SMT生产线经典配置方案

1.2 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MPM与DEK，无论从品牌知名度还是市场占有率来看，都是印刷机市场当中的领先者。印刷机可分为半自动和全自动两种，半自动不能与其他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），适合科研院所使用，典型机型DEK的248。全自动印刷机可连进SMT生产线里，无须人为干预，自动化程度高，适用于规模化生产。如英国DEK公司的DEK265 INFINITY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。印刷参数可用计算机数字化设置，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。其他较典型机型有MPM的UP3000系列、Minami的MK系列、EKRA的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地变化；焊膏中助焊剂的蒸发；焊剂中的低沸点溶剂的蒸发；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焊膏放在一个容器里，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减少焊膏在操作者面前的暴露程度，并且使设备和其它工具尽量保持干净。目前MPM和DEK公司都开始采用这一新技术，MPM称之为“流变泵”，DEK称之为“ProFlow”。

1.3 回流焊炉

回流焊接设备正向着高效、多功能、智能化发展，其中有具有独特的多喷口气流控制的回流焊炉、带氮气保护的回流焊炉、带局部强制冷却的回流焊炉、可以监测元器件温度的回流焊

炉、带有双路输送装置的回流焊炉、带中心支撑装置的回流焊炉等。除了上述这些新型回流焊炉外，智能化再流炉也已经出现了，其调整运转由内置计算机控制，在Window视窗操作环境下可很方便使用键盘或光笔输入各种数据，又可迅速地从内存中取出或更换回流焊工艺曲线，节省调整时间，提高了生产效率。智能化回流焊炉的许多机构的运作，例如：回流炉自动启动和停止，在规定时间选定存储的回流焊工艺曲线，自动调整加热区设置，启动回流焊炉，到时关闭。链式传送带宽度自动调节，与加工印制板尺寸相匹配，通氮工艺与常规空气回流焊工艺变换等功能的自动设置都不必人工操作，全由计算机程序控制。智能化回流焊炉的出现，给SMT焊接工艺增添了新的活力。

回流焊炉的主要厂家有美国BTU、Heller、德国ERSA、SEHO、荷兰的SOLTEC及日本ANTOM 等公司。回流焊炉国内厂家也可制造，例如劲拓、创益等，尽管在功能性、稳定性、温控精度上与国外先进水平有些差距，但性能完全可以满足需求，价格也要便宜很多。

2 组线设计：不可盲目求大求全

在建立SMT生产线时要根据企业的投资能力，产量的大小，线路板的贴装精度要求等因素，制定合理的引进计划。选择设备时应“量体裁衣”，切不可盲目地求大求全，以免造成不必要的浪费。根据不同用户的需求，笔者设计了几种建线方案，仅供参考（未加说明均为一台）：方案一：多功能SMT生产线。

DEK248半自动印刷机、Siemens F5多功能贴片机、劲拓GS-800回流焊炉、熊猫精机传送机构。

评价：该生产线尽管只采用1台Siemens F5多功能贴片机，但可应付几乎所有贴片元件，另外为压缩开支，回流焊炉和传送机构均采用国产设备，印刷机为半自动。预计总投资在250

万元左右。该生产线适合批量不大、品种较多的小型企业和科研院所。

方案二：中速SMT生产线。

YAMAHA YVP-Xg全自动视觉印刷机、YAMAHA YV100Xg片式Chip元件贴片机、YAMAHA YV88Xg 高精度贴片机、Vitronics Soltec XPM 820N回流焊炉。

评价：典型的中速贴片线配置方案，适合中小型企业规模化生产，预计总投资在300-400

万元。

方案三：高速SMT生产线。

DEK265 INFINITY全自动视觉印刷机、Universal公司的4797高速转塔贴片机、Universal 公司的Advantis高精度贴片机、Nutek公司的传送机构、Heller 1800EXL回流焊炉。

评价：经典的高速贴片线配置方案，适合大中型电子企业规模化生产，预计总投资在700-900万元。

方案四：超高速SMT生产线。

MPM的UP3000全自动视觉印刷机、Panasonic公司的HT122高速转塔贴片机三台（或Fuji 公司的CP842E高速转塔贴片机）、Universal公司的Advantis高精度贴片机二台、Nutek传送机构、Vitronics Soltec公司的XPM2-SERIES回流焊炉。

评价：典型的“三高两泛”配置，适合大型电子企业某单一产品的大规模生产，例如手机、电脑板卡等等，预计总投资在1500-1800万元。

3 评估：确保设备性能符合要求

当购买SMT设备时，按适当的标准评估设备是很重要的，评估应围绕拟购设备的各方面能力展开，确保设备性能符合要求。我们以SMT设备中最关键的贴片机评估为例，以下是对某型高精度贴片机进行评估的一览表。分四个方面：PCB处理、元件范围、元件送料器和贴放要求。

（1）PCB处理

描述

要求(举例)

PCB尺寸，最大与最小

50×50mm ~ 460×510mm

PCB厚度，最大与最小

0.6mm~3.0mm

贴装区域，最大

458×508mm

定位方法

边缘夹紧

定位精度

±0.05mm

坏板识别

要求

板传输边缘

3mm

基准点相机

灰度成像

（2）元件范围

描述

要求(举例)

标准能力

0402 ~ 150mm Connect尺寸元件密脚能力

0.3 mm

BGA能力

0.5 ~ 1.5 mm

（3）元件送料器

描述

要求(举例)

8 mm送料器装载能力

最少80个

管状送料器范围

SO-8 ~ PLCC84

带状送料器范围

8,12,16,24,32,44,56,72,88mm

矩阵托盘装载

最少20个

（4）贴片要求

描述

要求(举例)

系统类型

拱架式

贴片头数量

1个

驱动马达，X轴

伺服或步进

驱动马达，Y轴

伺服或步进

驱动马达，Z轴

伺服或步进

驱动马达，Q

伺服或步进

编码器，X/Y轴

线性或旋转式

编码器，Z/Q 轴

旋转式

定位方式

滚珠丝杆或皮带式

触觉感应

要求

Z轴行程

可编程

吸嘴交换器

要求

小尺寸元件识别（小于25mm）头部摄像视觉

密间距QFP/BGA识别

底部摄像视觉

视觉相机类型

二进制或灰度

相机阈值等级

256级灰度

相机视觉区间

32mm

最大视觉区间

50mm使用分区域视觉

分辨率，X/Y轴

0.0127mm

分辨率，Z轴

0.005mm

贴放精度

±0.065mm 3σ/chip

±0.025mm 3σ/QFP

贴片速度

10000CPH/chip

4000CPH/QFP

4 结束语

SMT生产线是实现电子规模化组装的基础，在进行SMT组线设计时必须对要其中的关键设备进行详细的调研，了解其具体的技术参数。有了这些认识，就可以识别不同设备的优劣，并作出明智的选择。同时，选择设备时应“量体裁衣”，切不可盲目地求大求全，以免造成不必要的浪费。