SMT 生產(chǎn)線基本構(gòu)成要素解析
絲印
絲印是 SMT 生產(chǎn)線的道工序，位于生產(chǎn)線的最前端，其所用設(shè)備為絲網(wǎng)印刷機(jī)。它的主要作用是將焊膏或者貼片膠漏印到 PCB 的焊盤上，為后續(xù)元器件的焊接提前做好準(zhǔn)備工作。例如，在生產(chǎn)手機(jī)主板等電子產(chǎn)品時(shí)，首先就要通過絲印這一環(huán)節(jié)，把相應(yīng)的焊膏準(zhǔn)確地漏印到 PCB 焊盤位置，后續(xù)才能更好地進(jìn)行元器件的貼裝等工序。
點(diǎn)膠
點(diǎn)膠這一環(huán)節(jié)的主要作用是將膠水滴到 PCB 的固定位置上，以此來幫助元器件更好地固定在 PCB 板上。點(diǎn)膠機(jī)是執(zhí)行這一操作的設(shè)備，它在 SMT 生產(chǎn)線中的位置比較靈活，通常位于生產(chǎn)線的最前端或者檢測(cè)設(shè)備的后面。比如在一些對(duì)元器件固定要求較高的產(chǎn)品生產(chǎn)中，像工業(yè)控制板的制造，通過點(diǎn)膠可以確保元器件在后續(xù)的生產(chǎn)流程以及使用過程中都能穩(wěn)固地處在相應(yīng)位置上。操作時(shí)需要注意，要根據(jù)不同的元器件以及 PCB 板的特點(diǎn)，精準(zhǔn)控制膠水滴注的量和位置，避免膠水過多或過少影響固定效果。
貼裝
貼裝在 SMT 生產(chǎn)線中起著關(guān)鍵作用，它是將表面貼裝元器件準(zhǔn)確安裝到 PCB 的固定位置上。執(zhí)行貼裝任務(wù)的設(shè)備是貼片機(jī)，其位于生產(chǎn)線中絲印機(jī)的后面。貼片機(jī)是一種自動(dòng)化程度很高的設(shè)備，集精密機(jī)械、電動(dòng)、氣動(dòng)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)等為一體，它能夠以高速度和高精度自動(dòng)安裝貼片元件，不僅大大縮短了生產(chǎn)周期、提高了生產(chǎn)效率，支持大規(guī)模和批量生產(chǎn)，還能減少人力需求、降低人工成本，同時(shí)減少組裝過程中的錯(cuò)誤和損壞，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。例如在電腦主板的生產(chǎn)過程中，眾多如電阻、電容等貼片元器件，都是通過貼片機(jī)快速且精準(zhǔn)地安裝到相應(yīng)位置的。
固化
固化環(huán)節(jié)的作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與 PCB 板牢固粘接在一起。完成固化工作的設(shè)備是固化爐，它一般放置在貼片機(jī)之后。在固化過程中，需要按照相應(yīng)的工藝要求來設(shè)置溫度、時(shí)間等參數(shù)，確保貼片膠能夠充分融化并達(dá)到良好的粘接效果。像生產(chǎn)一些電子玩具的電路板時(shí)，經(jīng)過貼裝后的元器件，通過固化爐的作用，能與 PCB 板牢牢固定，使得產(chǎn)品在后續(xù)的使用、運(yùn)輸?shù)冗^程中，元器件不易脫落，保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性。
回流焊接
回流焊接的主要功能是將焊膏融化，進(jìn)而保證元器件與 PCB 板牢固粘接。這一環(huán)節(jié)所使用的回流焊爐位于生產(chǎn)線后端位置，它對(duì)于焊接質(zhì)量來說至關(guān)重要?；亓骱覆僮鞣椒ㄏ鄬?duì)簡(jiǎn)單，效率高、質(zhì)量好、一致性也好，并且還能節(jié)省焊料，是一種非常適合自動(dòng)化生產(chǎn)的電子產(chǎn)品裝配技術(shù)，目前已成為 SMT 電路板組裝技術(shù)的主流。例如在各類電子產(chǎn)品如家電控制板的生產(chǎn)中，回流焊接能讓元器件與 PCB 板之間形成可靠的電氣連接，保障產(chǎn)品正常發(fā)揮功能。
清洗
清洗環(huán)節(jié)的主要目的是去除焊接后殘留在 PCB 板上的物質(zhì)，像助焊劑等，這些殘留物可能會(huì)影響電性能或者對(duì)人體有害，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行。清洗所用到的設(shè)備是清洗機(jī)，它在生產(chǎn)線中的位置可以在線，也可以不在線，比較靈活。比如一些對(duì)產(chǎn)品清潔度要求較高的精密電子產(chǎn)品，如高端手機(jī)的電路板生產(chǎn)，清洗環(huán)節(jié)必不可少，通過清洗機(jī)可以將 PCB 板上的殘留物徹底清除，避免對(duì)后續(xù)產(chǎn)品性能產(chǎn)生不良影響。
檢測(cè)
在 SMT 生產(chǎn)完成后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)是十分必要的，這關(guān)乎著產(chǎn)品最終的質(zhì)量是否能達(dá)到出廠要求。常用的檢測(cè)設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀（AOI）、在線測(cè)試儀（ICT）、X-RAY 檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等。這些檢測(cè)設(shè)備可以根據(jù)檢測(cè)的具體需求，被配置在生產(chǎn)線合適的地方。例如自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀（AOI）可以快速對(duì) PCB 板上的焊點(diǎn)、元器件貼裝位置等進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)虛焊、漏焊、元器件偏移等問題；而 X-RAY 檢測(cè)系統(tǒng)則能檢測(cè)到一些隱藏在內(nèi)部的焊接缺陷，像 BGA 封裝元器件焊接是否良好等情況，保障產(chǎn)品質(zhì)量可靠。
返修
當(dāng)檢測(cè)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn) PCB 板存在問題時(shí)，就需要進(jìn)行返修操作了。返修的作用就是對(duì)有問題的 PCB 板進(jìn)行返工修理，一般會(huì)使用烙鐵、返修工作站等工具來完成。返修這一環(huán)節(jié)在生產(chǎn)線中的配置比較靈活，可以在生產(chǎn)線中的任意位置進(jìn)行。比如在生產(chǎn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè) PCB 板上有元器件焊接不良的情況，就可以通過返修工作站，利用烙鐵等工具對(duì)相應(yīng)的焊接點(diǎn)進(jìn)行重新焊接等操作，使產(chǎn)品能夠符合質(zhì)量要求，避免浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。
SMT 生產(chǎn)線配置需考慮的關(guān)鍵因素
根據(jù)產(chǎn)品特性確定規(guī)模與設(shè)備類型
在配置 SMT 生產(chǎn)線時(shí)，首先要依據(jù)產(chǎn)品特性來確定生產(chǎn)線的規(guī)模以及所需的設(shè)備類型。要明確在生產(chǎn)線上加工的電子產(chǎn)品具體情況，像是產(chǎn)品種類有多少、復(fù)雜程度如何、產(chǎn)品上的元器件情況，還有年產(chǎn)量總量等。同時(shí)，也要結(jié)合是建立新生產(chǎn)線，還是對(duì)老生產(chǎn)線進(jìn)行改建、擴(kuò)建等實(shí)際狀況來綜合考慮。根據(jù)這些實(shí)際情況確定生產(chǎn)線的規(guī)模，進(jìn)而計(jì)算出需要具體的貼片機(jī)數(shù)量；如果是改建或擴(kuò)建，要統(tǒng)計(jì)可以繼續(xù)使用的機(jī)器，要是近期有擴(kuò)大生產(chǎn)的規(guī)劃，生產(chǎn)線還得考慮具備可擴(kuò)展性。
另外，根據(jù)電子產(chǎn)品組裝密度，貼裝元器件種類、數(shù)量等因素來確定設(shè)備類型也非常關(guān)鍵。比如，當(dāng)產(chǎn)品是高密度、存在有多引腳窄間距和尺寸較大的 SMD 器件，又或者有異形元器件時(shí)，那就必須選擇多功能貼片機(jī)。要是一臺(tái)多功能貼片機(jī)完不成貼裝任務(wù)的話，那么還應(yīng)配置一臺(tái)中速貼片機(jī)或高速貼片機(jī)，以此來滿足生產(chǎn)需求，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
結(jié)合工藝流程確定選型方案
產(chǎn)品的工藝流程不同，對(duì)于 SMT 生產(chǎn)線設(shè)備選型的要求也不一樣。如果產(chǎn)品比較簡(jiǎn)單，采用純表面組裝或單面混裝工藝時(shí)，可選擇一種焊接設(shè)備，比如回流焊爐或波峰焊機(jī)就可以滿足焊接需求。然而，要是產(chǎn)品比較復(fù)雜、組裝密度較高、又有較多插裝元件的雙面混裝形式，這種情況下采用回流焊和波峰焊兩種焊接工藝時(shí)，就應(yīng)當(dāng)選擇回流焊爐和波峰焊機(jī)兩種焊接設(shè)備，以確保各個(gè)焊接環(huán)節(jié)都能達(dá)到質(zhì)量要求。并且，如果產(chǎn)品需要清洗，還得配置清洗設(shè)備，去除焊接后殘留在 PCB 板上的物質(zhì)，避免其影響電性能或者對(duì)人體有害，保障整個(gè)生產(chǎn)過程順利且生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量可靠。
避免設(shè)備選擇誤區(qū)
在選擇 SMT 生產(chǎn)線設(shè)備時(shí)，不少人常常會(huì)陷入誤區(qū)，比如經(jīng)常有客戶問哪個(gè)系列的貼片機(jī)、哪個(gè)回流焊系列是更好的，又或者哪個(gè)印刷機(jī)是更好的。但實(shí)際上，不同產(chǎn)品對(duì)設(shè)備的需求是不一樣的，不能一概而論地說德國(guó)西門子的設(shè)備好，也不能說韓國(guó)三星貼片機(jī)不好。即便選擇了高效的高速貼片機(jī)、產(chǎn)能理想又節(jié)能的回流焊、印刷精度高且價(jià)格不貴的錫膏印刷機(jī)等看上去很優(yōu)質(zhì)的設(shè)備，如果您是企業(yè)老板，也需要慎重考慮工程師所要求設(shè)備的可行性，以及投資高額設(shè)備的可行性、投資成本和回收成本這些因素。而作為工程師，更應(yīng)該深入了解企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品的具體需求，盡量為企業(yè)選擇高性價(jià)比的機(jī)器，避免盲目追求所謂更好的設(shè)備系列，而是要從實(shí)際出發(fā)，契合產(chǎn)品生產(chǎn)需要。
依據(jù)資金條件合理配置
企業(yè)自身的資金狀況在 SMT 生產(chǎn)線配置中起著重要的影響作用。當(dāng)資金條件比較緊缺時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮設(shè)備的性能價(jià)格比。畢竟 SMT 生產(chǎn)線投資較大，如果不考慮資金因素隨意配置，可能會(huì)給企業(yè)帶來較大的資金壓力。所以，在資金有限的情況下，選擇那些性價(jià)比高的設(shè)備，既能滿足生產(chǎn)要求保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能避免不必要的浪費(fèi)，使得企業(yè)在資金合理利用的基礎(chǔ)上，讓生產(chǎn)線發(fā)揮出更大的效益，推動(dòng)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)穩(wěn)步開展。
SMT 生產(chǎn)線常見配置方案示例
多功能 SMT 生產(chǎn)線配置
對(duì)于一些小型企業(yè)以及科研院所來說，多功能 SMT 生產(chǎn)線是一種性價(jià)比較高的選擇。以 DEK248 半自動(dòng)印刷機(jī)、Siemens F5 多功能貼片機(jī)、勁拓 GS-800 回流焊爐、熊貓精機(jī)傳送機(jī)構(gòu)組成的多功能 SMT 生產(chǎn)線為例，來看看它的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。
DEK248 半自動(dòng)印刷機(jī)屬于半自動(dòng)類型，它不能與其他 SMT 設(shè)備自動(dòng)連接，需要一定的人為干預(yù)，例如傳送板子等操作，不過其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格方面比較便宜，僅相當(dāng)于全自動(dòng)機(jī)型的 1/10 - 1/5，很適合科研院所使用。
Siemens F5 多功能貼片機(jī)在多功能貼片機(jī)里頗具代表性，它能夠在保持較高貼片速度的情況下，完成各種各樣元件的貼裝任務(wù)，即使生產(chǎn)線只采用這 1 臺(tái)貼片機(jī)，也可應(yīng)付幾乎所有貼片元件，減少了企業(yè)在貼片機(jī)方面的投資成本，所以深受中小企業(yè)、科研院所的青睞。
回流焊爐選用的勁拓 GS-800 屬于國(guó)產(chǎn)設(shè)備，在滿足生產(chǎn)需求的同時(shí)，有助于壓縮開支，并且其性能也能夠符合基本的生產(chǎn)要求，和 Siemens F5 多功能貼片機(jī)以及其他配套設(shè)備共同協(xié)作，保障生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而熊貓精機(jī)傳送機(jī)構(gòu)則能穩(wěn)定地完成 PCB 板在各設(shè)備之間的傳送工作。
這樣一條多功能 SMT 生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)總投資在 250 萬元左右，比較適合批量不大、但生產(chǎn)品種較多的小型企業(yè)和科研院所，能夠滿足其多樣化的生產(chǎn)需求，在控制成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的 SMT 生產(chǎn)加工。
中速 SMT 生產(chǎn)線配置
中速 SMT 生產(chǎn)線通常適用于中小型企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，這里介紹一種常見配置：由 YAMAHA 的 VP-Xg 全自動(dòng)視覺印刷機(jī)、YAMAHA 的 V100Xg 片式 Chip 元件貼片機(jī)、YAMAHA 的 TV88Xg 高精度貼片機(jī)以及 Vitronics Soltec 的 XPM820N 回流焊爐構(gòu)成。
YAMAHA 的 VP-Xg 全自動(dòng)視覺印刷機(jī)屬于全自動(dòng)視覺印刷機(jī)，它能夠連進(jìn) SMT 生產(chǎn)線里，不需要人為干預(yù)，自動(dòng)化程度高，適用于規(guī)?；a(chǎn)。其印刷參數(shù)可以用計(jì)算機(jī)數(shù)字化設(shè)置，絲網(wǎng)和基板的標(biāo)記還可用其視覺系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別對(duì)準(zhǔn)，印刷重復(fù)定位精度可達(dá) ±0.004mm、印刷循環(huán)周期為 8 秒，能夠?yàn)楹罄m(xù)的貼裝環(huán)節(jié)提供精準(zhǔn)的焊膏印刷基礎(chǔ)。
YAMAHA 的 V100Xg 片式 Chip 元件貼片機(jī)和 YAMAHA 的 TV88Xg 高精度貼片機(jī)這兩款貼片機(jī)相互配合，能應(yīng)對(duì)不同類型的元器件貼裝工作，在中速生產(chǎn)線上發(fā)揮重要作用，滿足一定規(guī)模下的貼片效率和精度要求，使得各類元器件可以準(zhǔn)確地安裝到 PCB 的對(duì)應(yīng)位置上。
Vitronics Soltec 的 XPM820N 回流焊爐在整個(gè)生產(chǎn)線中承擔(dān)著將已經(jīng)貼好的 PCB 線路板和元器件的焊料融化后實(shí)現(xiàn)可靠粘結(jié)的任務(wù)，保障焊接質(zhì)量，讓元器件與 PCB 板牢固地結(jié)合在一起，確保產(chǎn)品的電氣性能等符合要求。
這樣一整套中速 SMT 生產(chǎn)線配置，預(yù)計(jì)總投資在 300 - 400 萬元左右，對(duì)于有一定生產(chǎn)規(guī)模需求的中小型企業(yè)來說，是一種可以高效完成 SMT 生產(chǎn)，并且成本相對(duì)合理的配置方案選擇。
高速 SMT 生產(chǎn)線配置
大中型電子企業(yè)在進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)時(shí)，往往會(huì)選擇高速 SMT 生產(chǎn)線，下面介紹一種經(jīng)典配置方案：采用 DEK265 INFINITY 全自動(dòng)視覺印刷機(jī)、Universal 公司的 4797 高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)、Universal 公司的 Advantis 高精度貼片機(jī)、Nutek 公司的傳送機(jī)構(gòu)以及 Heller1800EXL 回流焊爐來搭建。
DEK265 INFINITY 全自動(dòng)視覺印刷機(jī)具備伺服壓力控制系統(tǒng)，是一款自動(dòng)化程度很高的印刷設(shè)備，它可以精準(zhǔn)地完成焊膏印刷工作，為后續(xù)高速、高效的貼裝和焊接打下良好基礎(chǔ)，其絲網(wǎng)和基板標(biāo)記自動(dòng)識(shí)別對(duì)準(zhǔn)等功能進(jìn)一步保障了印刷的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，滿足大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)對(duì)印刷環(huán)節(jié)的高質(zhì)量要求。
Universal 公司的 4797 高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)是高速貼片機(jī)的典型代表，它的貼片速度很快，能夠快速拾取元件并進(jìn)行貼片動(dòng)作，適合處理大規(guī)模生產(chǎn)中數(shù)量眾多的阻容元件等，尤其適用于像計(jì)算機(jī)板卡、移動(dòng)電話、家電等產(chǎn)品的生產(chǎn)，這些產(chǎn)品中往往阻容元件特別多、裝配密度大，該機(jī)型能很好地契合這類生產(chǎn)場(chǎng)景，提高整體生產(chǎn)效率。Universal 公司的 Advantis 高精度貼片機(jī)則可以對(duì)精度要求較高的元器件進(jìn)行精準(zhǔn)貼裝，保障產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
Nutek 公司的傳送機(jī)構(gòu)能穩(wěn)定且高效地將 PCB 板在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備之間進(jìn)行傳送，確保整個(gè)生產(chǎn)線的流暢運(yùn)轉(zhuǎn)。Heller1800EXL 回流焊爐可以高質(zhì)量地完成回流焊接工作，將焊膏融化，使元器件與 PCB 板牢固粘接，保障焊接質(zhì)量。
這樣一條高速 SMT 生產(chǎn)線配置，預(yù)計(jì)總投資在 700 - 900 萬元左右，非常適合大中型電子企業(yè)進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，助力企業(yè)高效地完成大量電子產(chǎn)品的 SMT 加工制造。
超高速 SMT 生產(chǎn)線配置
大型電子企業(yè)在進(jìn)行單一產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，例如手機(jī)、電腦板卡等產(chǎn)品的生產(chǎn)，超高速 SMT 生產(chǎn)線是理想之選，像由 MPM 的 UP3000 全自動(dòng)視覺印刷機(jī)、Panasonic 公司的 HT122 高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)（或者也可以選擇 Fuji 公司的 CP842E 高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)）、Universal 公司的 Advantis 高精度貼片機(jī)、Nutek 傳送機(jī)構(gòu)以及 Vitronics Soltec 公司的 XPM2 - SERIES 回流焊爐組成的配置就很典型。
MPM 的 UP3000 全自動(dòng)視覺印刷機(jī)是全自動(dòng)印刷機(jī)里性能出色的設(shè)備，它的印刷精度、穩(wěn)定性等各方面都表現(xiàn)優(yōu)異，其印刷參數(shù)設(shè)置方便、精準(zhǔn)，視覺系統(tǒng)能很好地輔助完成印刷工作，而且印刷重復(fù)定位精度等指標(biāo)處于較高水平，能夠?yàn)槌咚俚暮罄m(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供可靠的焊膏印刷保障，滿足大規(guī)模、高精度生產(chǎn)時(shí)的印刷需求。
Panasonic 公司的 HT122 高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)（或 Fuji 公司的 CP842E 高速轉(zhuǎn)塔貼片機(jī)）有著極高的貼片速度，在大規(guī)模生產(chǎn)單一產(chǎn)品時(shí)，可以快速地將數(shù)量龐大的元器件準(zhǔn)確貼裝到 PCB 板上，極大地提升了生產(chǎn)效率，而且技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定，是超高速生產(chǎn)線中承擔(dān)高速貼裝任務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備之一。Universal 公司的 Advantis 高精度貼片機(jī)則針對(duì)一些高精度要求的元器件進(jìn)行精細(xì)貼裝，保證整體產(chǎn)品的高質(zhì)量。
Nutek 傳送機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)在各設(shè)備間穩(wěn)定快速地傳輸 PCB 板，確保整個(gè)生產(chǎn)線有條不紊地持續(xù)運(yùn)行。Vitronics Soltec 公司的 XPM2 - SERIES 回流焊爐在焊接環(huán)節(jié)能出色地將元器件與 PCB 板牢固焊接在一起，保障焊接質(zhì)量，讓產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)的電氣性能等標(biāo)準(zhǔn)要求。
