如何合理配置SMT制程贴装和检测设备生产线,SMT是Surface Mount Technology的缩写形式，译成表面贴装技术。美国是SMT 的发明地，1963年世界出现第一只表面贴装元器件和飞利浦公司推出第一块表面贴装集成电路以来，SMT已由初期主要应用在军事、航空、航天等尖端产品和投资类产品逐渐广泛应用到计算机、通讯、军事、工业自动化、消费类电子产品等各行各业。SMT发展非常迅猛。进入80年代SMT技术已成为国际上最热门的新一代电子组装技术，被誉为电子组装技术一次革命。作为“世界工厂”的中国，目前SMT生产线的保有量不下上万条，是名副其实的SMT生产大国。但由于SMT投资大、技术性强，对于很多初涉这一领域的国内企业来说，面对型号众多的SMT生产设备如何选型建线，仍是一个复杂而艰难的工作。本文将对SMT设备作一概括介绍，以供企业SMT建线时参考。

1.SMT设备：贴片机的选择最为关键

图1  一条典型SMT生产线

一般SMT生产工艺包括焊膏印刷、贴片和回流焊三个步骤，所以要组成一条完整的SMT生产线，必然包括实施上述工艺步骤的设备：SMT锡膏印刷机、SMT贴片机和无铅回流焊炉,如图1所示是一条典型SMT生产线。由于贴片机往往会占到整条生产线投资的70%以上，所以贴片机的选择最为关键。

本文将这两种设备的基本情况进行介绍。
1.1 SMT贴片机 

图2  Philips飞利浦Assembleon安必昂SMT贴片机
1.1.1  SMT贴片机分类
目前生产贴片机的厂家众多，结构也各不相同，但按规模和速度大致可分为大型高速机（俗称“高档机”）和中型中速机（俗称“中档机”），其他还有小型贴片机和半自动/手动贴片机，本文将不作介绍。一部大型机的价格一般为中型机的2至4倍。生产大型高速贴片机的厂商主要有松下、西门子、富士、环球、Philips飞利浦Assembleon安必昂、日立等；生产中型中速贴片机的厂商主要有JUKI、雅马哈、三星、索尼、Mydata等。

图3  富士的NXT机型SMT高速贴片机

    无论对于大型机厂商还是对中型机厂商来说，所推荐的SMT生产线一般由2台贴片机组成：一台片式Chip元件贴片机（俗称高速贴片机）和一台IC元件贴片机（俗称高精度贴片机），这样各司其责，有利于整条SMT生产线发挥出最高的生产效率。但现在情况正发生着改变，由于很多厂商都推出了多功能贴片机，使SMT生产线只由一台贴片机组成成为可能。一台多功能贴片机在保持较高贴片速度的情况下，可以完成所有元件的贴装，减少了投资，这种贴片机颇受中小企业、科研院所的青睐。典型机型有富士的XPF和NXT（如图3）。XPF在生产过程中，实现了世界首创的动态更换贴装头，包括12吸嘴的高速贴装头，吸取QFP、BGA、连接器的多功能贴装头以及点胶头。因此XPF完美的将高速和多功能的特点集合在一台贴装机上，使整线中的各台贴片机的性能得到了平衡，实现最佳的生产线优化和机器间无浪费运转，最大限度地提高了贴装的品质和生产线的效率。

    AOI光学视觉自动检测设备技术是现代检测技术的新概念,它的出现促进了SMT表面贴装、智能手机按键、智能手机键盘、平板电脑键盘、笔记本外壳、键盘、游戏机外壳、印刷、PCB板等的质量检测技术的发展和革新。

    SMT行业对降低缺陷电路板数量及提高总体产量的要求越来越高，自动化电路板检查的需求便应运而生。在生产中，组装板检查系统的作用主要有两点：检测并界定相关缺陷，利用这些信息及时地为生产管理人员提供流程控制数据。

    当前，随着电子组装业向高度集成化、元件小型化、组装密集化发展，用于检测PCB 元件的自动光学检测系统（AOI）已经是大型厂商必备的设备之一了，许多中小型工厂也把AOI检测设备提上了议事日程。

    AOI检测设备已成为有效的过程控制工具，它可以帮助制造商提高在线测试(ICT)或功能测试的通过率、降低目检和ICT测试仪的人工成本、避免ICT成为产能瓶颈、缩短新产品产能提升周期以及通过统计过程控制(SPC)改善成品率。 作为对传统测试方法经济、可靠的补充，AOI被用做测量印刷机或组件贴装机性能的过程监测工具。

选择AOI检测设备时，要从三个方面考虑：产能和产品工艺、产品的精细化程度、是否有特殊工艺、特殊要求。

    首先是产能和产品工艺。aoi自动光学检测系统产品在结构上主要有在线式和离线式两种。在线式主要用在工艺要求较高，产能较大，而且厂商自身工艺控制良好的企业。在线式aoi可以根据工艺要求放置，放置的位置有，锡膏印刷之后、炉前（贴片后）、炉后等。

    常用的一般是把在线AOI设备放在炉后使用，采用这个方案的最大好处是所有制程中的不良都能够在这一阶段检出，因此不会有缺陷流到最终客户手中。对多种类，小批量的产品生产来说，在回焊炉后放置AOI线路板PCBA外观检查机器可能是首选的一种策略。

    现在很多厂家非常重视检查锡膏印刷的质量，原因是缺陷中很大一部份与锡膏印刷有关。在印刷后进行AOI光学检测仪检测，可以及早发现产生缺陷的根源，并及时采取措施，有利于提高成品率，并降低生产成本。

    但是对于生产工艺不是很稳定，备用元件多、机种更换频繁的厂商，在线式AOI就不太灵活了。因为在线AOI自动光学检测仪是连在整条生产线上的，上述的几种情况难免会使AOI 产生误报，导致NG 过多，直接影响生产线的效率，从而影响产量。离线式AOI光学检测仪相对地独立于生产线，能更好的配合品质控制，处理突发品质异常。

    第二点要考虑的是产品的精细化程度。各个厂商所针对的客户不同，因而生产线的配置和生产工艺有所差异。有的以0603 以上元件为主、有的以0402、0201为主，对AOI检测设备的图像采集的分辨率这个重要指标的要求不同。对于0603 元件，相机分辨率能达到500万像素一般就足够了，但是，对于0402 以下的元件，分辨率最低要求达到百万像素。有针对性地根据需要选用AOI检测设备，才能真正控制好品质。

    第三点是要确认是否有特殊的工艺、特殊的要求。这点要提前尽早明确。许多厂家的产品生产工艺基本相同，但又有一些自己产品的特殊性，需要选择适当功能的AOI检测设备了。例如，有的厂商生产FPC软板，有的厂商需要检测插件料，有的厂商需要特殊尺寸的器件等等，这些都会对传统的AOI检测仪提出新的功能性要求，要针对这些要求选择具有此类功能的设备。

    比如：今年我们新推出的矢量分析检测技术EKT-IV-210机型，增加了远程编程与调试控制功能，软件操控性能更强，PCBA线路板面自动识别及板面180°反向自动识别系统，有效专注SMT及THT波峰焊插件AOI测试，非常适合中小成长型企业，有很高的性价比。

    上面这些是根据客户生产上的需要，在选择AOI电路板检测设备时，要考虑的问题。最后还有一点很重要：选好合适的设备厂商。采购一台AOI设备固然重要，但采购后的服务和设备维护更是需要未雨绸缪。任何SMT设备都会随着使用年限的增加，故障机率也会加大，所以建议用户选择有自主研发能力、产销量大、业界口碑好的AOI设备生产厂家供货商。

    AOI光学检测仪器的检测技术越来越智能化，逐步以品质机器人的概念成长和延升，在AOI自动光学检测仪性能不断提高，AOI系统整合能力越来越强的前提下，AOI视觉检测仪带给客户的不仅仅是检测，更是品质追溯、品质保证的利器，我们在不断研发新的产品提高性能的同时，也正在做AOI 应用的研究课题，我们不但要教客户用AOI，同时还要客户用好AOI，相信只要灵活的应用，视觉AOI的前景是不可估量的，带给客户的价值也是巨大的。

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