SMT生产线 配置与优化 OEE

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我国内地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。
2010/8/10
热气流回流焊 激光回流焊
SMT Line setup
感应回流焊 储能回流焊
15
P PC
S
SMT建线方案设计
建线的原则：适用、经济、可扩展。
1.建立产品模型
要结合SMT使用的目的，生产产品的性质和类型，考虑产品使用元器件及 IC的尺寸和精度，元器件的种类及数量，产品所要求的PCB板大小,和质量 水平要求，确定设备机型。
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，例如 环球公司的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。
2级或3级 冷凝管
覆盖层蒸汽温度47～48℃ 冷却水控温系统（7～15 ℃ ）
过虑净化系统
2010/8/10
回流蒸汽温度215℃
碳氟化物液体
加热器
立式VPS炉原理示意图
SMT Line setup
14
P PC
S
局部加热再流焊
induction coil
HF current
eddy current
热丝回流焊
2010/8/10
SMT Line setup
4
P PC
SMT贴片机器的类型
S 基本型１.动臂式拱架型(Gantry)
由于贴片头是安装于拱架型的X/Y
Dual Gantry Design
坐
标移动横梁上，所以得名。
动臂式机器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
10
P PC
S 视觉系统
SMT贴片机器
1.PCB 定位系统
A: 俯视摄像机在电路板上搜寻目标（称作基准），以便在组装前
将电路板置于正确位置.
B: 定位孔定位
2.元件识别系统
A: 仰视摄像机用于在固定位置检测元件，一般采用CCD技术，在安装之前，元 件必须移过摄像机上方，以便做视像处理。
B: 头部摄像机直接安装在贴片头上，一般采用Line-sensor技术，在拾取元件移 到指定位置的过程中完成对元件的检测，这种技术又称为"飞行对中技术"， 它可以大幅度提高贴装效率；
1
P PC
S
SMT生产线选择
• SMT设备的发展
自动插件
抖动
贴片机
1.SMT元件材料的发展促进了机器的发展.
2.机器性能的提高,促进生产率的提高和元件制造技术 的提高与发展.
2010/8/10
SMT Line setup
2
P PC
S
SMT
ONEbyONE
……
1980
2010/8/10
少品种大量生产
合批量不大、品种较多的小型企业和科研院所。
count.
Off-line feeder cards for quick exchange on Gantry style machines
2010/8/10
SMT Line setup
Example of component tape splicing prior to a parts exhaust, Available only on Gantry machines.
2010/8/10
SMT Line setup
9
P PC
S
Feeder Configurations喂料器
Split carriage feeder banks on turret
machine. Can be operated in several
configurations depending on part
P PC
S
SMT新技术
锡焊机理
回流焊
波峰焊
无铅焊接 无铅过渡
生产线配置
第七部分
SMT生产线配置与生产系统
1）SMT生产线选择 2）SMT工程管理及应用 3）设备可靠性评估和保养维修方案 4）SMT标准工时计算方法与应用 5) 如何优化生产线 6）TPM （全员生产管理）OEE
2010/8/10
SMT Line setup
2010/8/10
SMT Line setup
16
P PC
SMT生产线选择
S 生产线配置样板 传统配置
印刷机+高速贴片机+泛用贴片机+回流炉
印刷
高速贴片机
多功能贴片机
回流炉
2010/8/10
印刷
DEK MPM
高速贴片机
多功能贴片机
FUJI Sanyo Pansert
FUJI GSM Pansert
• 单台产量最高可达 40000 芯片/小时 • 单台机器可完成从微型 0201 到 74 × 74mm 的大型器件（甚至大到 32 ×
180mm 的连接件）的贴装。
动臂式机器的贴装精度较好，贴装速度为每小时5000个-20000个元件 (cph)。复合式和转塔式机器的组装速度较高，一般为每小时20000个-50000 个。大型平行系统的组装速度最快，可达50000个-100000个。
2010/8/10
SMT Line setup
6
P PC
SMT贴片机器的类型
S 扩展型1.复合式
复合式机器是从动臂式机器 发展而来，它集合了转盘式 和动臂式的特点，在动臂上 安装有转盘，像Simens的 Siplace80S系列贴片机， 有两个带有12个吸嘴的转 盘。
Siemens HS50
Universal公司也推出了采用这一结构的贴片机Genesis，有两个带有32个吸嘴 的旋转头，贴片速度达到每小时60000片。从严格意义上来说，复合式机器仍属 于动臂式结构。
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，典型机型有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。
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，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。
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、日东，建时，大创，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. 建立生产模型
生产规模及批量要求,小批量多品种呢，或是大批量少Hale Waihona Puke Baidu种,
3. 投资与预算
总的投资,每单位地面空间的产量
4. 必须考虑到可扩展性
• 四个经典的标准：速度(cph贴放率)、精度、性价比和质量
印刷机和回流炉从机器结构上比贴片机要简单一些,但从工艺角度上讲要比 贴片机严格得多.所以印刷机和回流炉的选择更应谨慎.
Fuji、
Universal、
Assembleon、 Hitachi等；
生产中型中速贴片机的厂商主要有
Juki、
Yamaha、
Samsung、 Mirae、
Mydata
Fuji Panasonic
Yamaha
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”。
2010/8/10
SMT Line setup
5
P PC
SMT贴片机器的类型
S 基本型２.转塔型(Turret)
转盘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最为普遍，不但速度较高，而且性能非常的稳定，如 FUJI公司的CP7机器贴装速度可达到0.068秒／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
SMT Line setup
回流炉
BTU Heller
17
P PC
SMT建线方案设计
S
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一台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
法与复合式、转盘式和大型平行系
统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和
BGA阵列元件，安装精度对高产量
Used in Siemens S23,
有至关重要的作用。复合式、转盘
Universal GSM2 and Fuji QPx
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
①大量生産 ②品质维持
多品种少量生产
①生产革新 ②品质革新 ③物流革新
MODULER
ROTARY
1990
0201“
0.15 0402“
0201Chip
0.25～0.3
2000
0.3p CSP
2003～
SMT Line setup
3
P PC
典型机器
S 生产大型高速贴片机的厂商主要有
Panasonic、 Siemens、
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，如Simens的HS50机器就安装有4个这样的旋转 头，贴装速度可达每小时5万片。 Siplace X4i理论每小时135000，在 IPC9850 下102000，是迄今速度最快的
2010/8/10
SMT Line setup
2010/8/10
SMT Line setup
13
P PC
S
汽相回流焊(VPS)接技术
原理：将含有碳氟化物的液体加热至沸点（约215℃）汽化后产生蒸汽。利用蒸 汽做为传热媒介。将完成贴片的基板放入蒸汽炉中，通过凝结的蒸汽将热量 （潜热）传递热量进行焊接。
• 先在烘箱中预热130～150℃→放下吊篮VPS中20～40s→吊篮上升
如PHILIPS公司的FCM机器有16个安装头，实现了0.0375秒／片的贴装速度，但就每 个安装头而言，贴装速度在1秒／片左右，仍有大幅度提高的可能。以及FUJI的ＮＸ Ｔ QP132等
2010/8/10
SMT Line setup
8
P PC
S
富士 NXT 模组型高速多功能贴片机
• 该贴片机有 8 模组和 4 模组两种基座， M6 和 M3 两种模组， 8 吸嘴,4 吸嘴和单吸嘴三种贴片头，可通过灵活组合满足不同产量要求。
C: 激光对齐是指从光源产生一适中的光束，照射在元件上，来测量元件投射的 影响。这种方法可以测量元件的尺寸、形状以及吸嘴中心轴的偏差。
2010/8/10
SMT Line setup
11
P PC
SMT印刷及回流焊机器的类型
S 印刷机
1.手工印刷
2.半自动化印刷机
3.自动印刷机
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，特别是前两家，市场占有率较其他厂商高出许多。
7
P PC
SMT贴片机器的类型
S 扩展性2.平行系统(massively parallel system)
大型平行系统由一系列的小型独立组装机组成。各自有丝杠定位系统机 械手，机械手带有摄像机和安装头。各安装头都从几个带式送料器拾取 元件，并能为多块电路板的多块分区进行安装，这些板通过机器定时转 换角度对准位置。
2010/8/10
SMT Line setup
12
P PC
回流炉
S 热交换类型 氮气炉
辐射型
空气炉
热风强制对流
热传导
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。