SMT生產(chǎn)線設(shè)備管理技術(shù)

       杭州PCB抄板公司-緯亞電子：一、概述

       隨著我通訊、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)和電子類產(chǎn)品快速發(fā)展，促使smt這一支撐高技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)，已逐漸由技術(shù)性探索走向成熟的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用階段。應(yīng)用的范圍也由過去少數(shù)幾個(gè)電子企業(yè)擴(kuò)展到幾乎各個(gè)行業(yè)。僅北京電子學(xué)會smt專業(yè)委員會的主要成員就來自電子、通信、機(jī)械、航空、航天、兵器、船舶、家電、公安和輕工等百余家企業(yè)。一些企業(yè)引進(jìn)的smt生產(chǎn)設(shè)備，運(yùn)行情況良好，并在該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域取得了可喜的經(jīng)濟(jì)效益和成就。九八年北京市電子行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值450億元，北京電子行業(yè)已成為支持首都經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一支柱產(chǎn)業(yè)。

       但是我們還應(yīng)清醒地意識到，也有不少單位smt的應(yīng)用情況令人遺憾，在花費(fèi)了大量外匯引進(jìn)了smt設(shè)備之后，卻無法滿足生產(chǎn)要求，出現(xiàn)諸如設(shè)計(jì)、工藝過程與smt不相適應(yīng)；生產(chǎn)過程效率低、消耗大；產(chǎn)品質(zhì)量水平差；smt設(shè)備運(yùn)行不正常、故障率高，維修和保養(yǎng)工作跟不上，后期投入費(fèi)用過大，造成設(shè)備長期閑置的后果。與此同時(shí)，許多企業(yè)還在技術(shù)準(zhǔn)備不足的情況下投資上馬smt設(shè)備。另外，隨著外smt發(fā)展趨勢，適應(yīng)新產(chǎn)品和滿足IC新封裝形勢的smt技術(shù)和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，在用的smt系統(tǒng)都面臨技術(shù)和設(shè)備不斷更新的問題，這不免給企業(yè)的發(fā)展增加了新的投資風(fēng)險(xiǎn)。為此應(yīng)用好現(xiàn)有設(shè)備，使企業(yè)贏得較高的經(jīng)濟(jì)效益，步入良性循環(huán)，尋求新的發(fā)展，我認(rèn)為具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

        二、smt所涉及的要素

       smt是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及元器件及其封裝和編帶形式、PCB、材料及輔料、設(shè)計(jì)、制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝、設(shè)備及備件、工裝、檢測和管理等多種要素，是一項(xiàng)綜合性生產(chǎn)技術(shù)，只偏重某一環(huán)節(jié)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)，都不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的良好運(yùn)行。過去有些企業(yè)存在一個(gè)認(rèn)識上的誤區(qū)，即smt就是貼片機(jī)設(shè)備的選擇及應(yīng)用，認(rèn)為貼裝設(shè)備用好，smt就運(yùn)行好了。實(shí)際情況沒這么簡單，組成smt的各環(huán)節(jié)都是相互關(guān)聯(lián)的。

        設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)已不是傳統(tǒng)意義上的設(shè)計(jì)思路，它要求技術(shù)決策者和設(shè)計(jì)人員從深層次認(rèn)識和運(yùn)用smt，熟悉設(shè)備和工藝，在新產(chǎn)品和新技術(shù)上使用并推廣smt。

        1、元器件的選用
  

        掌握SMD的尺寸、形狀及精度，了解生產(chǎn)工藝過程并選用可滿足工藝要求的元器件，如滿足自動化設(shè)備所要求的機(jī)械強(qiáng)度；適應(yīng)于設(shè)備的包裝和編帶方式；符合回流和固化工藝的焊接熱性能；承受不同清洗方式的耐蝕性；以及能大限度發(fā)揮設(shè)備效率和可靠性的IC封裝形式等。

         2、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

        所謂設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也是一個(gè)綜合系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員首先對元器件特別是SMD的選用有較充分的認(rèn)識，并對產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有一定的了解，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)同時(shí)考慮生產(chǎn)工藝方案，這樣可在產(chǎn)品批量生產(chǎn)中，為大限度提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，打下十分關(guān)鍵的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與smt設(shè)備的良好運(yùn)用有相當(dāng)多的關(guān)聯(lián)，如設(shè)備對PCB定位方式、尺寸極限的要求，設(shè)備可貼裝元件的范圍，設(shè)備對元器件定位的識別方式和要求、對IC管腿的識別、對元件高度尺寸和可容納多元件數(shù)量的要求等。

        3、生產(chǎn)工藝技術(shù)

        要充分發(fā)揮現(xiàn)有smt設(shè)備的作用，生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品，確定合理的生產(chǎn)工藝方案非常關(guān)鍵。在總體工藝方案確定后，要詳細(xì)編制絲印、點(diǎn)膠及貼片、回流及固化的程序和具體參數(shù)，通常的電路板需要由幾臺設(shè)備協(xié)作共同完成組裝任務(wù)。在對單臺設(shè)備貼放元件的品種選擇、路徑設(shè)置、位置坐標(biāo)等因素優(yōu)化后，還應(yīng)考慮幾臺設(shè)備銜接的節(jié)拍合理，避免造成整條生產(chǎn)線的停頓，生產(chǎn)中要根據(jù)不同的工藝要求，貫徹正確的工藝方案，并不斷在生產(chǎn)中進(jìn)行完善。常見的幾種smt生產(chǎn)工藝方案如下：
1)單面貼裝工藝
2)雙面貼裝工藝
3)單面混裝
4)雙面混裝    

        三、加強(qiáng)smt設(shè)備管理的幾個(gè)步驟

       1、smt建線方案設(shè)計(jì)

        建線的原則：適用、經(jīng)濟(jì)、可擴(kuò)展。

       要結(jié)合smt使用的目的，生產(chǎn)產(chǎn)品的性質(zhì)和類型，考慮產(chǎn)品使用元器件及IC的尺寸和精度，元器件的種類及數(shù)量，產(chǎn)品所要求的P板大小、生產(chǎn)規(guī)模及批量要求和質(zhì)量水平要求，確定設(shè)備機(jī)型。
根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，結(jié)合不同類型產(chǎn)品可能采取的工藝方案，確定smt設(shè)備的功能和配置。

        必須考慮到可擴(kuò)展性。由于電子產(chǎn)品及與之配套的元器件行業(yè)發(fā)展速度非常快，smt設(shè)備從系統(tǒng)的功能、精度、指標(biāo)擴(kuò)展和生產(chǎn)能力提高等方面要留有余地。選擇新式設(shè)備，并一次將選件購齊，勢必造成投資過高，而且許多選件不適用形成多年閑置，造成大量資金占壓，經(jīng)濟(jì)性不佳。要建成一條配套齊全、能力較強(qiáng)的smt生產(chǎn)線，投資額大，而且設(shè)備換代周期短，一些中小企業(yè)承擔(dān)相當(dāng)困難。下決心購置的企業(yè)如應(yīng)用效果不好，會給企業(yè)帶來很重的包袱。故在建線設(shè)計(jì)時(shí)，選擇經(jīng)濟(jì)適用是相當(dāng)關(guān)鍵的。高速機(jī)速度快，功能強(qiáng)，但價(jià)格約為中速機(jī)的2～3倍。如所生產(chǎn)的產(chǎn)品類型不是品種少，且大批量生產(chǎn)的，可選擇幾臺中速機(jī)組線，既能解決一次投資資金過大，又可采用小額資金多次投入，生產(chǎn)能力補(bǔ)充靈活的方式。設(shè)備出現(xiàn)故障后，影響也會減至小。設(shè)備投資的回收年限以2～3年為佳。

        2、設(shè)備選件及備件的選擇：

       smt設(shè)備的選件及備件價(jià)格是相當(dāng)高的，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品要求和生產(chǎn)要求進(jìn)行確定。如點(diǎn)膠、貼片吸嘴、切刀、橡膠帶、密封圈、傳感器等易損件可訂一定數(shù)理的備品，便于及時(shí)更換，元件送料器可按元件種類情況訂購適量備品，可提高產(chǎn)品換型速度，減少元件損失。但向設(shè)備電器備件，特別是控制電路板等，價(jià)格相當(dāng)高，可不選訂，以降低資金占壓。

        3、專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)

       設(shè)備硬件確定后，千萬不能忽視軟件的配套。smt系統(tǒng)能否良好運(yùn)行，關(guān)鍵在于人的掌握和運(yùn)用。應(yīng)選擇素質(zhì)較高的人員，具有計(jì)算機(jī)自動化控制、電子和機(jī)械等方面基礎(chǔ)，對于負(fù)責(zé)設(shè)備維修及深入掌握設(shè)備總體技術(shù)的人員，我們選擇具 大專以上學(xué)歷的技術(shù)人員，在前期進(jìn)行生產(chǎn)線鍛煉后，安排到外廠家或廠商培訓(xùn)中心，系統(tǒng)深造。有計(jì)劃、有目的并針對具體故障和問題，深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)出自己良好的設(shè)備維修和保障力量，會給企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展帶來益處。設(shè)備操作人員特別是高速smt生產(chǎn)線，同樣要求文化程度高、素質(zhì)好的人員，我們選用中技、中專學(xué)歷的人員。 杭州PCB|杭州smt

       4、設(shè)備的驗(yàn)收

        設(shè)備驗(yàn)收是smt建線中關(guān)鍵的內(nèi)容之一。

        驗(yàn)收smt設(shè)備涉及許多過程而非常簡單確認(rèn)。雖然目前沒有一套規(guī)范的驗(yàn)收辦法，現(xiàn)僅以我們的作法進(jìn)行說明，供參考。

        首先在設(shè)備調(diào)研、掌握結(jié)構(gòu)、性能及技術(shù)指標(biāo)，簽訂設(shè)備的購買合同等過程中，就要考慮到設(shè)備驗(yàn)收的內(nèi)容和方法。在逐項(xiàng)確認(rèn)設(shè)備技術(shù)規(guī)格書的指標(biāo)時(shí)，掌握關(guān)鍵指標(biāo)的檢測方法，向廠商提出設(shè)備驗(yàn)收的要求。對于工廠自己要生產(chǎn)的產(chǎn)品，可選擇有代表性的電路板，提前與設(shè)備廠商進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)收的準(zhǔn)備工作。

         設(shè)備安裝、調(diào)整以及設(shè)備安裝場地的環(huán)境布置、電、氣供給等環(huán)節(jié)也不能忽視。應(yīng)滿足設(shè)備對環(huán)境及能源供給等方面的要求。如因條件限制難以達(dá)到，應(yīng)提前與設(shè)備廠商進(jìn)行說明，雙方確定對策，避免給終設(shè)備驗(yàn)收工作帶來麻
煩。

         正式設(shè)備驗(yàn)收分兩個(gè)階段進(jìn)行，即我們稱為無負(fù)載驗(yàn)收和有負(fù)載驗(yàn)收工作。
  

        無負(fù)載驗(yàn)收，即按設(shè)備技術(shù)規(guī)格書的各項(xiàng)功能，精度指標(biāo)和配置進(jìn)行逐項(xiàng)驗(yàn)收。

       有負(fù)載驗(yàn)收，首先利用設(shè)備廠商的標(biāo)準(zhǔn)程序和標(biāo)準(zhǔn)樣板，進(jìn)行常規(guī)驗(yàn)收。二步利用工廠待生產(chǎn)的電路板進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)收，得出設(shè)備精度、貼著合格率、速率、焊接質(zhì)量、系統(tǒng)配套狀況及產(chǎn)品直通率和合格率水平等。

       5、提高smt生產(chǎn)設(shè)備的日常管理水平：

       不同類型的smt設(shè)備出現(xiàn)故障的趨勢大約有如下二種形勢：

       隨著時(shí)間的推移，使用時(shí)間越長，故障率越高。當(dāng)然會有一段時(shí)間相對穩(wěn)定，故障較低，這種趨勢為主流。
  但有些設(shè)備在使用初期，故障率相對較高，使用一段時(shí)間后，故障相對減少，設(shè)備進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，再逐漸過渡到故障高發(fā)區(qū)。當(dāng)然產(chǎn)生這種變化的原因主要與初期對設(shè)備掌握不熟練設(shè)備調(diào)整和使用效果不是佳狀態(tài)，出現(xiàn)這種情況應(yīng)多從內(nèi)部尋找原因，進(jìn)行規(guī)范性管理。

        降低設(shè)備故障率，減少停機(jī)損失，有效的方法是加強(qiáng)設(shè)備管理水平，制訂設(shè)備操作，維護(hù)保養(yǎng)和修理的管理辦法和責(zé)任制。

       1)制訂全線總體smt工藝路線，確定每臺設(shè)備單元的工藝參數(shù)、數(shù)據(jù)要求、標(biāo)準(zhǔn)和曲線，并按規(guī)定的頻次，由工藝檢查人員定時(shí)監(jiān)督檢查，杜絕管理職責(zé)不明確，工藝管理不嚴(yán)格，設(shè)備不按規(guī)定維護(hù)保養(yǎng)，設(shè)備參數(shù)亂動，亂調(diào)等不良狀況。

        2)按照設(shè)備規(guī)定的內(nèi)容制訂日保養(yǎng)、周保養(yǎng)、月保養(yǎng)、半年及一年保養(yǎng)和維修管理辦法，詳細(xì)規(guī)定不同階段進(jìn)行保養(yǎng)的部位，操作的方法，達(dá)到的目的和效果。往往是制訂某些制度容易，而持之以恒地執(zhí)行相當(dāng)困難。有些操作人員甚至少數(shù)管理者都有怕麻煩，耽誤時(shí)間，影響生產(chǎn)的思想。其實(shí)堅(jiān)持進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，使設(shè)備總處于良好狀態(tài)，可極大地提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備停機(jī)和維修費(fèi)用，這一點(diǎn)只要去做收益會十分顯著。

        3)應(yīng)要求設(shè)備操作人員掌握設(shè)備操作的基本技能，考核合格上崗工作。嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行操作。工作中要集中精力，對設(shè)備運(yùn)行過程勤觀察、勤判斷，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，及時(shí)解決處理，或請維修人員檢修，不允許設(shè)備帶病工作。

        4)充分提高員工基本素質(zhì)，轉(zhuǎn)換觀念，發(fā)揮員工積極性，明確個(gè)人利益與工廠利益的關(guān)系，制訂生產(chǎn)產(chǎn)量，產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備合格率及完好率，部品及輔料的消耗等考核指標(biāo)，使員工的主動性充分調(diào)動出來，提高效率，降低消耗。
  

        6、提高產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施：
  

       smt生產(chǎn)線環(huán)節(jié)很多，涉及方方面面的內(nèi)容，圍繞設(shè)備管理范圍，應(yīng)重點(diǎn)抓好幾個(gè)關(guān)鍵部位和幾個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。關(guān)鍵部位是：絲印機(jī)、貼片機(jī)和回流爐。

       絲印焊膏的效果會直接影響貼片及焊接的效果，尤其是對于細(xì)間距元件的影響更為顯著。首先要調(diào)好焊膏，設(shè)置好絲印機(jī)的壓力、精度、速度、間隙、位移和補(bǔ)償?shù)雀鲄?shù)，綜合效果達(dá)到佳后，穩(wěn)定工藝設(shè)置，投入批量生產(chǎn)。

       貼片質(zhì)量，特別是高速smt生產(chǎn)線貼片機(jī)的質(zhì)量水平十分關(guān)鍵，出現(xiàn)一點(diǎn)問題，就會產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果，應(yīng)著重做好以下工作：

       1)貼片程序編制要準(zhǔn)確合理

        元器件貼放位置、順序、料站排布，路徑安排要盡可能準(zhǔn)確，合理，好的程序會在提高貼片效率及合格率，降低設(shè)備磨損和元件消耗等方面有顯著效果。在進(jìn)行程序試運(yùn)行，確認(rèn)送料器元件的正確性后，進(jìn)行一塊PCB貼裝，并安排專人全數(shù)檢查，我們稱之為一號機(jī)確認(rèn)，要全面檢查位置與參數(shù)、極性與方向、位置偏移量、貼裝元件是否有損傷等項(xiàng)目。檢查合格后，開始投入批量生產(chǎn)。

        2)加強(qiáng)生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)量反饋
  

       隨著生產(chǎn)中元器件不斷補(bǔ)充上料和貼片程序的完善調(diào)整，會有許多機(jī)會有可能造成誤差，而產(chǎn)生質(zhì)量事故，應(yīng)建立班前檢查和交接班制度，并做到每次換料的自檢互檢，杜絕故障的隱患。同時(shí)要加強(qiáng)smt系統(tǒng)的質(zhì)量反饋，后道工序發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)反饋到故障機(jī)，及時(shí)處理，減少損失。

        回流設(shè)備的控制：

        PCB板回流效果對產(chǎn)品焊接直通率、合格率等指標(biāo)緊密關(guān)系，要針對不同PCB板，不同的元器件和不同密度及要求，并根據(jù)焊膏標(biāo)準(zhǔn)曲線和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定出各溫區(qū)參數(shù)、速度、通過試驗(yàn)板對元器件來進(jìn)行溫度曲線測試，修正溫度設(shè)置，以達(dá)到焊接合格率高，穩(wěn)定可靠的狀態(tài)。

       幾個(gè)監(jiān)控點(diǎn)主要是指：貼片之后回流焊接之前以及PCB檢查和修理處，設(shè)置專人監(jiān)控點(diǎn)，這樣可將許多故障在焊接前糾正，減少修理工作量。另外，在修理檢查時(shí)，應(yīng)查清并匯總質(zhì)量不良的主要內(nèi)容及原因，迅速反饋到產(chǎn)生故障的設(shè)備，立即加以解決。

      要達(dá)到良好的工作成果，要有良好工作作風(fēng)和工作基礎(chǔ)，員工還應(yīng)養(yǎng)成按規(guī)定填寫各種基礎(chǔ)管理項(xiàng)目表格及記錄的習(xí)慣，如設(shè)備運(yùn)行日報(bào)表、設(shè)備維修記錄表、元器件交換檢查表、貼片狀態(tài)管理表、回流／固化溫度管理表、設(shè)備修理及檢查管理表等。通過這些記錄和統(tǒng)計(jì)，使smt生產(chǎn)狀態(tài)不斷改進(jìn)和完善，當(dāng)然這些工作方式是應(yīng)用在北京smt專委會技術(shù)服務(wù)中心即北京市科力達(dá)工貿(mào)中心，不一定適用于其它單位，僅做為技術(shù)交流供大家參考．

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