导读:
进入21世纪以来,中国电子信息产品制造业每年都在高速增长,规模已发展成为全球最大电子制造国,且正向电子制造强国迈进 , 在中国电子信息产业快速发展的推动下,中国表面贴装技术(SMT)和生产线也得到了迅猛的发展。

产品质量是所有制造企业最核心的内容,它就像高大建筑中的基石,成就企业走向高峰。国内SMT电子厂凭借着导入先进的SMT自动贴片生产线,出色的生产能力,在电子加工市场上占据了不小的份额。通过走进SMT电子工厂,来看看它在产品质量和生产能力上究竟是如何做到精益求精的。
通过SMT生产车间引入高精密自动化设备,SMT电子厂在最前端做到了产品质量的把控,做到从原材料抓起,实时监控每一件原材料的信息,给予身份确认,严格做到质量的把控,有质地生产。

随着SMD元件小型化的发展趋势及SMT工艺越来越高的要求,电子制造业对自动化设备的要求也越来越高。未来SMT生产车间配置的自动化设备应该会越来越多。
最终的解决方案应该是SMT全自动化智能生产线设备组合。
SMT整线工艺自动化流程构成 :
SMT首件检测仪——>全自动锡膏印刷机(红胶/锡膏)——>检测(在线3D-SPI全自动检测仪)——>贴装(先贴小器件后贴大器件)——>检测(在线AOI 光学检测仪)——>焊接(采用热风回流焊进行焊接)——>检测(在线AOI 光学检测外观及在线X-RAY射线检测仪,在线ICT功能性测试检测机)——>维修(使用工具;焊台及热风拆焊台等)——>PCBA分板(在线式全自动PCBA分板机进行切板)

SMT贴片焊接技术主要包括 : 锡膏印刷、元件贴装、回流焊接三个主要生产工序。其中,锡膏印刷质量对SMT贴片焊接的质量影响最大,据业内评测分析,细间距元件组装面临的最大挑战是如何保证高质量的锡膏印刷,而锡膏印刷又是高密度线路板组装过程中最关键的一道工序,对最终产品的质量有很大的影响,根据相关调查分析,在排除设计和来料质量问题的情况下,SMT组装不良有超过60%是由于锡膏印刷不良造成的,因此,提升锡膏印刷质量尤为重要。
随着电子产品的小型化发展,电子元器件越来越小,集成度越来越高,尤其对于0201元件、01005元件以及管脚小于0.4 pitch的IC的大量使用,要求钢网的开孔也越来越小,间距越来越细,因此,选择一款高精度高品质的全自动锡膏印刷机,这一点更重要!

SMT高端全自动锡膏印刷机与6大主流品牌贴片机配线方案参考图!


▲日本FUJI高速贴片机▲

▲日本松下高速贴片机▲

▲德国ASM高速贴片机▲


▲韩国韩华(三星)贴片机▲

▲日本YAMAHA贴片机▲

▲日本JUKI贴片机▲
备注:以上排列不分先后顺序。

SMT锡膏印刷工艺过程不仅仅受钢网设计、印刷速度、印刷压力和清洗模式等因素的影响,而且其它因素如清洗剂、锡膏补充、钢网涂层、清洗频率以及支撑方式等也会产生显著影响。另外,较小的面积比以及很薄的钢网使得印刷对于一些因素变的更为敏感,例如夹边方式,丝印层等。
要满足密间距及无铅化的工艺要求,防止回流焊后缺陷的发生,就必须了解锡膏印刷的工艺要求、锡膏的基本知识、印刷参数的设定及其内在原理,正确的使用锡膏,做好印刷工艺管控,才能有效的控制和提高锡膏的印刷质量。

SMD的电子元件从0402,发展到0201再到了01005,01005芯片电阻的尺寸为0.4 mm×0.2 mm×0.2 mm,面积仅分别为前两者的16%、44%,体积则仅为前两者的6%、30%。对于尺寸敏感的产品来说,01005的普及给产品带来生机。当然,同时也给电子制造业带来新的挑战与机遇!01005元件和0201元件的生产,给SMT生产设备从前端到后端都提出极高的精准度要求。
对于0402的元件来说,用肉眼检查都已经是很吃力,难以持久的事情,更别说正在普及的0201的元件和正在发展中的01005的元件。
所以SMT生产线需要高精度的全自动锡膏印刷机来做锡膏印刷已经是行业共识。

对于0201这样的元件来说,如果发生缺陷,只能放在显微境下,用专用的工具维修。所以维修成本变得比0402的高很多,对于01005这样尺寸(0.4x0.2x0.13mm)的元件来说,单用肉眼是很难看到的,使用任何工具来操作和维修就更困难了。

近几年,随着电子终端产品特别是智能手机、智能手表等便携式产品的小型化,高集成化,以及原材料成本的增加,贴片陶瓷电容器一直在往小尺寸方向发展。
在智能手机市场,主流的MLCC尺寸已经过渡到0201(0.6×0.3mm)尺寸,01005(0.4*0.2mm)尺寸,甚至更小尺寸的008004(0.2*0.1mm)也在少数产商内部作评估,在其生产过程中,锡膏印刷对于整个生产过程的影响和作用越来越受到工程师们的重视。
在SMT行业中企业也都广泛认同要获得的好的焊接,质量上长期可靠的产品,首先要重视的就是焊膏的印刷。

我们与其在SMT电子工厂开始投产后才发现有些区域事前没有规划好,需要重新进行调整,造成人力、财力和宝贵的生产时间的浪费。
还不如现在事前做好SMT工厂的布局,这是规划SMT车间很重要的步骤,特别是对于新建SMT工厂的企业,由于没有SMT工厂布局的经验,对需要注意的要素不是很清楚,如果在投产后才发现布局中的问题点,会造成了一些不必要的损失。
那么,在做SMT工厂的布局时,究竟要注意哪些事项,提前要做好哪些准备呢?下面就结合我们开展工作的实际案例,来和大家一起分享探讨SMT车间规划。
1、车间需要考虑符合以下要求:
a、 地面防静电要求,(地板铺环氧还是PVC,资料自己查,PVC漂亮些,耐久些);
b、 根据设备要求考虑地面承重的要求(主要为贴片设备,问设备厂商及厂房设计方);
c、 满足SMT车间对温湿度控制的要求,可对天花板做相应处理,减少冷气的消耗.(一般3.0 m,注意仓库是否需要);
d、 设备的电力/用气需求(空气/氮气),废气的处理等。及管道材质/走向。预留空间等。设备抽风要求;
e、 达到照明要求,是否用节能灯,如T5代替T8。至少要300LUX;
f、 消防要求,应该有隔间,考虑消防。

2、SMT生产线配置考虑以下要求
a、 SMT设备应避开立柱并与其保持一定的距离,该距离为设备装好物料后至少可以通过一辆送料车;
b、 SMT设备外框需用斑马线进行划分,斑马线与设备的间距为设备装好物料后向外延伸50公分以上;
c、 两条生产线最佳间距为外框之间相隔1.2米以上;
d、 线尾一般规划一个检查返修区域,质检人员可在线尾区域进行抽检。
3、布局的一些细节要求
在生产线大致位置确定后,还需考虑SMT生产线设备生产时的一些细节要求,然后才能确定SMT生产线的准确位置和其他辅助设备的位置。
首先,SMT生产线需要的辅助工具及对各区域的位置要求:
a、灭火器的放置区:灭火器要放置在立柱的旁边和SMT车间的四周,按照消防规定要求进行放置。
b、料架车的放置区:料架车用于SMT生产线的生产和机种切换时材料的更换,为了方便生产和提高材料更换的效率,最好把料架车放置在贴片机附近。
c、备料台的放置区:备料台主要用于生产过程中的备料和机种切换前的材料准备工作,因此,备料台要放置在贴片机附近,最好和料架车放在一起,便于备好料后直接放在料架车上。
d、印刷工位小桌放置区:印刷工位小桌用于生产中印刷机辅助工具的放置,如擦拭纸、锡膏、酒精等,要放置在印刷机的附近以便于拿取使用,提高生产效率。
e、锡膏放置区:锡膏放置区包括存放锡膏的冰箱、锡膏搅拌机、锡膏回温柜等,可以放在立柱旁边或者按照车间的要求摆放在车间的四周某个固定区域,但要便于操作人员的取放。
f、炉后目检区和维修区:为了方便回流焊后半成品的目检和返修,一般在炉后放置一个小桌,专门用于炉后的目检和返修。
g、网板放置区:网板放置区包括网板放置柜、网板清洗机、网板检查工具等,用于网板的存储、清洗和网板张力检查等,同时该区域要尽可能便于生产中网板的取放。
h、垃圾放置区:生产中的垃圾主要来源于两部分,一是印刷操作中使用的无尘纸等,二是材料更换产生的废料盘和废料带等。这两部分产生的垃圾要分开放置,专门回收,特别是印刷机使用过的垃圾。因此,可以将垃圾区放置在印刷机或贴片机旁边,或者在立柱旁设置垃圾放置区,分开放置。
i、看板放置区:SMT看板包括生产看板和品质管理看板等,可以集中放置在进入车间的出入口,同时在每条生产线头设立该生产线生产状态的看板,以便于生产者和管理者查看,及时了解目前SMT车间的生产状态和品质状况等。
j、产品放置区:生产出来的产品包括成品、半成品两部分,要将这两个部分区域单独划分出来,进行严格区分,以免发生混乱。
k、SMT备件放置区:SMT备件包括Nozzle、马达、皮带、气缸等,要放在专门的区域,方便生产中的取用。
l、温湿度位置区:为了更好的了解SMT车间的温湿度情况,根据车间面积的大小,适当地设置几个温湿度测定区,一般要放置在生产线旁边的立柱上或者墙壁上。
m、SMT车间办公区:让工程技术人员和管理人员在SMT车间现场办公,这样能及时解决生产中遇到的技术和管理上的问题,保证SMT生产线的顺利运行。
n、防静电措施的区域:进入SMT车间的人员,必须要有做好防静电措施的区域。可以在车间的门口划定出该区域,包括更换静电衣、鞋、帽以及每个员工的更衣柜等。此外,还要在SMT车间入口处设立专门用来测试静电环的区域,以便让每个员工上班前做好静电环测试及记录测试结果。
4、总结
对于SMT工厂布局、SMT生产线人员职责分配等还需要结合产品的工艺要求,产品的产量,设备的性能等考虑多方面的因素。根据实际情况进行规划,这里只是抛砖引玉。


生产中不但要掌握和运用SMT锡膏印刷技术,并且要求能分析其中产生问题的原因,并将改进措施运用回生产实践中。

SMT锡膏印刷标准及常见不良有:少锡、连锡、拉尖、移位、漏印、多锡、塌陷、PCB板脏等,锡膏印刷厚度为钢网厚度的-0.02mm~+0.04mm;

中国SMT概况:
1985-至今,中国已发展成为全球最大电子制造国,且正向电子制造强国迈进。
中国SMT市场规模:
自1985年开始引进SMT生产线批量生产彩电调谐器以来,中国SMT技术已近30年。据不完全统计目前我国SMT产线约5万条,贴片机总保有量超10万台,占全球40%,为全球最大、最重要的SMT市场。

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