在 選擇評估諸如(rú) 鋼網 印刷系統之類的(de)自動化 smt 工藝設備時,生産(chǎn)效率、靈(líng)活(huó)性、成本效益以及性能等等都是(shì)需要關(guān)注的一些方(fāng)面。
自動設備(bèi)除了能将人員解放出來(lái)去從事其它的工作以外,它最根本的優點是可以針對特定的産品(pǐn)生産線來設(shè)置每項工作,以确保(bǎo)使(shǐ)用最優的操作參數。這(zhè)些優點有助于達到所有(yǒu)SMT生産工藝中所共有(yǒu)的兩個最高目标:縮短生産周(zhōu)期和得到最大産品一次(cì)合格率。
雖然目前的在線自動鋼網(wǎng)印刷機也能縮(suō)短(duǎn)生産周期并使出線一次合格率達到最大,但現在又發展出一種新的稱爲“雙通路”的标準,用來幫助在SMT組裝工藝中提(tí)高生産效率。
在大多數情況下,鋼網印刷不會(huì)是SMT生産過程中耗時最長的步(bù)驟,很多時候完成貼片要比絲印時間更長。盡管如此(cǐ),評估并采用新方(fāng)法來減少實際印刷過程時間還是(shì)有意義的,在實際(jì)印刷操作中節省(shěng)下來的時間可以(yǐ)用來完成一些其他步驟,比如錫膏塗敷、模闆擦拭及(jí)印後檢查等。有幾種因素會影響印刷工(gōng)藝所需要的時間,這些因素對(duì)于縮短工藝時間來講都同等重要。
視像對位是取(qǔ)得快速模闆印刷的(de)關鍵因素。
這些因素包括:印刷設備本身; PCB 傳送的(de)快(kuài)慢(màn)及視覺系統對PCB定位調整的快慢;以及機器執行(háng)塗敷(fū)、擦拭和印後檢查等功能(néng)的快慢(màn)。 焊(hàn)錫 膏本身決定了可以得到的極限(xiàn)速度(dù),這(zhè)也是一個主要的影響因素。即使是世(shì)界上最(zuì)快的印刷機(jī)在印刷任何一種焊錫膏時,也隻能以這(zhè)種錫膏所設計的印刷速度進行。
影響印刷速度的另一個主(zhǔ)要因素是元件焊盤(pán)尺寸與模闆開口大(dà)小的比率。爲了确保(bǎo)印刷速度最快,模闆(pǎn)和印刷線(xiàn)路闆上的元件焊盤一定要貼緊(jǐn)或者填實,這樣可以保證焊(hàn)錫膏不會在印刷過程中擠到模闆的下面而造成濕(shī)性橋接。可以(yǐ)考慮元件的焊盤采用元件間距(jù)的一半再加(jiā)0.002英寸,模闆的開口則(zé)在焊盤每邊減少約0.001英寸。對一個0.020英寸間距的元件而言,元件(jiàn)焊盤尺寸0.012英寸,模闆(pǎn)開口0.010英寸(cùn)是一種比較好的選擇。
每種自動化特性都有其自身的優點(diǎn)。
塗敷焊錫膏
使用罐裝焊錫膏操作的一個(gè)常見問(wèn)題,是在模闆上每次放置的焊(hàn)錫膏太多(duō)。這一般是由于絲印操作員爲節省時間進行其它操作而這樣做的,通常是爲了進(jìn)行貼片盤料的補充。這樣做會使得大(dà)量焊錫膏在模闆上幹掉,造成印刷缺陷,或者過多的焊錫膏沾在機器、支撐物或攝像頭上。過量使用 焊膏 還會使操作員很(hěn)快将焊錫膏用完,因而減(jiǎn)少了焊膏在模闆上的(de)正常滾動,同時增加焊膏在操作員面前及空氣中的暴露(lù)程度。将焊錫膏放(fàng)在一個容器裏(lǐ),采用自動焊膏塗敷系統,就可(kě)以保證焊膏适時(shí)适量地加到模闆上。另外使用帶有塗敷系(xì)統(tǒng)的容器後還可(kě)以減(jiǎn)少(shǎo)焊膏在操(cāo)作者面前的暴露程度,并且使設備(bèi)和其它工具盡量保持幹淨。
擦拭模(mó)闆
即使是一個采用了元件焊盤平整的PCB并且是設計良好的印刷工藝(yì),也需要定時擦拭(shì)模闆的底(dǐ)部。模闆(pǎn)開口相對元件焊盤作(zuò)适當的(de)收縮,以及(jí)采用平坦的元件焊盤,比如裸銅或Alpha Level(銀浸潤),都會減少擠入模闆底部焊膏的量(liàng),但(dàn)還是不能消除對擦拭的需要(yào)。可以設(shè)置(zhì)一個自動系統以适當的時間(jiān)間隔(gé)執行(háng)這項操作(zuò),保證模闆底部是幹淨的而不(bú)會有橋連發生。現代(dài)模(mó)闆印刷機比如Speedline MPM的(de)産品,都帶有自動擦(cā)拭系統,可以作幹擦、加溶劑擦拭(shì)或真空擦拭。一張(zhāng)幹的或加有溶劑的 擦拭紙(zhǐ) ,都(dōu)可以把模(mó)闆底部的焊膏擦掉,消除橋連。真空擦拭可将每個(gè)開孔内的焊膏(gāo)吸出,保證開孔都(dōu)是幹淨敞通,這樣(yàng)就不會發生焊膏塗(tú)敷數量(liàng)不足的情況了。
可以設置(zhì)定時做自動(dòng)模闆擦拭(shì),保證模闆底部幹淨而沒(méi)有濕性橋(qiáo)連。
印刷後檢查
随着陣列封裝(zhuāng)使用的增加,比如球栅格(gé)陣列(BGA)、芯片(piàn)規模封裝(CSP)、倒裝芯(xīn)片及其它等等,在PCB離(lí)開印刷機之前(qián)對塗敷的焊錫膏(gāo)進(jìn)行"觀察"的能力正變得越來(lái)越重要。在陣列封裝提供諸多優點的(de)同時,它也帶來了一個缺點,這(zhè)就是實(shí)際焊點不能再通過常規的檢(jiǎn)驗方法看到。采用印刷後檢查(chá)可以在PCB離開絲印機前确保焊(hàn)膏塗在每個元(yuán)件焊盤上。象Speedline MPM公司(sī)發行的新版軟件都含有定制的BGA檢查(chá)能力(lì),可以設置任何實際封裝的二維印刷後檢查幾何形狀。
采用印(yìn)刷後(hòu)檢查可以保(bǎo)證PCB在離開絲印機之前每個元件焊(hàn)盤都印有焊膏。
除(chú)了(le)工藝上的問題,還必須要考慮長遠的因素,比如工(gōng)廠和設備資産的收益。在這一方面,有許多生産設備供應商在傳統SMT生(shēng)産設備比如印刷(shuā)機、 貼片機(jī) 和(hé)回焊爐的(de)基礎上,發展出更新的成套生産線的思(sī)想,它建立在具有兩條并行傳送帶設計的新一代(dài)設備基礎上。這種思(sī)想稱爲“雙通路”。
雙通路思想
雙(shuāng)通路思想可以這樣(yàng)描述:在SMT電(diàn)子組裝中,每個通路都能以邏輯排(pái)列順序進行獨立控制,從(cóng)而形成有效的闆(pǎn)子流動。這(zhè)樣減少了闆子運送過(guò)程損失的時間并且(qiě)延長SMT設備做自身工(gōng)作的時間。一台雙通路模(mó)闆印刷機可以在(zài)一塊闆作裝載/卸(xiè)載的同時對第二塊闆進行印刷操作,這樣就節省了整體時間。
雙通路(lù)SMT思想可在給定的面積帶來更高的産量。
雙通路思想還會使生産線縮(suō)短,從而減小了對(duì)廠房面積的需求;另外,許多單件的設備都削減掉了(le),因此還可以降低先期投資、人(rén)力需求、設施開銷以及(jí)總體(tǐ)運行成本。從設備角度上來講,包(bāo)括新型号絲印(yìn)機在内(nèi)的新組裝系(xì)統,可以利用兩(liǎng)個獨立通路提供更大的靈活性。使(shǐ)用這種類型設備,雙(shuāng)通路(lù)生産線可(kě)以同時處理(lǐ)幾種闆子。
在電子及PCB制(zhì)造過(guò)程中,許多組裝工作都必須高效地完成,才能得(dé)到最大産量與生産率。仔細籌劃組裝工藝是很關鍵的(de),要讓SMT工藝的所有步驟都與其相鄰的上步工(gōng)序或下(xià)步工序緊(jǐn)密聯(lián)系起(qǐ)來。需要考慮具有(yǒu)不同元件密度、不同層數、不(bú)同尺(chǐ)寸大小以及(jí)不同形狀的各種類型PCB,爲了解決這些(xiē)組裝(zhuāng)難題(tí),工藝工程師們必須要計(jì)劃好組(zǔ)裝設備生産線的設置,以便滿足所加工的PCB類型。某些生(shēng)産線可能會設置爲具有最(zuì)大的靈活性(可以快速換線),而另一些可(kě)能會設置(zhì)爲具有更(gèng)高的産量,更多的設(shè)置則是将兩種(zhǒng)極端情況加在一(yī)起考慮。
但是在設置SMT電子(zǐ)産品組裝線(xiàn)的同時,還必須要考慮産量以外的其它方面。雖然SMT繼續在封裝、制造及工藝的各方面不斷發展,但是“更輕、更小、更快、更便宜”的想法正變得愈加根深蒂固。包括高密度内部互連在内的技術肯定會影響(xiǎng)到産品的尺寸,作爲(wèi)電子産品組裝生産商的目标(biāo)是達到最佳的制造工藝。其結果是不管所牽涉到的(de)生産數量有多少(shǎo)或産品的難易程度如何,生産率肯(kěn)定(dìng)是作爲SMT制造中目前最根本的關注點。
因此,不能簡單地将印刷機、貼片機、回焊系統、清(qīng)洗機或(huò)其它SMT組裝設備加在一起,而不考慮所涉及的廠房面積及投資者(zhě)成本等因(yīn)素。相反,必須要認識到根(gēn)據生産率和利潤率的最低(dī)要求,不同的機器或機器組合其結果會相差很大。
因爲(wèi)這個原因,象雙通路方法這種制造思想就可以在絲印過程中帶來一些明顯實在的好處。雙(shuāng)通路能縮減不産生附加值的裝卸(xiè)闆所需時間,同時通過在給定(dìng)面(miàn)積帶來更多的制(zhì)造(zào)潛能而産生(shēng)顯著(zhe)的成本節約,換句話說,就是在一個給定的面積能(néng)得到更高的産量。
像汽車制造業的PCB組裝中,每塊PCB組件的生産時間可能會低至7秒,所以通過(guò)像雙(shuāng)通路這樣的方法(fǎ)所節省的百分比就非(fēi)常大。更重要的是,得到這些節省的時間不會危及到(dào)産品的品質。而且,通過(guò)用這種方法能減少對設備的需求(qiú),因而在直接人工、維護及設施方面的成(chéng)本優勢也可(kě)以得到體現。簡言(yán)之,類(lèi)似雙通路這(zhè)樣的制造思想可(kě)以帶來更(gèng)低的采購(gòu)成本、更低的(de)運行成本、符合成本效益的生産以及(jí)最小的生産空間。
應(yīng)用今天先進的模闆印刷機器所帶來的自動化優點,再加上适當地對印刷工藝進行設計,就可以保證最短的生産周期(qī)以及最佳(jiā)的終端産品質量,尤其是在采用SMT工業中(zhōng)所看到的新的雙通路思想時更是如此。