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          SMT實(shí)用工藝基礎-SMT生產(chǎn)線(xiàn)及其主要設備
          
      
          作者：博維科技   時(shí)間：2018-08-01 14:22
          
6.1SMT生產(chǎn)線(xiàn)
          
SMT生產(chǎn)線(xiàn)按照自動(dòng)化程度可分為全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)和半自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)；按照生產(chǎn)線(xiàn)的規模大小可分為大型、中型和小型生產(chǎn)線(xiàn)。
          
全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)是指整條生產(chǎn)線(xiàn)的設備都是全自動(dòng)設備，通過(guò)自動(dòng)上板機、緩沖連接和卸板機將所有生產(chǎn)設備連成一條自動(dòng)線(xiàn)；半自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)是指主要生產(chǎn)設備沒(méi)有連接起來(lái)或沒(méi)有完全連接起來(lái)，印刷機是半自動(dòng)的，需要人工印刷或人工裝卸印制板。
          
大型生產(chǎn)線(xiàn)是指具有較大的生產(chǎn)能力，一條大型單面貼裝生產(chǎn)線(xiàn)上的貼裝機由一臺多功能機和多臺高速機組成；一條大型雙面貼裝生產(chǎn)線(xiàn)千一臺翻板機可將兩條單面貼裝生產(chǎn)線(xiàn)連接一起。
          
中、小型SMT生產(chǎn)線(xiàn)主要適合研究所和中小型企業(yè)使用，滿(mǎn)足多品種、中小批量或單一品種、中小批量的生產(chǎn)任務(wù)，可以是全自動(dòng)線(xiàn)或半自動(dòng)線(xiàn)。貼裝機一般選用中、小型機，如果產(chǎn)量比較小，可采用一臺速度較高的多功能機，如果有一定的生產(chǎn)量，可采用一臺多功能機和一至兩臺高速機。
          
圖6-1為中、小型SMT自動(dòng)流水生產(chǎn)線(xiàn)設備配置示意圖
          
 
          
圖6-1 中、小型SMT自動(dòng)流水生產(chǎn)線(xiàn)設備配置平面方框示意圖
          
圖中：
          
1――自動(dòng)上板裝置
          
2――高精密全自動(dòng)印刷機
          
3――緩沖帶（檢查工位）
          
4――高速貼裝機
          
5――高精度、多功能貼裝機
          
6――緩沖帶（檢查工位）
          
7――熱風(fēng)或熱風(fēng)＋遠紅外再流焊爐
          
8――自動(dòng)卸板裝置
          
說(shuō)明：如果半自動(dòng)印刷機，生產(chǎn)線(xiàn)不能連線(xiàn)。
          
6．2 SMT生產(chǎn)線(xiàn)主要設備
          
SMT生產(chǎn)線(xiàn)主要生產(chǎn)設備包括印刷機、點(diǎn)膠機、貼裝機、再流焊爐和波峰焊機。輔助設備有檢測設備、返修設備、清洗設備、干燥設備和物料存儲設備等。
          
 一．印刷機
          
 印刷機是用來(lái)印刷焊膏或貼片膠的，其功能是將焊膏或貼片膠正確地漏印到印制板相應的位置上。
          
 用于SMT的印刷機大致分為三種檔次：手動(dòng)、自動(dòng)和全自動(dòng)印刷機。半自動(dòng)和全自動(dòng)印刷機可以根據具體情況配置各種功能，以提高印刷精度。例如：視覺(jué)識別系統、干、濕和真空吸擦板功能、調整離板速度功能、工作臺或刮刀45°角旋轉功能(用于窄間距QFP器件)，以及二維、三維測量系統等。
          
1．印刷機的基本結構
          
無(wú)論是那一種印刷機，都由以下幾部分組成：
          
（1）夾持基板(PCB)的工作臺
          
包括工作臺面、真空或邊夾持機構、工作臺傳輸控制機構。
          
 (2)印刷頭系統
          
 包括刮刀、刮刀固定機構、印刷頭的傳輸控制系統等。
          
(3)絲網(wǎng)或模板以及絲網(wǎng)或模板的固定機構。
          
(4)為保證印刷精度而配置的其它選件。
          
包括視覺(jué)對中系統、擦板系統；二維、三維測量系統等。
          
2.印刷機的工作原理
          
焊膏和貼片膠都是觸變流體，具有粘性。當刮刀以一定速度和角度向前移動(dòng)時(shí)，對焊膏產(chǎn)生一定的壓力，推動(dòng)焊膏在刮板前滾動(dòng)，產(chǎn)生將焊膏注入網(wǎng)孔或漏孔所需的壓力。焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板與網(wǎng)板交接處產(chǎn)生切變，切變力使焊膏的粘性下降，有利于焊膏順利地注入網(wǎng)孔或漏孔。刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與網(wǎng)板的角度以及焊膏的粘度之間都存在一定的制約關(guān)系，因此，只有正確地控制這些參數，才能保證焊膏的印刷質(zhì)量。
          
3．印刷機的主要技術(shù)指標    
          
       最大印刷面積：根據最大的PCB尺寸確定。
          
       印刷精度：根據印制板組裝密度和器件的引腳間距或球距的最小尺寸確定，一般要求達到±0.025mm。
          
       印刷速度：根據產(chǎn)量要求確定。
          
二．貼裝機
          
       貼裝機相當于機器人的機械手，把元器件按照事先編制好的程序從它的包裝中取出，并貼放到印制板相應的位置上。
          
 1．貼裝機的的基本結構
          
 (1)底座——用來(lái)安裝和支撐貼裝機的全部部件，目前趨向采用鑄鐵件。鑄鐵件具有質(zhì)量大、振動(dòng)小的特點(diǎn)，有利于保證貼裝精度。
          
 (2)供料器——供料器用來(lái)放置各種包裝形式的元器件，有散裝、編帶、管裝和托盤(pán)四種類(lèi)型。貼裝時(shí)將各種類(lèi)型的供料器分別安裝到相應的供料器架上。
          
 (3)印制電路板傳輸裝置——目前大多數貼裝機直接采用軌道傳輸，也有一些貼裝機采用工作臺傳輸，即把PCB固定在工作臺上，工作臺在傳輸軌道上運行。
          
 (4)貼裝頭—貼裝頭是貼裝機上最復雜、最關(guān)鍵的部件，它相當于機械手，用來(lái)拾取和貼放元器件。
          
 (5)貼裝頭的x、Y定位傳輸裝置——有機械絲杠傳輸(一般采用直流伺服電機驅動(dòng))；磁尺和光柵傳輸。從理論上講，磁尺和光柵傳輸的精度高于絲杠傳輸；但是在維護修理方面，絲杠傳輸比較容易。
          
 (6)貼裝工具(吸嘴)——不同形狀、大小的元器件要采用不同的吸嘴進(jìn)行拾放，一般元器件采用真空吸嘴，對于異形元件(例如沒(méi)有吸取平面的連接器等)也有采用機械爪結構的。
          
 (7)對中系統——有機械對中、激光對中、激光加視覺(jué)對中，以及全視覺(jué)對中系統。
          
 (8)計算機控制系統——計算機控制系統是貼裝機所有操作的指揮中心，目前大多數貼裝機的計算機控制系統采用Windows界面。
          
 2．貼裝機的主要技術(shù)指標
          
 (1)貼裝精度：貼裝精度包括三個(gè)內容：貼裝精度、分辨率和重復精度。
          
       貼裝精度——是指元器件貼裝后相對于印制板標準貼裝位置的偏移量。一般來(lái)講，貼裝Ch中元件要求達到±0.1mm，貼裝高密度窄間距的SMD至少要求達到±0.06mm。
          
       分辨率——分辨率是貼裝機運行時(shí)最小增量(例如絲杠的每個(gè)步進(jìn)為0.01 mm，那么該貼裝機的分辨率為0.1mm)的一種度量，衡量機器本身精度時(shí)，分辨率是重要指標。但是，實(shí)際貼裝精度包括所有誤差的總和，因此，描述貼裝機性能時(shí)很少使用分辨率，一般在比較貼裝機性能時(shí)才使用分辨率。
          
       重復精度——重復精度是指貼裝頭重復返回標定點(diǎn)的能力。貼裝精度、分辨率、重復精度之間有一定的相關(guān)關(guān)系。
          
(2)貼片速度：一般高速機貼裝速度為0.2S／Chip元件以?xún)?，目前最高貼裝速度為0.06S／Ch中元件；高精度、多功能機一般都是中速機，貼裝速度為0.3-0.6S／Chip元件左右。
          
(3)對中方式：貼片的對中方式有機械對中、激光對中、全視覺(jué)對中、激光和視覺(jué)混合對中等。其中，全視覺(jué)對中精度最高。
          
(4)貼裝面積：由貼裝機傳輸軌道以及貼裝頭運動(dòng)范圍決定，一般最小PCB尺寸為50x50mm，最大PCB尺寸應大于250x300mm。
          
(5)貼裝功能：一般高速貼裝機主要可以貼裝各種Chip元件和較小的SMD器件(最大25x30mm左右)；多功能機可以貼裝從1.0x0.5mm(目前最小可貼裝0.6x0.3mm)——54x54mill(最大60x60mm)SMD器件，還可以貼裝連接器等異形元器件，最大連接器的長(cháng)度可達150mm。
          
(6)可貼裝元件種類(lèi)數：可貼裝元件種類(lèi)數是由貼裝機供料器料站位置的數量決定的(以能容納8mm編帶供料器的數量來(lái)衡量)。一般高速貼裝機料站位置大于120個(gè)，多功能機制站位置在60—120之間。
          
(7)編程功能：是指在線(xiàn)和離線(xiàn)編程以及優(yōu)化功能。
          
 三．再流焊爐
          
       再流焊爐是焊接表面組裝元器件的設備。再流焊爐主要有紅外爐、熱風(fēng)爐、紅外爐加熱風(fēng)爐、蒸汽焊爐等。目前最流行的是全熱風(fēng)爐，以及紅外加熱風(fēng)爐。
          
   1.再流焊爐的基本結構
          
       再流焊爐主要由爐體、上下加熱源、PCB傳輸裝置、空氣循環(huán)裝置、冷卻裝置、排風(fēng)裝置、溫度控制裝置，以及計算機控制系統組成。
          
       再流焊熱傳導方式主要有輻射和對流兩種方式。
          
    2.再流焊爐的主要技術(shù)指標
          
    (1)溫度控制精度(指傳感器靈敏度)：應達到±0.1-0.2；
          
    (2)傳輸帶橫向溫差：要求土5℃以下：
          
    (3)溫度曲線(xiàn)測試功能：如果設備無(wú)此配置，應外購溫度曲線(xiàn)采集器；
          
    (4)最高加熱溫度：一般為300-350℃，如果考慮無(wú)鉛焊料或金屬基板，應選擇350℃以上。
          
    (5)加熱區數量和長(cháng)度：加熱區數量越多、長(cháng)度越長(cháng)，越容易調整和控制溫度曲線(xiàn)。一般中小批量生產(chǎn)選擇4-5溫區，加熱區長(cháng)度1．8m左右即能滿(mǎn)足要求。
          
(6)傳送帶寬度：應根據最大和最寬PCB尺寸確定
          


          
	
          
	
	
          
	
          
	


          

	
    
	
          

          








          

          


          

          

          


          

          


          


          全自動(dòng)六頭貼片機
          

          

          
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