加速智能化升级打造高质量产品|西信公司电子车间PCBA板卡加工设备正式启用- 大数跨境

西信公司

2020-09-16

导读：系列报道（四）

编者按

在全球第四次工业革命的驱动下，国务院发布了中国制造2025战略，全面推行工业化、信息化两化融合。为提高生产效率，降低生产成本，实施生产管理透明化，西信公司切实加速智能化升级，持续打造高质量产品，向智能化生产制造大步迈进！本篇报道是西信公司“加速智能化升级打造高质量产品”系列报道的第四期，望持续关注。

电子车间是通号(西安)轨道交通工业集团西安铁路信号有限责任公司电子信息产品的总装车间。电子车间负责制造铁路地面（道旁）、区间、车站的安全控制行车系统产品，是公司着力发展的方向。主要包括列控产品（应答器、地面电子单元LEU、应答器车载查询器BTM）、计算机联锁系统产品（DS6-60/DS6-60E/有轨电车道岔控制器/EI-32）、ACS2000计轴系统产品、道岔缺口监测系统产品、乘客信息系统PIS产品、道岔融雪控制系统产品等。

电子车间的PCBA加工区域完全密闭洁净，达到10万级防尘净化，为了保持洁净和防尘要求，进入该区域前必须进行两次风淋。PCBA的生产线，一共有两条自动化流水生产线，即SMT贴片生产线和选择性波峰焊生产线。

SMT生产线以进口设备为主，主要用于贴片集成器件、贴片角型器件的贴装焊接。主要设备有丝网印刷机、锡膏测厚仪（SPI）、高速贴片机、多功能贴片机、回流焊机、在线AOI机等。从锡膏印刷、锡膏检测到元器件贴装、焊接以及工序之间的接驳，全部实现全自动流水作业，保证了电路板的生产效率及成品品质

丝网印刷机由装版、加锡膏、压印、输电路板等机构组成。它的工作原理是：先将要印刷的电路板固定在印刷定位台上，然后由印刷机的左右刮刀把锡膏或红胶通过钢网漏印于对应的焊盘。漏印均匀的PCB，通过传输台输入至贴片机进行自动贴片。

锡膏测厚仪是利用激光非接触三维扫描密集取样技术，将印刷在PCB板上的锡膏厚度、面积、体积等分布测量出来的设备。该设备广泛应用于SMT生产贴片领域，是管控锡膏印刷质量的重要量测设备。

贴片机：又称“贴装机”、“表面贴装系统”（Surface MounT system），在生产线中，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头将表面贴装元器件准确地放置于PCB焊盘上的一种设备。车间配备的贴片机为西门子的F系列多功能贴片机和D系统高速贴片机，F系列贴片机不仅能完成常规贴片器件的贴装，同时支持华夫盘集成器件的贴装作业。D系列贴片机为高速贴片机，可以快速完成常规器件的贴装。两个系列贴片机均支持西门子SIPLACE贴片机编程软件联动操作，高效、高速、稳定，保证了线上设备的生产效率。

电子车间使用的回流焊机为全热风回流焊机。回流焊接工艺是伴随微型化电子产品的出现而发展起来的焊接技术，主要应用于各类表面组装元器件的焊接。回流焊接的原理为：预先在电路板的焊盘上以适当形状涂上适量的焊锡膏，再将SMT元器件贴放到相应的位置；焊锡膏具有一定的粘性，能够使元器件固定在PCB板上；随后将贴装好元器件的电路板送入回流焊设备。传送系统带动电路板通过设备里各个设定的温度区域，焊锡膏经过干燥、预热、熔化、润湿、冷却，将元器件焊接到印制板上，其中核心环节是利用外部热源加热，使焊料熔化流动浸润，完成电路板的焊接过程。电子车间使用的爱莎回流焊机为德国原装进口，14温区单独控制，控温误差可控制在±0.2℃，保证了板卡加工的品质。

AOI（Automated Optical Inspection自动光学检测）是基于光学原理，对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。工作时，机器通过摄像头自动扫描PCB并采集图像，得到焊点参数，并将其与数据库中合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。电子车间使用的AOI设备为2019年新部署的德律TRI 7500，该机器支持模拟3D扫描，配备大尺寸FOV的上视3CCD彩色相机与四个倾斜角度之相机系统，TR7500 SIIIAOI不仅完全继承了上一代AOI设备的全部特性，且其检测速度更是提高至上代设备的两倍以上，为超高速及高检测涵盖率的新一代机型。此系统适于检测分辨率范围10µm 到15 µm，利用TRI的动态取像技术，不同于前代走停式设备，动态取像能将可能的震动干扰降至最低，适合于炉前与炉后检测使用。设备配备多区域高弹性的RGB+W彩色光源系统，配合低角度的光源设计，可提供对极性及黑色元器件更好的检测方案，并且可针对无铅和传统组装电路板上的微小元件提供更精准稳定的检测能力。

电子车间的选择性波峰焊生产流水线，购置于2018年底，主要用于完成直立元器件的焊接，降低手工焊接工作强度，提高焊点一致性，保证PCBA加工品质。选择性波峰焊机的型号为德国爱莎VERSAFLOW 3/45，机内分为焊剂喷涂区、预热区、焊接区三个区域，待加工的PCB板进入焊剂喷涂区后，焊接喷涂针嘴按照预设程序达到指定坐标对其进行喷涂，随后板卡进入预热区按照预设温度和时间烘烤，最后进入焊接区，按照预设的波峰高度、波峰宽度、波峰温度对板卡焊接点逐一加工。

焊接完毕的板卡转入水清洗间进行清洗工序。水清洗间的主要设备是制水机和水清洗机，制水机是清洗机的配套设备，主要是通过二次过滤，制出纯水供水清洗机使用。水清洗机的工作原理则是通过有机溶剂和纯水按照一定比例混合，经过喷淋、漂洗、烘干等工序，将PCBA上的助焊剂等杂质清洗干净，保证板卡的清洁度满足工艺要求。

板卡测试合格后转入自动涂覆间进行三防工序。自动涂覆间主要设备为选择性三防漆涂覆机。三防漆涂覆机主要完成板卡三防漆喷涂的作业过程，可以通过预设程序完成选择区域喷涂，避开连接器、发热器件等不应被三防漆涂覆的器件，减少三防掩盖时间，提高生产效率，同时该机器支持双喷头校准喷涂，可以满足高度不同、器件分布较为复杂的板卡喷涂需求。