SMT生产关键工艺探析

王友善

（连云港杰瑞电子有限公司，江苏 连云港 222002）

SMT是将表面贴装元器件组装到印制板上的电子装联技术。生产线组成设备包括印刷机、高速贴片机、中速贴片机、多功能贴片机、回流炉，其中贴片机是整条生产线的核心，高速机以贴小型贴片元件为主；多功能机以贴装大型器件和异型器件为主；中速机速度介于高速机和多功能机之间，生产中将两种或三种贴片机与其它设备组合成一条完整的生产线。如何提高生产线的生产效率，是企业关心和研究的课题之一。

1 贴片机吸嘴工艺优化

吸嘴切换在实际生产中会占据很多时间，一次吸嘴切换的时间大致为2s，而高速贴片机贴一个元器件的时间仅为0.06s，是贴片时间的30多倍。要达到在生产的过程中无须换吸嘴或使吸嘴切换时间之和最小，那么在实际中安排到工作台的元件所需要的吸嘴尽量达到两种情况：分配给单台贴片机的所有物料，都采用同一型号吸嘴；采用吸嘴组合，能够达到每一次吸取都为满负荷（高速机一次取贴循环取满8个，多功能机一次取贴循环取满5个）。

吸嘴使用种类越多，贴片机需要切换吸嘴的次数就越多，因而造成生产时间上的浪费。如何将吸嘴切换次数减少到最佳范围是程序优化的重点方向。结合实际生产经验总结出：507和508吸嘴可以互相通用；贴片元器件吸取面处于临界值时，小号可以替代大一号吸嘴；贴片元器件最小吸取面能同时满足大一号吸嘴外径时，大一号吸嘴可以替代小号；高速机使用吸嘴种类要求不能超过3种类型，多功能机要求不能超过4种类型。

高速贴片机前、后、左、右均有9个放置吸嘴的位置，多功能机有36个吸嘴位置，ATC（吸嘴装置）之间的间距刚好等于贴片头之间的间距，合理安排吸嘴位置可以起到节约生产时间的效果，通常将同一型号的吸嘴排列在一起，且尽量地靠近要吸取物料的位置，这样能让贴片头同时吸取吸嘴，一步到位减少因吸取吸嘴所产生的多余位移。

2 贴片机供料器工艺优化

贴片机供料器上的料位安排对贴片速度的提高有着明显的影响。由于高速机分4个站台，通常只使用前侧的左、右站台，这就需要两边站台点数相同，同时物料点数多的尽可能地安排在离贴片位置最近的供料器上，通过计算优化出贴片最佳吸取顺序。

3 供料装置（MTS、MTC）工艺优化

多功能机除了优化贴片最佳吸取顺序，还需要对MTS/MTC（IC托盘供料装置）优化，通过合理安排可以大幅度提高产能。在生产中经常遇到MTS/MTC将IC从供料位置吸取后放置到送料器再由送料器运行至贴片头吸取位置，整个贴装至少要3s，吸取第一块IC时没有问题因为MTS/MTC已经提前将IC送至指定位置，在吸取第二块IC时则要多等待1s，造成多等1s的原因是：MTS的托盘托出速度远远慢于贴片头的轴运动速度，MTC的DTS运动速度慢于贴片头速度；为保持平稳，IC托盘托出速度通常设置为慢速托出；软件优化的结果是，所有托盘供料放在最后统一贴装。

以上3点原因造成贴片头需要等待。若能通过不连续贴装托盘IC，就可以解决等待问题，第一种方法是：根据印制板贴片位置重新进行优化，改变贴片顺序；第二种方法是：引入贴片机系统层概念，贴片机系统共设有七个层，一层优先级最高所以优先贴装一层元件以此类推最低为7层，通常默认所有贴片点都在4层，通过这个功能把不同种托盘IC分别设置在3、4、5层就可以解决贴片头等待IC问题。第二种方法较为简单，也容易实现，通过试验取得了良好效果。

4 贴片机间的点数平衡优化

贴片机间的点数平衡通常是根据每台贴片机贴装产能计算出来，并结合元器件的特点，以最小为目标值，初步分配产品点数（指贴片单元）或利用离线编程软件，由软件直接把点数分配到每台贴片机。而在实际生产中理论与实际总有偏差，例如：理论中一个150电感，模部6×6，使用506吸嘴，中速贴装（中速吸取、中速移动、中速贴装、中速旋转）但在实际生产中时不时的发生电感贴装偏移现象，将其改为慢速贴装解决问题。此类问题累积后，造成了贴片机间的不平衡，程序优化就是解决这些由于累积时间、分配不平衡及上述优化后造成的线体间不平衡问题进行调整，在调整中需要注意以下原则：使用同一型号吸嘴的物料，尽可能放到一起；点数分配偶数化，最佳为4的倍数；将需要慢速贴装的元器件分配到同一台机器中；调平衡时，高速机按1秒钟5个点计算调整，多功能机按1秒钟3个点进行分配；e线体间时间差控制在3s以内。

5 结 语

SMT生产线贴装效率提升研究就是充分发掘贴片机的最大产能，最大限度地优化贴片点数、合理安排料站使贴片机运行路线最短，它是针对产品，找出贴片机程序中的不足，建立符合产品特点的优化方案，从而提高生产效率。文章对贴片机吸嘴、贴片机供料器、供料装置（MTS、MTC）、线体平衡四个方面的优化，提高了生产线的生产效率，优化后产能提高了5%～8%。