SMT贴片生产线的设计资料

SMT 贴片生产线的设计

SMT 是 Surface Mount Technology 的缩写形式，译成表面自动贴装技术。美国是 SMT 的发源地， 1963 年世界出现第一只表面贴装元器件和飞利浦公司推出第一块表面贴装集成电路以来， SMT 已由初期主要应用在军事、航空、航天等尖端产品和投资类产品逐渐广泛应用到计算机、通讯、工业自动化、消费类电子产品等各行各业。 SMT 发展非常迅猛，进入 20 世纪80 年代， SMT 技术已成为国际上最热门的新一代电子组装技术，被誉为电子组装技术一次革命。作为“世界工厂”的中国，目前 SMT 生产线的保有量不下上万条，是名副其实的 SMT 生产大国。但由于 SMT 投资大、技术性强，对于很多初涉这一领域的国内企业来说，面对型号众多的 SMT 生产设备如何选型建线，仍是一个复杂而艰难的工作。

第一章 SMT 设备中贴片机的选择最为关键

一般 SMT 生产工艺包括：焊膏印刷——贴片机贴片——回流焊 3 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。特别是贴片机，往往会占到整条生产线投资的 60％以上，所以贴片机的选择最为关键。（我司 SMT 设备组架是半自动印刷机+SiemensHS50+F5+ 回流焊。主要贴片设备都是以 Siemens S20 、HS50 、 F5 为主， JUKI 设备为副）

1.贴片机 1）贴片机的分类

目前生产贴片机的厂家众多，结构也各不相同，但按规模和速度大致可分为大型高速机（俗称“高速机”和中型中速机（俗称“中速机”，）其他还有小型贴片机和半自动／手动贴片机。一部大型机的价格一般为中型机的 3-4 倍。生产大型高速贴片机的厂商主要有Panasonic、Siemens、FUJI、飞利浦、Assemble。n（安必昂）、Hitachi（原三洋）等；生产中型中速贴片机的厂商主要有 Juki、 Yamaha、 Samsung 、 Mirae、 Mydata 等。其中Panasonic 、 Siemens 、 Fuji 贴片机的市场占有率最高，号称贴片机市场的“三驾马车”。

无论对于大型机厂商还是对中型机厂商来说，所推荐的 SMT 生产线一般由 2 台贴片机组成：一台片式 Chip 元件贴片机（俗称高速贴片机）和一台 IC 元件贴片机（俗称高精度贴片机），这样各司其责，有利于贴片机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机成为可能。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，这种贴片机颇受中小企业、科研院所的青睐。典型机型有 Siemens 的 F 5 系列、 Panasonic 的 MSF。

2）贴片机结构

目前贴片机结构大致可分为四种类型：动臂式（又称“拱架式”、）复合式、转塔式和大型平行系统。

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类型，但其速度无法与其它类型相比。不过元件排列越来越集中在有源部件上，比如有引线的 QFP（Quad flat package，四边扁平封装器件）和B

GA（Ball grid darray ,球栅阵列器件）,安装精度对高产量有至关重要的作用。复合式、转盘式和大型平行系统一般不适用于这种类型的元件安装。动臂式机器分为单臂式和多臂式，单臂式是最早先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进行安装。动臂式机器的结构如图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

Universal 公司的 GSM 系列、Assembleon 公司的 ACM、Hitachi 公司的 TIM-X、Fuji 公司的QP-341E和XP系列、Panasonic公司的BM221、Samsung公司的CP60系列、Yamaha公司的YV系列、Juki公司的KE系列、Mirae公司的MPS系列。

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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Siemens的Siplace80S系列贴片机，有两个带有12个吸嘴的转盘，如图2所示。Uni versal公司也推出了采用这一结构的贴片机 Gen esis，有两个带有30个吸嘴的旋转头，贴片速度达到 60000片/h。从严格意义上来说，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，例如Siemens的HS60机器就安装有4个旋转头。

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转塔的结构如图3所示。转塔式机器由于拾取元件和贴片动作同时进行，使得贴片速度大幅度提高。这种结构的高速贴片机在我国的应用也很普遍，不但速度较高，而且历经十余年的发展技术已非常成熟，如 F呻公司的CP842E机器贴装速度可达到 0. 068s/片。但是这种机器由于机械结构所限，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于大规

模的计算机板卡、移动电话、家电等产品的生产上，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国内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位置

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。单独地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Philips公司的FCM机器有16

个安装头，实现了 0. 0375s /片的贴装速度，但就每个安装头而言，贴装速度在 0. 6

S/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 3 种机型要小许多。生产大规模平行系统式机器的厂商主要有 PhilipS ， Fuji 公司也推出了采用这一结构的 QP-132型超高速贴片