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合理配置SMT生产线
SMT设备:贴片机的选择最为关键
一般SMT生产工艺包括焊膏印刷,贴片和回流焊三个步骤,所以要组成一条完整的SMT生产线,必然包括实施上述工艺步骤的设备:印刷机,贴片机和回流焊炉。特别是贴片机,往往会占到整条生产线投资的70﹪以上,所以贴片机的选择最为关键。SMT加工 贴片加工 SMT样板加工
1.贴片机 分类
目前生产贴片机的厂家众多,结构也各相同,但按规模和速度大致可以分为大型高速机(俗称"高档机")和中型中速机(俗称"中档机"),其它还有小型贴片和半自动/手动贴片机。一部分大型机的价格一般为中型机的3到4倍。生产大型高速的厂商主要有Panasonic,Siem ess,Fuji, Universal,Assm bleon,Hitachi等;生产中型中速机的厂商Juki,Yam aha,Sam sung,Mirae,Mydata等。其中Panasonic,Siem ess,Fuji贴片的市场占有率最高,号称贴片机市场的"三驾马车"。
无论对于大厂商还是对中型厂商来产,所推荐的SMT生产线一物质财富由2台贴机组成:一台片式Chip元件贴片(俗称高速贴片机)和一台IC元件贴片机 (俗称高精度贴片),这样各司其责,有利于贴片发挥出最高的贴片效率。但现在情况正发生着改变,由于很多厂商都推出了多功能贴片机,使SMT生产线只有一台贴片成为可能。一台多功能贴片机在保持较高贴片速度的情况下,可以完成所有元件的贴装,减少了投资,这种贴片颇受中小企业,科研院所的表眯。 典型机型有Siem ess的FS系列, Panasonic的MSF等。
2.结构
MSF等目前贴片结构大致可分为种关型:动臂式(又称"拱架式"),复合式,转搭式和大型平行系统。动臂式机器是最传统的贴片机,具有较好的灵活性和精度,适用于大部分元件,高精度机器一般都是这种机型,得其速度无法与复合式,转塔式和大型平行系统相比,动臂式机器分为单臂式和多臂式,单臂式是最早发展起来的现在仍然使用的多功能贴片机。在单臂式基础上发展起来的多臂式贴片机可将工作效率成倍提高,如美国 Universal公司的GSM2贴片机就有两个动臂安装头,可交替对一块PCB板进行安装。 动臂式贡器的结
构如图1所示。 绝大多数贴片机厂商均推出了采用这一结构的高精度 贴片机和中速贴片机,例如环公司的GSM系列 , Assem bleon公司的ACM,Hitachi公司的TIM-X,Panasonic公司的BM221, Sam sung公司的YV系列 ,Juki公司的KE系列,Mirae公司的MPS系列.复合式机器是从动臂式机器发展而来,它集合了转塔式和动臂式的特点,在动臂上安装有转盘,像Siem ess的Sipiace80s系列贴片机,有带有32个吸嘴的旋转头,贴片速度达到每小时6万片。从严格义上来,复合式机器仍属于动臂式结构。由于复合式机器可通过增加动臂式数量来提高速度,具有较大灵活性,因此它的发展前景被看好,如Siem ess的HS50机器就安装有4个这样的旋转头,贴片速度可达每小时5万片。Universal公司也推出了采用这一结构的转塔的概念是使用一组移动的送料器,转塔从这里吸取元件, 然后把元件贴放在位于移动工作台上的电路板上面, 结构如图3所示。 转塔式机器由于拾取元件和贴片速度大幅度提高,这种结构的高速贴片机在我国应用也很普遍,不但速度较高,而且历经十余年的发展技术已非常成熟,如Fuji公司的CP743E机器贴装速度可达到0.068/片,但是这种机器由于机器结构所限,其贴装速度已达到一个极限值,不可能再大幅度提高。该机型的不足之处是只能处理带状料。 转塔式机器主要应用天大规模的计算机板卡,移动电话,家电等产品生产上,这是因为在这些产品当中,阻容元件特别多,装配密度大,很适合采用这一机型进行生产 。相当多的台资,港资电子组装企业以及我国内地电器生产商都采用这一机型, 以满足高速组装的要求。生产转塔式机器的厂商主要有Panasonic,Hitachi,Fuji.大规模平行系统使用一系列小的单独的贴装单元。 每个单元有自己的丝杆拖拉置系统,安装有相机和贴装头。 每个贴装头可吸取有限的带式送料器,贴装PCB的一部分,PCB以固定的间隔时间在机器内步步推进。单独的各个单元机器运行速度较慢。 可是,它们连续的或平行的运行会有很高的产量。如Philipa公司的FCM机器有16个安装头,实现了0.0375S/片的贴片速度,但就每个安装头南昌言,贴装速度在0.6S/片左右,仍有大幅度提高的可能。这种机型也主要适用于规模化生产。需要指出的是,由于各种原因 ,这种机型在我国电子行业中的市场占有率较前三种机型要少许多。生产大规模平行系统式机器的厂商主要有Philipa,Fuji公司也推出了采用这一结构的QP-132型超高速贴片机 ,整机贴装速度高达133kchip/hr,堪称业界第一。
复合式,转塔式和大型平行系统属于高速安装系统,一般用于小型片状元件安装 。转塔式机器也被称为"射片机"(chip shooter),因为它通用于组装片式电阻电容。另外,此类机器具有高速"射出"的能力。因为无源元件,既"芯片" 以及其它元件所需要精度不高,射片机组装可实现较高的产能。高速机器由于结构普通动臂式机器复杂许多, 因而价格也高许多,在选择设备时要虑到这一点。
试验表明,动臂式机器的安装精度较好,安装速度为每小时5千个--2万个元件。复合式和转塔式机器的组装速度较高一般每小时为2万--5万个。大型平行系统的组装速度最快可达5万-- 10万 个。
2.印刷机
与贴片机的情况不同,印刷机的厂商要少许多,主要有美国的MPM,英国的DEK, 日本的Minami,Hitachi,德国的EKRA,特别是前两家 ,市场占有率较其他厂家高出许多。 印刷机可分为半自动和全自动两种,半自动不能与其它SMT 设备连接, 需要人为 干预(例如传送板子),但结构简单,价格便宜(仅相当于全自动机型的1/10~1/5),适 合科研院使用,典型机型有DXK的248。全自动印刷机可连进SMT生产线 ,无须人为干预,自动公程度高,适合于规模第生产。如英国DEK公司的DEK265 IN FIN ITY 型印刷 机就是一种具有伺服压力控制系统的全自动印刷机。参数可用计算机字化设置,丝网和 基板的标记可用其视觉系统自动识别对准,其印刷重复定位精度可达±0.004mm,印刷循环周期为8秒。其它较典型机型有MPM的UP300系列,Minami的MK系列,EKRA有X5。 需要指出在传统的焊膏印刷过程中,影响印刷效果的最大变量之一是放置在模板上的焊膏品质不断变化;焊膏中的助焊的蒸发;焊剂中的沸点溶剂的蒸发 ;锡球在开放的环境中氧化及焊膏在印刷暂停时可印性变差等。另外,随着焊膏的使用 ,刮刀推动的焊 膏量的减少,从而引起漏印,或者由于过多的焊膏粘在刮刀上而引起网孔不能完全填满。解决这个问题的办法是将膏放在一个容器里,采用自动焊膏涂敷系统 ,就可以保证焊膏适时适量地加到模板上。另外 ,使用带有涂敷系统的容器还可以减少焊膏在操作者面前 暴露程度,并且使设备和其它工具尽量保持干净。目前MPM和DEK公司都在开始采和这一新技术,MPM称之为"流变泵",DEK称之为"ProFlow" 。
3.回流焊炉



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