一、概述
随着我国通讯、计算机及网络和电子类产品快速发展,促使SMT这一支撑高技术产品发展的基础技术,已逐渐由技术性探索走向成熟的实际生产应用阶段。应用的范围也由过去少数几个电子企业扩展到几乎各个行业。仅北京电子学会SMT专业委员会的主要成员就来自电子、通信、机械、航空、航天、兵器、船舶、家电、公安和轻工等百余家企业。一些企业引进的SMT生产设备,运行情况良好,并在该技术应用领域取得了可喜的经济效益和成就。九八年北京市电子行业实现工业总产值450亿元,北京电子行业已成为支持首都经济发展的第一支柱产业。
但是我们还应清醒地意识到,也有不少单位SMT的应用情况令人遗憾,在花费了大量外汇引进了SMT设备之后,却无法满足生产要求,出现诸如设计、工艺过程与SMT不相适应;生产过程效率低、消耗大;产品质量水平差;SMT设备运行不正常、故障率高,维修和保养工作跟不上,后期投入费用过大,造成设备长期闲置的后果。与此同时,许多企业还在技术准备不足的情况下投资上马SMT设备。另外,随着国外SMT发展趋势,适应新产品和满足IC最新封装形势的SMT技术和设备不断涌现,在用的SMT系统都面临技术和设备不断更新的问题,这不免给企业的发展增加了新的投资风险。为此应用好现有设备,使企业赢得较高的经济效益,步入良性循环,寻求新的发展,我认为具有十分现实的意义。
二、SMT所涉及的要素
SMT是一个系统工程,它涉及元器件及其封装和编带形式、PCB、材料及辅料、设计、制造技术和生产工艺、设备及备件、工装、检测和管理等多种要素,是一项综合性生产技术,只偏重某一环节或某几个环节,都不能实现真正意义上的良好运行。过去有些企业存在一个认识上的误区,即SMT就是贴片机设备的选择及应用,认为贴装设备用好,SMT就运行好了。实际情况没这么简单,组成SMT的各环节都是相互关联的。
设计环节已不是传统意义上的设计思路,它要求技术决策者和设计人员从深层次认识和运用SMT,熟悉设备和工艺,在新产品和新技术上使用并推广SMT。
1、元器件的选用
掌握SMD的尺寸、形状及精度,了解生产工艺过程并选用可满足工艺要求的元器件,如满足自动化设备所要求的机械强度;适应于设备的包装和编带方式;符合回流和固化工艺的焊接热性能;承受不同清洗方式的耐蚀性;以及能最大限度发挥设备效率和可靠性的IC封装形式等。
2、设计环节
所谓设计环节也是一个综合系统,设计人员首先对元器件特别是SMD的选用有较充分的认识,并对产品的工艺设计环节有一定的了解,在设计阶段就应同时考虑生产工艺方案,这样可在产品批量生产中,为最大限度提高产品质量和生产效率,打下十分关键的基础。设计环节与SMT设备的良好运用有相当多的关联,如设备对PCB定位方式、尺寸极限的要求,设备可贴装元件的范围,设备对元器件定位的识别方式和要求、对IC管腿的识别、对元件高度尺寸和可容纳最多元件数量的要求等。
3、生产工艺技术
要充分发挥现有SMT设备的作用,生产出高质量、低成本的产品,确定合理的生产工艺方案非常关键。在总体工艺方案确定后,要详细编制丝印、点胶及贴片、回流及固化的程序和具体参数,通常的电路板需要由几台设备协作共同完成组装任务。在对单台设备贴放元件的品种选择、路径设置、位置坐标等因素优化后,还应考虑几台设备衔接的节拍合理,避免造成整条生产线的停顿,生产中要根据不同的工艺要求,贯彻正确的工艺方案,并不断在生产中进行完善。常见的几种SMT生产工艺方案如下:
1)单面贴装工艺
2)双面贴装工艺
3)单面混装
4)双面混装
三、加强SMT设备管理的几个步骤
1、SMT建线方案设计
建线的原则:适用、经济、可扩展。
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P板大小、生产规模及批量要求和质量水平要求,确定设备机型。
根据产品工艺要求,结合不同类型产品可能采取的工艺方案,确定SMT设备的功能和配置。
必须考虑到可扩展性。由于电子产品及与之配套的元器件行业发展速度非常快,SMT设备从系统的功能、精度、指标扩展和生产能力提高等方面要留有余地。选择最新式设备,并一次将选件购齐,势必造成投资过高,而且许多选件不适用形成多年闲置,造成大量资金占压,经济性不佳。要建成一条配套齐全、能力较强的SMT生产线,投资额大,而且设备换代周期短,一些中小企业承担相当困难。下决心购置的企业如应用效果不好,会给企业带来很重的包袱。故在建线设计时,选择经济适用是相当关键的。高速机速度快,功能强,但价格约为中速机的2~3倍。如所生产的产品类型不是品种少,且大批量生产的,可选择几台中速机组线,既能解决一次投资资金过大,又可采用小额资金多次投入,生产能力补充灵活的方式。设备出现故障后,影响也会减至最小。设备投资的回收年限以2~3年为佳。
2、设备选件及备件的选择:
SMT设备的选件及备件价格是相当高的,应结合产品要求和生产要求进行确定。如点胶、贴片吸嘴、切刀、橡胶带、密封圈、传感器等易损件可订一定数理的备品,便于及时更换,元件送料器可按元件种类情况订购适量备品,可提高产品换型速度,减少元件损失。但向设备电器备件,特别是控制电路板等,价格相当高,可不选订,以降低资金占压。