一、前言
由于SMT技術(shù)是涉及了多項技術(shù)的復雜的系統工程，技術(shù)性強，投資大，面對型號眾多的SMT生產(chǎn)設備如何選型建線(xiàn)，仍是一個(gè)復雜而艱難的工作。本文結合工業(yè)對講通信產(chǎn)品電路板制造基地建設，提出了“SMT生產(chǎn)線(xiàn)設計、設備選型”的關(guān)鍵要點(diǎn)，給出了五種建線(xiàn)方案。
二、SMT生產(chǎn)線(xiàn)設計關(guān)鍵
根據SMT建線(xiàn)工程設備選型依據、步驟、注意事項，結合工業(yè)通信產(chǎn)品電路板制造基地建設，淺談SMT生產(chǎn)線(xiàn)設計、設備選型要點(diǎn)：（生產(chǎn)布線(xiàn)、能源、供氣、送風(fēng)設計這里不做論述）
1.典型SMT生產(chǎn)線(xiàn)和主要設備
一般SMT生產(chǎn)工藝包括焊膏印刷、貼片和回流焊三個(gè)步驟，主要設備有印刷機、貼片機和回流焊爐構成生產(chǎn)線(xiàn)。
2.SMT生產(chǎn)線(xiàn)設備選型依據
（1）現有產(chǎn)品種類(lèi)，器件，生產(chǎn)能力，線(xiàn)體建設的要求。
現在對講產(chǎn)品SMT電路板年產(chǎn)量4千塊左右，品種達28種，最大品種電路板年產(chǎn)量在2000塊。
電路板最大尺寸320mm*260mm*3mm；最小尺寸120mm*80mm*3mm，器件最大高度10mm。
單品種器件數量最多DUB用戶(hù)板：片式電阻，電容24種、SOP10種，PFP 封裝2種、間距0.3 mm PLCC封裝 44腳55mm*55mm一種、QFP封裝3種，80、160、208腳，間距0.3 mm；
IP對講生產(chǎn)需要使用CSP、BGA、PGA、LBGA、連接器、屏蔽罩、晶振等新型SMT封裝器件；
生產(chǎn)線(xiàn)能進(jìn)行智能儀表SMT電路板生產(chǎn)；
下一步要進(jìn)行PCBA OEM代加工生產(chǎn)。
隨著(zhù)電路板組裝器件密度越來(lái)越大、極窄間距新型封裝多、體積小、貼裝精度要求高，生產(chǎn)難度越來(lái)越來(lái)大。手工貼片的精度、生產(chǎn)速度滿(mǎn)足不了工業(yè)對講制造基地高產(chǎn)量、高精度、高品質(zhì)產(chǎn)品電路板制造的要求。
要求現有的兩條平臺流水線(xiàn)搬遷到產(chǎn)業(yè)園，實(shí)現THT插件，分機裝配，節省投資。準備新建一條全新自動(dòng)化SMT生產(chǎn)線(xiàn)。
（2）對講SMT電路板貼裝缺陷，工藝流程。
手工SMT貼裝缺陷：
a.CHIP件貼裝偏移，手工加壓不一致、目視檢查不出細微的貼裝位置差距，QFP手貼不準，不能一次貼裝到位、需二次貼裝，形成錫膏粘連，造成橋連。
b.手動(dòng)錫膏印刷速度慢，形成瓶頸制約整線(xiàn)生產(chǎn)速度。
c.回流焊接曲線(xiàn)優(yōu)化、冷卻區不合適，造成焊接不良和翹曲變形。
數字對講電路板SMT生產(chǎn)目前使用半自動(dòng)印刷機，平臺生產(chǎn)線(xiàn)，真空吸筆或鑷子手工貼片，回流焊接工藝進(jìn)行生產(chǎn)。
搬遷到產(chǎn)業(yè)園后，電路板SMT組裝工藝為單面混裝。優(yōu)化后的工藝流程為：PCB檢驗→ A面自動(dòng)印刷錫膏→ A面自動(dòng)貼裝SMT、SMD元件→回流焊接→AOI檢查→B面直插THT→B面THT引腳手工焊接→清洗→功能測試→入半成品庫。需要配置印刷機、貼片機和回流焊機設備。
（3）根據現有產(chǎn)品組裝密度、窄間距QFP和大尺寸SMD、異形元器件，確定IC異型貼裝設備配置全視覺(jué)高精度多功能貼片機一臺。兼顧高速生產(chǎn)需要再配置一臺高速CHIP元件貼片機。
3.設備選型步驟（產(chǎn)能計算）
（1）統計2009年最大產(chǎn)量計算出全年貼片SMD元件總點(diǎn)數為583840點(diǎn)，我們按60萬(wàn)點(diǎn)算。
（2）理論產(chǎn)能測算：
a.手工貼片
每個(gè)工位每班貼1千點(diǎn)，五個(gè)工位，八小時(shí)（班產(chǎn)）5千點(diǎn) 需120班次完成60萬(wàn)點(diǎn)貼裝。
b.自動(dòng)貼片機
1臺高速機+1臺多功能機組合的貼裝速度在1萬(wàn)點(diǎn)——十幾萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)。我們以1萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)測算。不考慮換線(xiàn)，單品種：八小時(shí)（班產(chǎn)）8萬(wàn)點(diǎn)，需8班次完成60萬(wàn)點(diǎn)貼裝?？紤]多品種，小批量，頻繁換線(xiàn)，放寬1倍工時(shí)。
（3）SMT整線(xiàn)配置方式分為“多品種、小批量”和“少品種、大批量”的兩種類(lèi)型。
“多品種小批量”的配置原則為，為靈活、拓展、節資。
“少品種、大批量”的配置原則為：靈活、高速、可靠、創(chuàng )造。在大批量配置中要盡可能高速，來(lái)提高生產(chǎn)率，降低成本。同時(shí)高速中要求可靠性好、一致性強、靈活性和穩定性高，才能有更高的創(chuàng )益，才能有更高的投資回報。
三、SMT設備選型關(guān)鍵
（1）規劃好整條生產(chǎn)線(xiàn)對基板的處理能力：如PCB尺寸、厚度、重量、板邊的留空要求、定位要求(基準點(diǎn)、定位孔、邊定位的厚度和曲翹限制等)、必須有詳細和準確的規劃。這些規劃應以整線(xiàn)設備的層次來(lái)進(jìn)行的。如有多條不同規范的線(xiàn)，則統一規范。
（2）生產(chǎn)線(xiàn)整體要求貼裝能力達到3萬(wàn)Chip／小時(shí)；元件范圍從0402-55mm*55mm方型器件、CSP、QFP、BGA、UBGA、片式電解電容、電位器、電感、50*150mm連接器，元件高度為25mm；貼裝精度±0.08mm／Chip、±0.05mm／QFP；最大PCB面積510mmx460mm。 后續加線(xiàn)兼容性好。
（3）貼片機要注意選整體鑄造式機架，保證CHIP,QFP貼裝精度；選飛行對中、CCD安裝在貼片頭上的貼片機，保證貼裝位置的準確；配置離線(xiàn)編程設備和軟件，縮短換線(xiàn)準備時(shí)間、優(yōu)化整線(xiàn)速度； 供料器按最多元件數量的電路板產(chǎn)品進(jìn)行配置，并適當多配置幾個(gè)，用于補充元件或換元件時(shí)提前準備，以免影響貼裝速度。
（4）印刷機要選全自動(dòng)視覺(jué)，保證印刷精度，降低電路板焊接的不良率；特別注意選則印刷周期10S左右的設備，消除整線(xiàn)生產(chǎn)的瓶頸效應。最后選換線(xiàn)時(shí)間短的設備，保證連續生產(chǎn)。
（5）回流焊要選加熱區長(cháng)度大于1.8M、8溫區以上、有冷卻區、溫度曲線(xiàn)測試功能，配UPS電源保證回流焊接質(zhì)量。
（6）AOI光學(xué)檢查儀選擇CCD相機，同軸碗狀光源、誤判率和漏判率穩定可靠的設備，保證檢測的質(zhì)量和速度。
（7）如果資金條件比較緊缺，應優(yōu)先考慮設備的性能價(jià)格比。
四、SMT生產(chǎn)線(xiàn)建線(xiàn)方案（這里省略傳送設備）
方案一：多功能SMT生產(chǎn)線(xiàn)
設備類(lèi)型 品牌/型號 數量（臺） 印刷機 德森 DSP1008 1 多功能貼片機 富士XPF-L 1 回流焊爐 日東 IPC 810 1
評價(jià)：采用1臺富士XPF多功能貼片機，可貼所有貼片、IC元件，自動(dòng)更換貼片頭，可選配點(diǎn)膠頭。為壓縮開(kāi)支，印刷機，回流爐采用國產(chǎn)。整線(xiàn)理論速度為2萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)，該生產(chǎn)線(xiàn)適合批量不大、品種較多的小型企業(yè)和科研院所，預計整線(xiàn)投資在200萬(wàn)人民幣。
方案二：中速SMT生產(chǎn)線(xiàn)
設備類(lèi)型 品牌/型號 數量（臺） 印刷機 德森 DSP3008 1 高速貼片機 Juki KE2070E 1 高精度貼片機 Juki KE2080E 1 回流焊爐 日東 IPC 810 1
評價(jià)：中速貼片線(xiàn)配置方案，適合中小型企業(yè)規?；a(chǎn)，整線(xiàn)理論速度4萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)，實(shí)際2.7萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)。既適合高產(chǎn)量的生產(chǎn)模式，又適合多品種小批量的生產(chǎn)模式。預計整線(xiàn)投資在220萬(wàn)人民幣左右。
方案三：中高速SMT生產(chǎn)線(xiàn)
設備類(lèi)型 品牌/型號 數量（臺） 印刷機 德森 DSP3008 1 高速貼片機 富士XPF-L 2 回流焊爐 日東 IPC 810 1
評價(jià)：采用富士的兩臺XPF，一臺作為高速機，另一臺作為泛用機，整線(xiàn)理論速度為5萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)，預計整線(xiàn)投資在350萬(wàn)人民幣左右。
方案四：高速SMT生產(chǎn)線(xiàn)
設備類(lèi)型 品牌/型號 數量（臺） 印刷機 DEK 02ix 1 高速貼片機 富士NXT（含4臺M6模組） 1 高精度貼片機 富士XPF-L 1 回流焊爐 Ersa Hotflow 3/20E十溫區回流爐 1
評價(jià)：采用了富士NXT模組機和XPF多功能機的組合方案。NXT通過(guò)搭載可以更換的貼裝工作頭，幾乎可應對所有元件的挑戰，靈活性非常高，整線(xiàn)貼片速度接近13萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)，預計總投資在700萬(wàn)人民幣。
方案五：超高速SMT生產(chǎn)線(xiàn)
設備類(lèi)型 品牌/型號 數量（臺） 印刷機 DEK Photon 1 高速多功能貼片機 富士NXT（含10臺M3模組，2臺M6模組） 1 回流焊爐 ERSA Hotflow 3/20E十二溫區回流爐 1
評價(jià)：該方案的理論速度達到了驚人的31.2萬(wàn)點(diǎn)/小時(shí)，幾乎是高速SMT生產(chǎn)線(xiàn)的兩倍以上。適合單一大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，如手機板卡。為跟上生產(chǎn)節奏，印刷機選用了DEK的高端型號Photon，印刷時(shí)間5秒；回流爐采用了ERSA十二溫區的高端型號，預計總投資會(huì )超過(guò)1000萬(wàn)人民幣。
五、SMT生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展趨勢
電子設備和工藝向“半導體和SMT”發(fā)展，PCB-SMD復合化、新型封裝 FC-BGA 、MCM多芯片模塊、3D封裝、POP技術(shù)應用。貼片機朝“模塊化復合型架構、模組化結構、多懸臂、高速智能貼片頭、柔性化方向”發(fā)展。SMT生產(chǎn)線(xiàn)采用CIMS管理，朝“信息集成的柔性生產(chǎn)環(huán)境方向”“連線(xiàn)高效方向”發(fā)展。
六、結束語(yǔ)
SMT自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)是實(shí)現電子規?；M裝的基礎，進(jìn)行SMT組線(xiàn)設計時(shí)要根據企業(yè)的投資能力、產(chǎn)量的大小、線(xiàn)路板的貼裝精度要求等因素，制定合理的引進(jìn)計劃。必須對其中的關(guān)鍵設備進(jìn)行詳細的調研，了解其具體的技術(shù)參數；做好設備、工藝工序的優(yōu)化、就可以充分發(fā)揮SMT生產(chǎn)線(xiàn)的巨大潛力，大幅提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量可以穩定在幾乎無(wú)缺陷的狀態(tài)。
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