Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 製造/封裝
 
 
製造/封裝  

提高絲網印刷機的生產能力

上網時間: 1999年11月01日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:絲網印刷機  生產能力  自動化  SMT製程  生產效率 

在選擇評估諸如絲網印刷系統之類的自動化SMT製程設備時,生產效率、靈活性、成本效益以及性能等等都是需要關注的一些方面。

自動設備除了能將人員解放出來去從事其它的工作以外,它最根本的優點是可以針對特定的產品生產線來設置每項工作,以確保使用最優的作業參數。這些優點有助於達到所有SMT生產製程中所共有的兩個最高目標:縮短生產周期和得到最大產品一次合格率。

雖然目前的在線自動絲網印刷機也能縮短生產周期並使出線一次合格率達到最大,但現在又發展出一種新的稱為“雙通路”的標準,用來幫助在SMT組裝製程中提高生產效率。

在大多數情況下,絲網印刷不會是SMT生產過程中耗時最長的步驟,很多時候完成貼片要比絲印時間更長。盡管如此,評估並採用新方法來減少實際印刷過程時間還是有意義的,在實際印刷作業中節省下來的時間可以用來完成一些其他步驟,比如錫膏發配、模板擦拭及印後檢查等。有几種因素會影響印刷製程所需要的時間,這些因素對於縮短製程時間來講都同等重要。


圖1:視像對位是取得快速模板印刷的關鍵因素。

這些因素包括:印刷設備本身;PCB傳送的快慢及視覺系統對PCB定位調整的快慢(圖1);以及機器執行發配、擦拭和印後檢查等功能的快慢。焊錫膏本身決定了可以得到的極限速度,這也是一個主要的影響因素。即使是世界上最快的印刷機在印刷任何一種焊錫膏時,也只能以這種錫膏所設計的印刷速度進行。

影響印刷速度的另一個主要因素是元件焊盤尺寸與模板開口大小的比率。為了確保印刷速度最快,模板和印刷線路板上的元件焊盤一定要貼緊或者填實,這樣可以保証焊錫膏不會在印刷過程中擠到模板的下面而造成濕性橋接。可以考慮元件的焊盤採用元件間距的一半再加0.002英寸,模板的開口則在焊盤每邊減少約0.001英寸。對一個0.020英寸間距的元件而言,元件焊盤尺寸0.012英寸,模板開口0.010英寸是一種比較好的選擇。

每種自動化特性都有其自身的優點。

發配焊錫膏

使用罐裝焊錫膏作業的一個常見問題,是在模板上每次放置的焊錫膏太多。這一般是由於絲印作業員為節省時間進行其它作業而這樣做的,通常是為了進行貼片盤料的補充。這樣做會使得大量焊錫膏在模板上干掉,造成印刷缺陷,或者過多的焊錫膏沾在機器、支撐物或攝像頭上。過量使用焊膏還會使作業員很快將焊錫膏用完,因而減少了焊膏在模板上的正常滾動,同時增加焊膏在作業員面前及空氣中的暴露程度。將焊錫膏放在一個容器?,採用自動焊膏發配系統,就可以保証焊膏適時適量地加到模板上。另外使用帶有發配系統的容器後還可以減少焊膏在作業者面前的暴露程度,並且使設備和其它工具盡量保持干淨。

擦拭模板


圖2:可以設置定時做自動模板擦拭,保証模板底部干淨而沒有濕性橋連。

即使是一個採用了元件焊盤平整的PCB並且是設計良好的印刷製程,也需要定時擦拭模板的底部(圖2)。模板開口相對元件焊盤作適當的收縮,以及採用平坦的元件焊盤,比如裸銅或Alpha Level(銀浸潤),都會減少擠入模板底部焊膏的量,但還是不能消除對擦拭的需要。可以設置一個自動系統以適當的時間間隔執行這項作業,保証模板底部是干淨的而不會有橋連發生。現代模板印刷機比如Speedline MPM的產品,都帶有自動擦拭系統,可以作干擦、加溶劑擦拭或真空擦拭。一張干的或加有溶劑的擦拭紙,都可以把模板底部的焊膏擦掉,消除橋連。真空擦拭可將每個開孔內的焊膏吸出,保証開孔都是干淨敞通,這樣就不會發生焊膏發配數量不足的情況了。

印刷後檢查

隨著陣列封裝使用的增加,比如球柵格陣列(BGA)、晶片規模封裝(CSP)、倒裝晶片及其它等等,在PCB離開印刷機之前對發配的焊錫膏進行"觀察"的能力正變得越來越重要。在陣列封裝提供諸多優點的同時,它也帶來了一個缺點,這就是實際焊點不能再藉由常規的檢驗方法看到。採用印刷後檢查(圖3)可以在PCB離開絲印機前確保焊膏塗在每個元件焊盤上。象Speedline MPM公司發行的新版軟體都含有定制的BGA檢查能力,可以設置任何實際封裝的二維印刷後檢查几何形狀。


圖3:採用印刷後檢查可以保証PCB在離開絲印機之前每個元件焊盤都印有焊膏。

除了製程上的問題,還必須要考慮長遠的因素,比如工廠和設備資產的收益。在這一方面,有許多生產設備供應商在傳統SMT生產設備比如印刷機、貼片機和回焊爐的基礎上,發展出更新的成套生產線的思想,它建立在具有兩條平行傳送帶設計的新一代設備基礎上。這種思想稱為“雙通路”。

雙通路思想

雙通路思想可以這樣描述:在SMT電子組裝中,每個通路都能以邏輯排列順序進行獨立控制,從而形成有效的板子流動。這樣減少了板子運送過程損失的時間並且延長SMT設備做自身工作的時間。一台雙通路模板印刷機可以在一塊板作裝載/卸載的同時對第二塊板進行印刷作業,這樣就節省了整體時間。


圖4:雙通路SMT思想可在給定的面積帶來更高的產量。

雙通路思想還會使生產線縮短,從而減小了對廠房面積的需求(圖4);另外,許多單件的設備都削減掉了,因此還可以降低先期投資、人力需求、設施開銷以及總體運行成本。從設備角度上來講,包括新型號絲印機在內的新組裝系統,可以利用兩個獨立通路提供更大的靈活性。使用這種類型設備,雙通路生產線可以同時處理几種板子。

在電子及PCB製造過程中,許多組裝工作都必須高效地完成,才能得到最大產量與生產率。仔細籌劃組裝製程是很關鍵的,要讓SMT製程的所有步驟都與其相鄰的上步工序或下步工序緊密聯繫起來。需要考慮具有不同元件密度、不同層數、不同尺寸大小以及不同形狀的各種類型PCB,為了解決這些組裝難題,製程工程師們必須要計畫好組裝設備生產線的設置,以便滿足所加工的PCB類型。某些生產線可能會設置為具有最大的靈活性(可以快速換線),而另一些可能會設置為具有更高的產量,更多的設置則是將兩種極端情況加在一起考慮。

但是在設置SMT電子產品組裝線的同時,還必須要考慮產量以外的其它方面。雖然SMT繼續在封裝、製造及製程的各方面不斷發展,但是“更輕、更小、更快、更便宜”的想法正變得愈加根深蒂固。包括高密度內部互連在內的技術肯定會影響到產品的尺寸,作為電子產品組裝生產商的目標是達到最佳的製造製程。其結果是不管所牽涉到的生產數量有多少或產品的難易程度如何,生產率肯定是作為SMT製造中目前最根本的關注點。

因此,不能簡單地將印刷機、貼片機、回焊系統、清洗機或其它SMT組裝設備加在一起,而不考慮所涉及的廠房面積及投資者成本等因素。相反,必須要認識到根據生產率和利潤率的最低要求,不同的機器或機器組合其結果會相差很大。

因為這個原因,象雙通路方法這種製造思想就可以在絲印過程中帶來一些明顯實在的好處。雙通路能縮減不產生附加值的裝卸板所需時間,同時藉由在給定面積帶來更多的製造潛能而產生顯著的成本節約,換句話說,就是在一個給定的面積能得到更高的產量。

像汽車製造業的PCB組裝中,每塊PCB組件的生產時間可能會低至7秒,所以藉由像雙通路這樣的方法所節省的百分比就非常大。更重要的是,得到這些節省的時間不會危及到產品的品質。而且,藉由用這種方法能減少對設備的需求,因而在直接人工、維護及設施方面的成本優勢也可以得到體現。簡言之,類似雙通路這樣的製造思想可以帶來更低的採購成本、更低的運行成本、符合成本效益的生產以及最小的生產空間。

應用今天先進的模板印刷機器所帶來的自動化優點,再加上適當地對印刷製程進行設計,就可以保証最短的生產周期以及最佳的終端產品品質,尤其是在採用SMT工業中所看到的新的雙通路思想時更是如此。

如欲了解更多資訊,請聯繫作者Kenneth Sim。

Fax:65-2899411;

E-mail:ksim@speedline.cookson.com

網站推薦






投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 提高絲網印刷機的生產能力
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首