SMT工程管理及應用

--------SMT生產線的建立SMT生產線選擇

BySudongShi第一頁，共七十三頁。KNOW

HOW對任何一個細小技術點的深入了解

BySudongShi第二頁，共七十三頁。SMT的由來電子元件的發展穿孔零件圓柱形包裝矩陣包裝

BySudongShi第三頁，共七十三頁。SMT的由來設備的發展自動插件貼片機

BySudongShi第四頁，共七十三頁。SMT貼片機器的類型基本型１.動臂式拱架型(Gantry)

BySudongShi第五頁，共七十三頁。動臂式機器具有較好的靈活性和精度，適用于大部分元件，高精度機器一般都是這種類型，但其速度無法與復合式、轉盤式和大型平行系統相比不過元件排列越來越集中在有源部件上，比如有引線的QFP和BGA陣列元件，安裝精度對高產量有至關重要的作用。復合式、轉盤式和大型平行系統一般不適用于這種類型的元件安裝。動臂式機器分為單臂式和多臂式，單臂式是最早先發展起來的現在仍然使用的多功能貼片機。在單臂式基礎上發展起來的多臂式貼片機可將工作效率成倍提高，如GSM２帶有６個吸嘴的動臂安裝頭，可同時對電路板進行安裝復合式

動臂式拱架型(Gantry)

BySudongShi第六頁，共七十三頁。SMT貼片機器的類型基本型２.轉塔型(Turret)

BySudongShi第七頁，共七十三頁。轉盤式機器由于拾取元件和貼片動作同時進行，使得貼片速度大幅度提高，這種結構的高速貼片機在我國的應用最為普遍，不但速度較高，而且性能非常的穩定，如FUJI公司的CP7機器貼裝速度可達到0.068秒／片。但是這種機器由于機械結構所限，其貼裝速度已達到一個極限值，不可能再大幅度提高

轉塔型(Turret)

BySudongShi第八頁，共七十三頁。SMT貼片機器的類型擴展型1.復合式

BySudongShi第九頁，共七十三頁。復合式復合式機器是從動臂式機器發展而來，它集合了轉盤式和動臂式的特點，在動臂上安裝有轉盤，像Simens的Siplace80S系列貼片機，有兩個帶有12個吸嘴的轉盤。由于復合式機器可通過增加動臂數量來提高速度，具有較大靈活性，因此它的發展前景被看好，如Simens的HS50機器就安裝有4個這樣的旋轉頭，貼裝速度可達每小時5萬片。

BySudongShi第十頁，共七十三頁。SMT貼片機器的類型擴展性2.平行系統(massivelyparallelsystem)

BySudongShi第十一頁，共七十三頁。平行系統(massivelyparallelsystem)

大型平行系統由一系列的小型獨立組裝機組成。各自有絲杠定位系統機械手，機械手帶有攝像機和安裝頭。各安裝頭都從幾個帶式送料器拾取元件，并能為多塊電路板的多塊分區進行安裝，這些板通過機器定時轉換角度對準位置。如PHILIPS公司的FCM機器有16個安裝頭，實現了0.03秒／片的貼裝速度，但就每個安裝頭而言，貼裝速度在1秒／片左右，仍有大幅度提高的可能。以及FUJI的ＮＸＴQP132等

BySudongShi第十二頁，共七十三頁。SMT貼片機器的類型視覺系統1.PCB定位系統A:俯視攝像機在電路板上搜尋目標（稱作基準），以便在組裝前將電路板置于正確位置.B:定位孔定位

BySudongShi第十三頁，共七十三頁。2.元件識別系統A:仰視攝像機用于在固定位置檢測元件，一般采用CCD技術，在安裝之前，元件必須移過攝像機上方，以便做視像處理。B:頭部攝像機直接安裝在貼片頭上，一般采用Line-sensor技術，在拾取元件移到指定位置的過程中完成對元件的檢測，這種技術又稱為"飛行對中技術"，它可以大幅度提高貼裝效率；C:激光對齊是指從光源產生一適中的光束，照射在元件上，來測量元件投射的影響。這種方法可以測量元件的尺寸、形狀以及吸嘴中心軸的偏差。SMT貼片機器的類型

BySudongShi第十四頁，共七十三頁。SMT貼片機器的類型2.元件識別系統在三種元件對中方式（CCD、Line-sensor、激光）中，以CCD技術為最佳，目前的CCD硬件性能都具備相當的水平。在CCD硬件開發方面前些時候開發了"背光"（Back-Lighting）及"反射光"（Front-Lighting）技術，以及可編程的照明控制，以更好應付各種不同元件貼裝需要。

BySudongShi第十五頁，共七十三頁。SMT印刷及回流焊機器的類型印刷機1.手工印刷2.半自動化印刷機3.自動印刷機

BySudongShi第十六頁，共七十三頁。SMT印刷及回流焊機器的類型回流爐熱交換類型輻射型熱風強制對流熱傳導

氮氣爐空氣爐

BySudongShi第十七頁，共七十三頁。SMT生產線選擇建立產品模型元件種類比例建立生產模型小批量多呂種呢，或是大批量少品種每單位地面空間的產量

投資與預算四個經典的標準：速度(cph貼放率)、精度、性價比和質量

BySudongShi第十八頁，共七十三頁。SMT生產線選擇生產線配置樣板傳統配置印刷機+高速貼片機+泛用貼片機+回流爐

DEKMPMFUJISanyoPansertFUJIGSMPansertBTUHeller

BySudongShi第十九頁，共七十三頁。SMT生產線選擇生產線配置樣板典型的背板及小批量試生產SMT配置超大尺寸印刷機+Mydata貼片機+回流爐

BySudongShi第二十頁，共七十三頁。SMT生產線選擇生產線配置樣板常見的手機電腦主板生產SMT配置1.傳統配置2.Semiemsplaces3.平行系統的應用

BySudongShi第二十一頁，共七十三頁。SMT生產線選擇能進行設備試用是最理想的評估選購方法。但試用不應只是把本身產品在試用線上搞生產便是了。除了對性能和功能進行驗證外，還必須在使用上對環境因素的適應性、對人為誤差的敏感度，和產品變化及工藝穩定性上進行評估。進行這方面的工作人員應具備設備學和計量學的知識經驗。

BySudongShi第二十二頁，共七十三頁。應該明白，有更多的考慮來自動化電子裝配，而不只是購買給定的機器或甚至設備生產線。的確，自動裝配設備本身只是全部解決方案的一部分，它也包括技術專家系統，系統集成和產品支持。但作為一個起點，成功的自動元件貼裝決定于理解幾個關鍵的設備因素：元件定位系統、成像系統、供料系統、和微觀與宏觀的靈活性。具有這個基本的認識，面對特殊元件或應用挑戰的任何人，在識別包含在不同類型設備內的替代方案的優點與缺點的時候，都可以作出更加明智的決定

SMT生產線選擇

BySudongShi第二十三頁，共七十三頁。SMT生產線選擇理解如何有效的和供應商合作溝通是成功的關鍵之一一方面，供應商能提供有用的生產方案給用戶（對用戶有利），但在另一方面，供應商又希望和企圖從用戶身上獲得最高利潤（對用戶不利）。由于這矛盾關系的存在，在處理的思想上就必須很開放。如何達到平衡點是整個合作的要點。當然，大多數的交易都是在雙方都滿意的情況下達成的。但一時的滿意并不能確保日后的利益。用戶真正應確定的，是實際效益。通過實際能力來確定選購的效益肯定能為用戶帶來滿足，但未經科學方法確定選購效益的滿足未必能為用戶帶來肯定的效益。作為用戶，您應該在知道如何使用本身的商務談判優勢的同時，也了解本身對設備技術上認識不足的劣勢。

BySudongShi第二十四頁，共七十三頁。SMT生產線選擇1、設備是門不簡單的科學。除了硬件外更有許多軟科學，應以對等高科技的態度來看待它。2、設備是工具。用戶了解本身工藝的程度決定選購設備的效益。3、設備都有其針對性。了解其針對性是確保引進效率的重點之一。4、設備應用不同于設備操作。應用知識范圍廣得多，供應商未必能提供最佳協助。

BySudongShi第二十五頁，共七十三頁。SMT生產線選擇5、設備的引進和使用效率的關鍵。設備的引進和使用效率除了有賴于對本身工藝技術的了解外，具備設備學和是成敗的關鍵。應向這方面開拓知識。6、設備選用應是門科學。不應有太多靠主觀感覺來評斷決定。認識本身是否在設備技術上掌握得夠，一定要做得好，而不是只看是否做過。7、建立起和供應商之間的合作關系。

BySudongShi第二十六頁，共七十三頁。SMT生產線選擇1.SMT生產線的選擇除了應注意主要設備的選擇外更應注意配套軟件和設施的選擇.2.引進先進的設備，不等于引進了先進的技術。先進的設備也須配合先進的技術才能發揮其最佳功效

BySudongShi第二十七頁，共七十三頁。SMT生產線選擇設備引進后，工作并未完成，而是另一階段的開始。引進的設備在安裝調試后，其特性和’脾氣’應在工作中忙被摸清，并為設計和保養維修部所使用。這工作很少用戶有用心去做。但是先進生產管理必要的。日常正確的使用和適當的保養對設備的壽命和質量上的可靠性是重要的，這應給予正視和采取適當的措施。預防的觀念在國內雖有進步的現象，但仍不能算是普及。學習如何計量停機和質量上的損失，用戶便不解并對操作和保養的重要性起著一定的認同了。人事管理在這方面很重要，因為人的素質（知識、經驗、態度）對這方面的工作起著最深刻的影響

BySudongShi第二十八頁，共七十三頁。設備應用效率

1、設備是一種工具，只有在用戶完全了解所要從事的工作后才能有效地選用。2、凡是都有其一定的針對性，尤其是對SMT這類復雜的技術復雜的技術工作而言，了解其針對性是件重要的工作。3、設備雖屬硬件，但其應用、運作和管理都是軟件。因此只有兩者兼顧才能發揮其最高效益

BySudongShi第二十九頁，共七十三頁。SMT工程管理及應用---------管理篇

BySudongShi第三十頁，共七十三頁。目視管理

Viewmanagement

A:5SB:信號管理Ｃ：報表管理

BySudongShi第三十一頁，共七十三頁。制程管理

ProcessManagement

BySudongShi第三十二頁，共七十三頁。ProcessManagement

制造管理與制程管理的區別以往制造-檢查-返修或淘汰的-貫做法稱為‘制造管理’.制造管理’注重防止不良產品離廠，而‘制程管理’則把重點放在把制造方法加以合理化和優化

SMT的不斷微型化和多元化，也使得以往的制造管理（ProductionManagement）逐漸失卻其效益，而由比重逐漸提升的制程管理（ProcessManagement）所代替。SMT帶來的自動化優勢，也使這門人人口說卻未深入理解善用的科技（自動化科技）成為管理人員應該鉆研的課題之一。

BySudongShi第三十三頁，共七十三頁。ProcessManagement

制程管理并不是獨立運作的一門管理技術。它也必須配合產品設計、設備技術和質量水平要求來進行。

制程設計是整個制程管理中至關重要而相當復雜

的一步。要求技術人員對工藝、設備、設計有很好的認識，以及部門間良好的溝通。由于制程設計受限于設備，對初次使用SMT的用戶來說在處理上就有和現有SMT設備的用戶不同的地方。

制程管理的注意點:

BySudongShi第三十四頁，共七十三頁。ProcessManagement

制程管理它包括了四大主要部分：制程設計制程調制設定制程監控制程改進

BySudongShi第三十五頁，共七十三頁。ProcessManagement

BySudongShi第三十六頁，共七十三頁。ProcessManagement

實際上不管是什么管理觀念名稱，其靈魂都是懷疑-測量-改進-再懷疑-再測量-再改進…

制程管理的實質是PDCAPlanDoCheckActStdDoCheckActPDCASDCANewStdImprovement

BySudongShi第三十七頁，共七十三頁。ProcessManagement

制程調制設定，是如何將制程設計的結果應用在生產線上的工作。這要求技術人員對設備的特性、功能以及如何操作有很好的了解。設計未必能一次完整無缺的把所有制程參數都定得最優最完善，這階段工作也具微調改正的責任。同時，這階段工作也對調制后的制程能力做計量，并初步檢討制程設計時定下的監控方法。以作為全面生產時開始的制程監控參照。也是設備保養維修部門日后技術目標的參照。

BySudongShi第三十八頁，共七十三頁。ProcessManagement

制程監控，是確保生產效益的和質量的重要活動。由于生產線上的變數很多，設備、人員、材料等等都有其各自許多變數，每天在不同程度上的互相影響，互相牽制著。如何能采取有效足夠的監控又不會影響生產以及提高生產成本，是一項不易做得好的工作。另一和制造管理很不同之處，是真正制程管理注重于不良品的預防，而制造管理則流于對不良品進行返修改正。在制程管理方面，要求員工具備良好的測量知識、統計學知識、因果分析能力、以及對設備性功能的深入了解等等。

BySudongShi第三十九頁，共七十三頁。ProcessManagement

制程改進，也是制程管理技術優于制造管理技術的重要之一。制造管理，在生產演化的路程上進展太慢，甚至相對工發展來說是在退步。制程管理。由于通過較科學性的管理，由於不斷的在收集生產資料、分析生產資料，以及注重包括設計在內的全程整合處理，對生產和選題的改進提供了十分有利的條件。有了這方面的活動、制程管理不單給工廠帶來生產效率和質量，也同時帶來不斷往前改進的工具

BySudongShi第四十頁，共七十三頁。ProcessManagement

制程管理在觀念上有徹底而重要的改變、那就是不提倡檢查，更不容忍錯誤發生任何返修工作都可能給成品質量添加了不穩定的因素

視程度而定，不良品的出現，很有可能是產能或制程能力（ProcessCapability）不足的一種表現。

BySudongShi第四十一頁，共七十三頁。ProcessManagement

如果生產線的制程界限（ProcessWindow）不能配合成品的設計要求，頭號題就不是只出現不良品和浪費資源那么簡單了

但制程管理在這方面的處理，通過其設計、調制、監控、改進四大步驟，在效益上較制造管理方法大大的提高了

制程管理是一種管理方法，它并不會自動生效，所以你必須在執行時同時借助技術方法如工藝技術、設備技術等知識的支援，方能見效。沒有這些方面的知識，不可能的把制程管理應用得好的。

BySudongShi第四十二頁，共七十三頁。ProcessManagement

由于制程管理中重要的一節是制程整合（ProcessInetegration）,而在處理制程整合的工作中必須對設備技術和產品的生產設計有很好的了解和配合，這就要求技術人員在這些方面進行學習、研究、了解和應用。而此做法也正好迎合SMT對技術整合的依賴性。也只有通過對這些全面的學習應用，才能達到長期的改進，才能作出最優化、最低成本的生產作業。

BySudongShi第四十三頁，共七十三頁。制程管理的誤區誤以為只要通過設備供應商和一些講座、交流之類的活動便能得到所需的。生產技術能協助用戶達到最佳的產品質量和產量水平，單有設備技術卻不能.是綜合性和廣大的技術關聯面。這帶來了所謂的技術綜合管理（TechnologyIntegrationManagement）和并進工程（ConcurrentEngineering）概念等的應用要求

BySudongShi第四十四頁，共七十三頁。ProcessManagement

解決問題的很好方法SEVENSTEP

BySudongShi第四十五頁，共七十三頁。ProcessManagement

管理畢竟和科技不同，以下有幾點應給予注意的：1、管理是軟科學，沒一定公式可遵循。但方法、模式、工具是有的。2、管理常牽涉到人事，因此除了科學的一面外，離不了感情的另一面。兩者間的平衡是成功的關鍵因素之一。3、管理因帶感情成分，在引進國外技術時必須在科學和感情上給予區分，并配合本身的背景方才能發揮得好4、在引進管理技術的過程，用戶本身內部的條件對執行的成敗的影響較在科技引進上為深。所需時間也可能較長。工作雖難，但卻是不可忽略的。

BySudongShi第四十六頁，共七十三頁。SMT工程管理及應用---------實戰篇設備可靠性評估和保養維修方案

BySudongShi第四十七頁，共七十三頁。設備可靠性評估與IPC-9850

IPC-9850標準由IPC5-41附屬委員會,于2002年7月發布.

IPC5-41附屬委員會由SMT設備用戶和供應商組成。

BySudongShi第四十八頁，共七十三頁。設備可靠性評估與IPC-9850性能表(PerformanceForm)1.過程能力(Cpk,ProcessCapability)

2.產出(Throughput)

可靠性表(ReliabilityForm)

貼裝缺陷(PlacementDefects)拾取缺陷(PickupDefects)

拾取缺陷(PickupDefects)

BySudongShi第四十九頁，共七十三頁。設備可靠性評估與IPC9850MeanTimeToRecoverfromAssists(MTTRa)

Totalrecoverytime/numberofAssistsMeanPlacementsBetweenFailures(MPBF)

Totalequipmentplacements/numberofFailuresMeanTimeToRepairFailures(MTTRf)

Totalrepairtime/NumberofFailuresMeanPlacementsBetweenAssists(MPBA)

TotalEquipmentPlacements/NumberofAssists拾取缺陷(PickupDefects)

BySudongShi第五十頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

拋料是由設備在運行過程中產生的對原材料不能正確的處理的現象.拋料對于ＳＭＴ生產的危害是顯而易見的.輕則不能正常生產,重則無法交貨給客戶.

BySudongShi第五十一頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

拋料產生的原因1.設備2.材料3.人為

BySudongShi第五十二頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

1.設備產生拋料的原因A.對于標準的零件貼裝設備的拋料應能達到小于0.3%.對于IC應為0.B.設備的拋料通常發生在以下方面取料(pickup)不能過影像處理(can’tpassvisionsystem)貼裝時(placement)運動過程中

BySudongShi第五十三頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

1.設備產生拋料的原因運動過程中A:真空B:有無阻礙取料(pickup)A:真空B:吸嘴C:供料器D:吸取配合不能過影像處理(can’tpassvisionsystem)A:程序元件描述不合理B:照相機貼裝時(placement)A:貼裝配合B:真空C:吸嘴

BySudongShi第五十四頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

2.材料拋料的原因4.特殊材料1.材料規格誤差不一2.TAPE剝離不良3.載帶不良(太松,過粘)

BySudongShi第五十五頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

拋料預防與控制4.選用合格的材料1.建立拋料的監控機制2.建立合理的保養制度3.對供料器做定期的校準5.建立標準的材料描述程序

BySudongShi第五十六頁，共七十三頁。拋料控制及預防性控制

預防與控制拋料應以設備定期保養與校準為主,輔以嚴格的監控手段.減少人為的浪費.

BySudongShi第五十七頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

SMT設備是一種機械,電子和計算機控制與一體的精密設備.他是設備就有維修和保養.

BySudongShi第五十八頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

設備故障診斷及排除具有很強的專業知識,在對設備處理時應對設備有全面的細致的了解。設備故障診斷及排除是為了解決設備問題,在解決問題時不能制造問題,也不能解除設備的安全裝置。設備故障診斷及排除的注意點:

BySudongShi第五十九頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

設備故障分類。硬件軟件設備本身的缺陷

BySudongShi第六十頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

應用故障尋緝法找到根本原因.

BySudongShi第六十一頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

2.根據故障現象直擊主題.

BySudongShi第六十二頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

設備故障應急維修法:一般來說設備供應商只提供所能提供的最小配件單元.相當多的最小配件單元是可以修復的或經修理后暫時可使用.如控制板,馬達驅動器,電源氣缸等.

BySudongShi第六十三頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

設備故障應急維修法:應急維修法只是為了即時解決問題,贏得生產時間.并不鼓勵用維修的方法來省錢.也不贊成應急維修時省略設備的功能與安全措施.

BySudongShi第六十四頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

設備故障維修后的校驗:設備維修后,如維修點涉及對設備的精度速度及質量有影響是應對相應的部分作校準.

BySudongShi第六十五頁，共七十三頁。設備故障診斷及排除

備件庫的合理建設:建立合理的備件