝步驟的設(shè)備。特別是貼片機(jī)，往往會(huì)占到整條生產(chǎn)線投資的60％以上，所以貼片機(jī)的選擇最為關(guān)鍵?！参宜維MT設(shè)備組架是半自動(dòng)印刷機(jī)+SiemensHS50+F5+回流焊。主要貼片設(shè)備都是以SiemensS20、HS50、F5為主，JUKI設(shè)備為副〕1.貼片機(jī)1〕貼片機(jī)的分類目前生產(chǎn)貼片機(jī)的廠家眾多，構(gòu)造也各不一樣，但按規(guī)模和速度大致可分為大型高速機(jī)(俗稱“高速機(jī)”和中型中速機(jī)(俗稱“中速機(jī)”)，其他還有小型貼片機(jī)和半自動(dòng)／3-4倍。生產(chǎn)大型高速貼片機(jī)的廠商Panasonic、Siemens、FUJIAssembleon(安必昂)、Hitachi(原三洋)等；生產(chǎn)中型中速貼片機(jī)的廠商主要有Juki、Yamaha、Samsung、Mirae、Mydata等。其中PanasonicSiemensFuji“三駕馬車”。SMT生產(chǎn)線一般由2臺(tái)貼片機(jī)組成：一臺(tái)片式Chip元件貼片機(jī)(俗稱高速貼片機(jī))和一臺(tái)IC元件貼片機(jī)(俗稱高精度貼片機(jī))，這樣各司其責(zé)，有利于貼片機(jī)發(fā)揮出最高的貼片效率。但現(xiàn)在狀況正發(fā)SMT生產(chǎn)線只有一臺(tái)貼片機(jī)成為了投資，這種貼片機(jī)頗受中小企業(yè)、科研院所的青睞。典型機(jī)型有Siemens的F5系列、Panasonic的MSF。2〕貼片機(jī)構(gòu)造目前貼片機(jī)構(gòu)造大致可分為四種類型：動(dòng)臂式(又稱“拱架式”)、復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)。動(dòng)臂式機(jī)器是最傳統(tǒng)的貼片機(jī)，具有較好的敏捷性和精度，適用于大局部元件，高精度機(jī)器一般都是這種類型，但其速度無法與其它類型相比。不過元件排列越來越集中在有源部件上，比方有引線的QFP(Quadflatpackage，四邊扁平封裝器件)BGA(Ballgriddarray，球柵陣列器件)轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)一般不適用于這種類型的元件安裝。動(dòng)臂式機(jī)器分為單臂式和多臂式，單臂式是最早先進(jìn)展起來的現(xiàn)在仍舊使用的多功能貼片機(jī)。在單臂式根底上進(jìn)展起來的多臂式貼片機(jī)可將工作效率成倍提高，如美國(guó)Universal公司的GSM2貼PCB1所示。絕大多數(shù)貼片機(jī)廠商均推出了承受這一構(gòu)造的高精度貼片機(jī)和中速貼片機(jī)，例如Universal公司的GSM系列、Assembleon公司的ACM、HitachiTIM-X、FujiQP-341E和XP系列、Panasonic公司的BM221、Samsung公司的CP60系列、Yamaha公司的YV系列、Juki公司的KE系列、MiraeMPS系列。復(fù)合式機(jī)器是從動(dòng)臂式機(jī)器進(jìn)展而來，它集合了轉(zhuǎn)塔式和動(dòng)臂式的特點(diǎn)，在動(dòng)Siemens的Siplace80S12個(gè)吸嘴的轉(zhuǎn)盤，如圖2所示。Universal公司也推出了承受這一構(gòu)造的貼片機(jī)Genesis，有兩個(gè)帶有30個(gè)吸嘴的旋轉(zhuǎn)頭，貼片速度到達(dá)60000片／h。從嚴(yán)格意義上來說，復(fù)合式機(jī)器仍屬于動(dòng)臂式構(gòu)造。由于復(fù)合式機(jī)器可通過增加動(dòng)臂數(shù)量來提高速度，具有較大敏捷性，因此它的進(jìn)展前景被看好，例如Siemens的HS604個(gè)旋轉(zhuǎn)頭。3所示。轉(zhuǎn)塔式機(jī)器由于拾取元件和貼片動(dòng)作同時(shí)進(jìn)展，使得貼且歷經(jīng)十余年的進(jìn)展技術(shù)已格外成熟，如F呻公司的CP842E機(jī)器貼裝速度可到達(dá)0．068s／片。但是這種機(jī)器由于機(jī)械構(gòu)造所限，其貼裝速度已到達(dá)一個(gè)極限值，不行模的計(jì)算機(jī)板卡、移動(dòng)、家電等產(chǎn)品的生產(chǎn)上，這是由于在這些產(chǎn)品當(dāng)中，阻容元件特別多、裝配密度大，很適合承受這一機(jī)型進(jìn)展生產(chǎn)。相當(dāng)多的臺(tái)資、港資電子組裝企業(yè)以及國(guó)內(nèi)電器生產(chǎn)商都承受這一機(jī)型，以滿足高速組裝的要求。生產(chǎn)轉(zhuǎn)塔式機(jī)器的廠商主要有Panasonic、Hitachi、Fuji。大規(guī)模平行系統(tǒng)使用一系列小的單獨(dú)的貼裝單元。每個(gè)單元有自己的絲桿位置系統(tǒng)，安裝有相機(jī)和貼裝頭。每個(gè)貼裝頭可吸取有限的帶式送料器，貼裝PCB的一局部，PCB以固定的間隔時(shí)間在機(jī)器內(nèi)步步推動(dòng)。單獨(dú)地各個(gè)單元機(jī)器運(yùn)行速度較慢?？墒?，它們連續(xù)的或平行的運(yùn)行會(huì)有很高的產(chǎn)量。如Philips公司的FCM機(jī)器有16個(gè)安裝頭，實(shí)現(xiàn)了0．0375s／片的貼裝速度，但就每個(gè)安裝頭而言，貼裝速度在0．6s／片左右，仍有大幅度提高的可能。這種機(jī)型也主要適用于規(guī)?；a(chǎn)，需要指出的是，由于各種緣由這種機(jī)型在我國(guó)電子行業(yè)中的市場(chǎng)占有率較前3種機(jī)型要小很多。生產(chǎn)大規(guī)模平行系統(tǒng)式機(jī)器的廠商主要有Philips，F(xiàn)uji公司也推出了承受這一構(gòu)造的QP-13213．3萬片／h，堪稱業(yè)界第一。復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)屬于高速貼裝系統(tǒng)，一般用于小型片狀元件安“射片機(jī)”(Chipshooter)，由于它通常用于組裝片式電阻電容。另外，此類機(jī)器具有高速“射出”的力量。由于無源元件，即“芯片”以及其他引線元件所需精度不高，射片機(jī)組裝可實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)能。高速機(jī)器由于構(gòu)造較一般動(dòng)臂式機(jī)器簡(jiǎn)單很多，因而價(jià)格也高出很多，在選擇設(shè)備時(shí)要考慮到這一點(diǎn)。5×103-20×103個(gè)／h元件(cph)。復(fù)合式和轉(zhuǎn)塔式機(jī)器的組裝速度較高，一般為20×103-50×103個(gè)／h。大型50×103-100×103個(gè)／h。與貼片機(jī)的狀況不同，印刷機(jī)的生產(chǎn)廠商要少很多，主要有美國(guó)的MPM、英國(guó)的DEK、日本的Minami、Hitachi、德國(guó)的EKRA，特別是前兩家，市場(chǎng)占有率較其SMT設(shè)備連接，需要人為干預(yù)(例如傳送板子)，但構(gòu)造簡(jiǎn)潔、價(jià)格廉價(jià)(1／10-1／5)，適合科研院所使用，典型機(jī)型DEK的248。全自動(dòng)印刷機(jī)可連進(jìn)SMT生產(chǎn)線里，無須人為干預(yù)，自動(dòng)化程度高，適用于規(guī)?；a(chǎn)。如英國(guó)DEK公司的DEK265INFINITY數(shù)可用計(jì)算機(jī)數(shù)字化設(shè)置，絲網(wǎng)和基板的標(biāo)記可用其視覺系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別對(duì)準(zhǔn)，其印刷重復(fù)定位精度可達(dá)±0．004mm、印刷循環(huán)周期為8s。其他較典型機(jī)型有MPM的UP3000系列、Minami的MK系列、EKRA的X5。需要指出，在傳統(tǒng)的焊膏印刷過程中，影響印刷效果的最大變量之一是放置在模板上的焊膏品質(zhì)不斷地變化；焊膏中助焊劑的蒸發(fā)；焊劑中的低沸點(diǎn)溶劑的蒸發(fā)；錫球在開放的環(huán)境中氧化及焊膏在印刷暫停時(shí)可印性變差等。另外，隨著焊膏的使用，刮刀推動(dòng)的焊膏量削減，從而引起漏印，或者由于過多的焊膏粘在刮刀上而引起網(wǎng)孔不能完全填滿。解決這個(gè)問題的方法是將焊膏放在一個(gè)容器里，承受自動(dòng)焊膏涂敷系統(tǒng)，就可以保證焊膏適時(shí)適量地加到模板上。另外，使用帶有涂敷系統(tǒng)的容器還可減少焊膏在操作者面前的暴露程度，并且使設(shè)備和其它工具盡量保持干凈。目前MPM和DEK公司都開頭承受這一技術(shù)，MPM稱之為“流變泵”，DEK稱之為“ProFlow”?；亓骱附釉O(shè)備正向著高效、多功能、智能化進(jìn)展，其中有具有獨(dú)特的多噴口氣流掌握的回流焊爐、帶氮?dú)獗Ｗo(hù)的回流焊爐、帶局部強(qiáng)制冷卻的回流焊爐、可以監(jiān)測(cè)元器件溫度的回流焊爐、帶有雙路輸送裝置的回流焊爐、帶中心支撐裝置的回流焊爐等。除了上述這些型回流焊爐外，智能化再流焊爐也已經(jīng)消滅了，其調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)由內(nèi)置計(jì)算機(jī)掌握，在Window視窗操作環(huán)境下可很便利使用鍵盤或光筆輸入各種數(shù)據(jù)，又可快速地從內(nèi)存中取出或更換回流焊工藝曲線，節(jié)約調(diào)整時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。智能化回流焊爐的很多機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，例如：回流爐自動(dòng)啟動(dòng)和停頓，在規(guī)定時(shí)間選定存儲(chǔ)的回流焊工藝曲線，自動(dòng)調(diào)整加熱區(qū)設(shè)置，啟動(dòng)回流焊爐，到時(shí)關(guān)閉。鏈?zhǔn)絺魉蛶挾茸詣?dòng)調(diào)整，與加工印制板尺寸相匹配，通氮工藝與常規(guī)空氣回流焊工藝變換等功能的自動(dòng)設(shè)置都不必人工操作，全由計(jì)算機(jī)程序掌握。智能化回流焊爐的消滅，給SMT焊接工藝增加了的活力?；亓骱笭t的主要廠家有美國(guó)BTU、HellerERSA、SEHO、荷蘭的SOLTECANTOM等公司。回流焊爐國(guó)內(nèi)廠家也可制造，例如勁拓、創(chuàng)益等，盡管在功能性、穩(wěn)定性、溫控精度上與國(guó)外先進(jìn)水平有些差距，但性能完全可以滿足需求，價(jià)格也要廉價(jià)很多。在建立SMT“量體裁衣(未加說明均為一臺(tái))：方案一：多功能SMT生產(chǎn)線。DEK248半自動(dòng)印刷機(jī)、SiemensF5多功能貼片機(jī)、勁拓GS-8001臺(tái)SiemensF5多功能貼片機(jī)，但可貼裝近乎全部元件，另外為壓縮開支，回流焊爐和傳送機(jī)構(gòu)均可承受國(guó)產(chǎn)設(shè)備，印刷機(jī)為半自動(dòng)。估量總投資在250萬元左右。該生產(chǎn)線適合批量不大、品種較多的小型企業(yè)和科研院所。方案二：中速SMT生產(chǎn)線。YAMAHAYVP-Xg全自動(dòng)視覺印刷機(jī)、YAMAHAYVl00Xg片式Chip元件貼片機(jī)、YAMAHAYV88XgVitronicsSohecXPM820N回流焊爐。評(píng)價(jià)：典型的中速貼片線配置方案，適合中小型企業(yè)規(guī)模化300-400萬元。方案三：高速SMT生產(chǎn)線。DEK265INFIN-ITY全自動(dòng)視覺印刷機(jī)、Universal4797高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)、Universal公司的Advantis高精度貼片機(jī)、Nutek傳送機(jī)構(gòu)、Heller1800EXL回流焊爐。評(píng)價(jià)：經(jīng)典的高速貼片線配置方案，適合大中型700-900萬元。方案四：超高速SMT生產(chǎn)線。MPM的UP3000全自動(dòng)視覺印刷機(jī)、PanasonicHTl22高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)三臺(tái)(或Fuji公司的CP