SMT生產(chǎn)關(guān)鍵工藝探析

王友善

（連云港杰瑞電子有限公司，江蘇 連云港 222002）

SMT是將表面貼裝元器件組裝到印制板上的電子裝聯(lián)技術(shù)。生產(chǎn)線組成設(shè)備包括印刷機(jī)、高速貼片機(jī)、中速貼片機(jī)、多功能貼片機(jī)、回流爐，其中貼片機(jī)是整條生產(chǎn)線的核心，高速機(jī)以貼小型貼片元件為主；多功能機(jī)以貼裝大型器件和異型器件為主；中速機(jī)速度介于高速機(jī)和多功能機(jī)之間，生產(chǎn)中將兩種或三種貼片機(jī)與其它設(shè)備組合成一條完整的生產(chǎn)線。如何提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，是企業(yè)關(guān)心和研究的課題之一。

1 貼片機(jī)吸嘴工藝優(yōu)化

吸嘴切換在實(shí)際生產(chǎn)中會占據(jù)很多時間，一次吸嘴切換的時間大致為2s，而高速貼片機(jī)貼一個元器件的時間僅為0.06s，是貼片時間的30多倍。要達(dá)到在生產(chǎn)的過程中無須換吸嘴或使吸嘴切換時間之和最小，那么在實(shí)際中安排到工作臺的元件所需要的吸嘴盡量達(dá)到兩種情況：分配給單臺貼片機(jī)的所有物料，都采用同一型號吸嘴；采用吸嘴組合，能夠達(dá)到每一次吸取都為滿負(fù)荷（高速機(jī)一次取貼循環(huán)取滿8個，多功能機(jī)一次取貼循環(huán)取滿5個）。

吸嘴使用種類越多，貼片機(jī)需要切換吸嘴的次數(shù)就越多，因而造成生產(chǎn)時間上的浪費(fèi)。如何將吸嘴切換次數(shù)減少到最佳范圍是程序優(yōu)化的重點(diǎn)方向。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出：507和508吸嘴可以互相通用；貼片元器件吸取面處于臨界值時，小號可以替代大一號吸嘴；貼片元器件最小吸取面能同時滿足大一號吸嘴外徑時，大一號吸嘴可以替代小號；高速機(jī)使用吸嘴種類要求不能超過3種類型，多功能機(jī)要求不能超過4種類型。

高速貼片機(jī)前、后、左、右均有9個放置吸嘴的位置，多功能機(jī)有36個吸嘴位置，ATC（吸嘴裝置）之間的間距剛好等于貼片頭之間的間距，合理安排吸嘴位置可以起到節(jié)約生產(chǎn)時間的效果，通常將同一型號的吸嘴排列在一起，且盡量地靠近要吸取物料的位置，這樣能讓貼片頭同時吸取吸嘴，一步到位減少因吸取吸嘴所產(chǎn)生的多余位移。

2 貼片機(jī)供料器工藝優(yōu)化

貼片機(jī)供料器上的料位安排對貼片速度的提高有著明顯的影響。由于高速機(jī)分4個站臺，通常只使用前側(cè)的左、右站臺，這就需要兩邊站臺點(diǎn)數(shù)相同，同時物料點(diǎn)數(shù)多的盡可能地安排在離貼片位置最近的供料器上，通過計算優(yōu)化出貼片最佳吸取順序。

3 供料裝置（MTS、MTC）工藝優(yōu)化

多功能機(jī)除了優(yōu)化貼片最佳吸取順序，還需要對MTS/MTC（IC托盤供料裝置）優(yōu)化，通過合理安排可以大幅度提高產(chǎn)能。在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到MTS/MTC將IC從供料位置吸取后放置到送料器再由送料器運(yùn)行至貼片頭吸取位置，整個貼裝至少要3s，吸取第一塊IC時沒有問題因?yàn)镸TS/MTC已經(jīng)提前將IC送至指定位置，在吸取第二塊IC時則要多等待1s，造成多等1s的原因是：MTS的托盤托出速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于貼片頭的軸運(yùn)動速度，MTC的DTS運(yùn)動速度慢于貼片頭速度；為保持平穩(wěn)，IC托盤托出速度通常設(shè)置為慢速托出；軟件優(yōu)化的結(jié)果是，所有托盤供料放在最后統(tǒng)一貼裝。

以上3點(diǎn)原因造成貼片頭需要等待。若能通過不連續(xù)貼裝托盤IC，就可以解決等待問題，第一種方法是：根據(jù)印制板貼片位置重新進(jìn)行優(yōu)化，改變貼片順序；第二種方法是：引入貼片機(jī)系統(tǒng)層概念，貼片機(jī)系統(tǒng)共設(shè)有七個層，一層優(yōu)先級最高所以優(yōu)先貼裝一層元件以此類推最低為7層，通常默認(rèn)所有貼片點(diǎn)都在4層，通過這個功能把不同種托盤IC分別設(shè)置在3、4、5層就可以解決貼片頭等待IC問題。第二種方法較為簡單，也容易實(shí)現(xiàn)，通過試驗(yàn)取得了良好效果。

4 貼片機(jī)間的點(diǎn)數(shù)平衡優(yōu)化

貼片機(jī)間的點(diǎn)數(shù)平衡通常是根據(jù)每臺貼片機(jī)貼裝產(chǎn)能計算出來，并結(jié)合元器件的特點(diǎn)，以最小為目標(biāo)值，初步分配產(chǎn)品點(diǎn)數(shù)（指貼片單元）或利用離線編程軟件，由軟件直接把點(diǎn)數(shù)分配到每臺貼片機(jī)。而在實(shí)際生產(chǎn)中理論與實(shí)際總有偏差，例如：理論中一個150電感，模部6×6，使用506吸嘴，中速貼裝（中速吸取、中速移動、中速貼裝、中速旋轉(zhuǎn)）但在實(shí)際生產(chǎn)中時不時的發(fā)生電感貼裝偏移現(xiàn)象，將其改為慢速貼裝解決問題。此類問題累積后，造成了貼片機(jī)間的不平衡，程序優(yōu)化就是解決這些由于累積時間、分配不平衡及上述優(yōu)化后造成的線體間不平衡問題進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整中需要注意以下原則：使用同一型號吸嘴的物料，盡可能放到一起；點(diǎn)數(shù)分配偶數(shù)化，最佳為4的倍數(shù)；將需要慢速貼裝的元器件分配到同一臺機(jī)器中；調(diào)平衡時，高速機(jī)按1秒鐘5個點(diǎn)計算調(diào)整，多功能機(jī)按1秒鐘3個點(diǎn)進(jìn)行分配；e線體間時間差控制在3s以內(nèi)。

5 結(jié) 語

SMT生產(chǎn)線貼裝效率提升研究就是充分發(fā)掘貼片機(jī)的最大產(chǎn)能，最大限度地優(yōu)化貼片點(diǎn)數(shù)、合理安排料站使貼片機(jī)運(yùn)行路線最短，它是針對產(chǎn)品，找出貼片機(jī)程序中的不足，建立符合產(chǎn)品特點(diǎn)的優(yōu)化方案，從而提高生產(chǎn)效率。文章對貼片機(jī)吸嘴、貼片機(jī)供料器、供料裝置（MTS、MTC）、線體平衡四個方面的優(yōu)化，提高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，優(yōu)化后產(chǎn)能提高了5%～8%。