影响贴装效率和贴装质量的三个因素

　　简单分为设备固有因素（设备设计和制造方面）、设备使用因素（客户应用方面）和沟通因素（介于设备制造商和客户之间的）。
　　①固有因素是指与设备本身设计性能直接相关的，受设备本身软硬件特点制约的要素，包括设备制造商公布的贴片机参数和设各制造商设计的生产线产能优化管理软件包（可选件）。
　　②设备使用因素主要是指设备使用方对设备的认知和对于生产线的配置与管理，包括生产人员的配置与管理和生产设备的管理等。
　　③沟通因素主要是指设备使用方在面临新产品或新工艺挑战时，应及时向设备制造商反馈信息，以期能得到设备制造商的及时支持，以便能缩短自己的学习时间与成本；同时也需要设备制造商适时向设备使用方了解市场的最新需求，并用它来指导设备的设计（改进）方向，进而帮助自己赢得客户和占领新市场提供契机。
　　要改善贴装效率和贴装质量主要须解决好上面的3方面的关系，其中固有因素是设备供应商需要面对的，这里我们着眼于使用因素的探讨，最后以一个简单案例来分享3种因素成功应用的典范，图1所示的流程图列出了使用因素中的几个重要方面，供参考。

图1 流程图

　　以下各节将逐一对其进行简单介绍。
　　1．对新产品和设备能力的认识
　　（1）新产品工艺的要求
　　对于简单的电路板装配（标准元件），多数的贴片设备使用商都能自行解决，随着器件的小型化趋势和特殊器件的奇异封装，大多数的贴片设备使用商都会遇到一些新产品的挑战，这需要贴片生产商家投入人力物力进行诸如工艺可靠性实验和产能评估等测试，以便于在实际生产中确保产品品质的同时能尽量提高产能降低成本。
　　（2）设备能力
　　全球贴片设备制造商的主要贴片设备能力参数请参考各公司有关资料，如有参数变动以这些公司网站公布为准。
　　2．生产线设备（硬件）的配置与管理的影响
　　正确的贴片组线配置包含正确的硬件配置和软件配置（智能软件管理系统），需要强调的是，贴片设备使用商应加强与不同贴片设备制造商之间的沟通，以便能获得高性价比的组线配置，在满足自己当前需求的同时，能为自己发展预留一些空间。
　　下面单从与送料器相关的配置来讲解，主要有两方面，以环球仪器的产品为例。
　　（1）使用整体可移动送料站
　　在生产中，假定贴片设各运行的很流畅，对于主要是卷料带的场合，为了进一步提高贴装效率，需要考虑缩短送料器的换料时间，各大设备制造商主要将焦点集中在下面两方面。
　　①在换料时避免将送料器取出，于是采用黏接或压接卷料封装带的方式，以缩短换料时间。如图2所示。

图2 压接卷料封装带

　　②使用整体可移动送料站，将所需送料器预先装料，可大大缩短换料时间，目前各大设备制造商均有相应的产品。下面是环球仪器的可移动送料站（前提是机器支持可移动式送料站，这是可选配置），如图3和图4所不。

　图3 可移动送料站（1）图4 可移动送料站（2）

　　（2）适当配置送料器
　　①现在越来越多的SMT厂商提供了双通道送料器来支持0402及以下的小元件贴装，这相当于将料站的数量增加了一倍，减少了换料的次数和贴片头移动的距离，从而提高了生产效率。图5是环球仪器的双通道送料器的其中一款，DL－60，8 mm，0201双通道高精度金送料器。

　图5 双通道送料器

　　②对于需要贴装大量芯片（如计算机内存条）和需要用到异型薄壁件的代工生产商，应使用直接送料的送料器以提高产量和生产效率，例如，贴手机屏蔽盖。由于屏蔽盖的不规则性（如图7所示），使得代工生产商无法采用标准的JEDEC料盘，同时由于生产特殊的料盘成本不菲，越来越多的代工生产商采用了低成本的包装，亦随即采用真空吸朔料盘包装。在这种情况下，采用标准IC供应台便无法满足生产的需要，这时候便需要使用接拖盘送料器，如卡西欧的YCM－TF30F、FUJI的M/L单元、松下的DT40S－20和环球的DPTF等。下面为环球的DPTF（Direct Pick Tray Feeder），如图6所示。

　图6 接拖盘送料器

　　手机屏蔽盖列举，如图7所示。

图7 手机屏蔽盖

　　简单介绍如下：
　　它拥有两个料架，在其中一个料架工作时，可对另外的料架进行换料操作，以实现换料不停机。每个料架有14 个托盘，每个托盘能容纳1或2个料盘，能预设定达28种不同IC料，支持标准JEDEC料盘。对于JEDEC料盘包装，用户写好程序后，需要对特定的料进行位置校对，之后操作员便只需按设定方位将JEDEC料盘放入指定托盘即可。对于真空吸料盘包装的料盘，除了需要校对以外，可能还需要设计特定的制具辅助夹紧。
　　（3）设备维护保养
　　需要注意的是，应按照具体的贴片机特点来编制一套适合自己的维护保养方案，因为不同的设备制造商的贴片机之间存在较大的区别，而且同一设备制造商的不同贴片机之间也有较大的区别，高速机、中速机和多功能机的维护保养方案需要区别对待。
　　另外，在实际的生产中发现，许多小规模贴片机生产商因生产任务紧而忽视了设备的
　　维护保养，结果造成设备在保修期后的高故障率，故障停机时间的增加也制约了产量，这便加大了贴片机生产商的成本，应引起注意。下面以卷式送料器校正工作站为列进行简单介绍：
　　由于送料器是贴片机的后勤通道，使用频率非常之高，因而需要定期校正，而送料器校正工作站则是它的后勤保障。在实际应用中，不同的设备制造商采用不同的校正流程，其中大部份设备制造商都提供送料器校正工作站以便于客户的现场维修，有少数设备制造商要求将送料器送回公司校正，这其实会造成用户的不便。这里以环球仪器的送料器校正工作站照片为参考，如图8所示。

　图8 送料器校正工作站

　　它是定期校正环球送料器的标准工具，适用于所有环球的电动和气动送料器，简单，易用，功能强大。对于 0201和01005这类小元件，需要选配适当的显微镜配件以配合校正之用。
　　3．生产人员的配置与管理
　　人是生产活动的主宰，适当的配置管理的重要性是不言而喻的。
　　（1）生产人员的配置
　　贴片设备本身的技术含量较高，良好的生产人员配置对于贴片代工厂商是重要的一环，在行业的早期（20世纪 80，90年代），从业人员几乎是面向工程师的，要求生产人员有较高的知识背景。随着SMT行业的发展和设备的改进，设备的易操作性愈来愈好，生产人员的分工也越来越细，越来越明确。表1简单列出了基本的生产人员的分工。

　　表1 生产人员分工

　　贴片设各应用商应根据自己的实际情况来配备生产人员，大公司通常有较细的分工和充足人员配置，而小规模企业可能会让生产线工艺工程师（E）或生产线设备工程师（PE）身兼数职。
　　（2）生产人员的管理
　　对生产人员的人事行政管理不是本书讨论的范围，这里主要强调对生产线人员的相关SMT知识和技能的培训。由于贴片设备较为复杂，目前几乎所有的贴片设备制造商都提供了程度不同的培训课程供设备使用商选择，通常在购买新机时，配备了一定数量的培训名额（主要面向生产线技术员或生产线设备工程师），此外的培训需要支付培训费用，并按不同的培训内容收费。在贴片生产行业中，在设各的保修期内，设备制造商的维修服务是免费的，但是在保修期外是要收费的，通常按小时计算，不同的设备制造商的收费各有不同，约为50 US＄／h，对小客户可能会是一笔不小的开销。行业内大概有3种方法来帮助用户：①继续委托设备制造商维护——用按每次服务的时间计算；②包月维护——按固定的金额每月向设各制造商支付，由设备制造商维护；③用户发展自己的维修队伍——可通过招聘有专业经验的人员管理维护设备，或由用户派专人到设备制造商的培训中心付费学习，以提高维修人员解决问题的能力。从这里我们不难看出，长久而言，贴片设备使用商对生产线技术员或生产线设备工程师的培训是必要的。
　　以环球仪器公司为例，在设备使用商购买新设备时，通常提供了1～2名基本编程操作的培训名额（如有不同，以环球仪公司的实际名额为准），在装机试生产过程中，售后服务工程师会对生产现场的技术员或设备工程师进行编程和简单的操作培训，同时还会对生产线操作员进行基本的操作培训。另外，环球仪器公司提供24 h不间断的售后服务，并在美国纽约总部和其在中国深圳的分部设有技术支持中心，同时它在全球有3个主要的培训中心，一个位于美国纽约总部，另外两个分别位于中国深圳和上海，还有两个重要的SMT工艺实验室，一个位于美国纽约总部，一个位于中国上海；设备使用商可以灵活的选择上面提到的3种保修期外的设备维护选项。

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孙洪山

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