手機(jī),電腦,平板等電子設(shè)備對(duì)現(xiàn)在的人們來說都是生活中必不可少的一部分,大家在使用的過程中,腦海中是否會(huì)浮現(xiàn)一個(gè)問題,那就是我們手中的電子設(shè)備到底是怎么制造出來的?
接下來就要介紹一個(gè)所有電子設(shè)備制作過程中都要用到的技術(shù)——表面貼裝技術(shù)(SMT,surface-mount technology)。
SMT簡單來說,就是將一塊PCB電路板上固定的點(diǎn)位印刷錫膏,再將電阻、電容等元器件通過機(jī)器設(shè)備貼裝在電路板表面,然后將電路板過爐高溫烘烤使錫膏固化,使元器件牢固焊接到電路板上,形成一塊完整的電路板組件。
其中,SMT生產(chǎn)線主要是由以下幾種設(shè)備構(gòu)成的:錫膏印刷機(jī),錫膏檢測(cè)設(shè)備(SPI,Solder Paste Inspection),貼片機(jī),AOI(Automated Optical Inspection),回流爐,上下板機(jī),接駁設(shè)備,返修臺(tái)等設(shè)備。
其中,錫膏印刷機(jī),貼片機(jī),回流爐屬于加工類的設(shè)備,SPI與AOI屬于檢測(cè)類的設(shè)備,上下板機(jī),接駁設(shè)備,返修臺(tái)等屬于輔助類的設(shè)備。
通常一條SMT的生產(chǎn)線體是按照上板機(jī)-錫膏印刷機(jī)-錫膏檢測(cè)設(shè)備(SPI)-貼片機(jī)-爐前AOI-回流爐-爐后AOI-返修臺(tái)-下板機(jī)的順序構(gòu)成的,中間穿插著單軌或者雙軌的傳送接駁設(shè)備。
錫膏印刷機(jī):將錫膏放置在設(shè)計(jì)好的鋼網(wǎng)上,通過機(jī)械臂控制刮刀將錫膏從鋼網(wǎng)的一端刮到另一端,錫膏會(huì)從鋼網(wǎng)上布局好的鋼網(wǎng)孔中漏下,落到鋼網(wǎng)下方的PCB板對(duì)應(yīng)的位置上。
錫膏檢測(cè)設(shè)備(SPI):通過光學(xué)原理檢測(cè)印刷后的錫膏質(zhì)量,防止發(fā)生漏印、少錫、多錫、連錫、偏位、形狀不良、板面污染等問題。
貼片機(jī):通過吸嘴將元器件物料吸取上來,通過控制機(jī)械臂將物料貼在PCB表面對(duì)應(yīng)正確的位置。
AOI:通過光學(xué)檢測(cè)元器件的貼裝情況,是否會(huì)出現(xiàn)移位,漏料、極性、歪斜、錯(cuò)件等問題,經(jīng)過回流焊后,檢測(cè)是否出現(xiàn)少錫、多錫、移位、形狀不良等問題。
回流爐:分不同的溫區(qū),通過熱風(fēng)加熱或紅外輻射加熱的方式,使?fàn)t內(nèi)不同溫區(qū)的溫度呈梯度,PCB板過爐時(shí),錫膏因?yàn)闇囟鹊纳呓档投l(fā)生固化。
上下板機(jī),接駁設(shè)備:傳送PCB板用的設(shè)備。
返修臺(tái):帶有加熱的基本功能,人工檢測(cè)返修焊接完畢的PCB板所用的臺(tái)子。
SMT的應(yīng)用太為廣泛,舉一個(gè)例子,現(xiàn)在每個(gè)人手中拿的智能手機(jī),都是通過這套工藝來生產(chǎn)的電路單板,后續(xù)再通過整機(jī)組裝工藝,將電路板,攝像頭,導(dǎo)熱膠,粘接膠,屏幕等等物料組裝成為一個(gè)手機(jī)。包括富士康,華為,OPPO,VIVO,小米,比亞迪等企業(yè),都具有自己的SMT線體,并且這些大型的電子制造商還有很多代工廠,例如富士康就是蘋果最知名的代工廠。
現(xiàn)在的SMT雖然發(fā)展的很成熟,但是也面臨著以下的問題:
1.設(shè)備的準(zhǔn)確度不能達(dá)到100%,還是會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致焊接的PCB板報(bào)廢;
2.需要人工對(duì)設(shè)備進(jìn)行干預(yù)、核查及返修;
3.復(fù)雜精密的零件存在老化損壞的風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致生產(chǎn)線停線的風(fēng)險(xiǎn);
4.不同廠家設(shè)備的數(shù)據(jù)平臺(tái)互相之間不兼容。
因此未來工廠的SMT生產(chǎn)線發(fā)展趨勢(shì)是很明確的:
1.設(shè)備能夠進(jìn)行閉環(huán)檢測(cè),意味著設(shè)備會(huì)進(jìn)行深度學(xué)習(xí),通過對(duì)錯(cuò)誤的處理,進(jìn)行自我進(jìn)化,保證在下次遇到同樣的狀況下會(huì)進(jìn)行正確的處理;
2.萬物互聯(lián),所有設(shè)備的平臺(tái)能夠兼容,并會(huì)和企業(yè)的MES系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)一臺(tái)服務(wù)器可以同時(shí)控制幾條線體,并且能夠根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整產(chǎn)能的分配以及物料的輸送;
3.設(shè)備核心零部件的監(jiān)測(cè),例如在回流爐熱風(fēng)馬達(dá)增加監(jiān)測(cè)系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,出現(xiàn)異常后及時(shí)進(jìn)行人工干預(yù);
4.設(shè)備預(yù)警及防呆功能,電子設(shè)備,不敢保證設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)線路老化,短路等現(xiàn)象,如果一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象沒有預(yù)警或防呆功能,對(duì)于生產(chǎn)消防安全以及人員的生命安全都是極大的隱患。因此智能設(shè)備一定會(huì)全部具備出現(xiàn)故障會(huì)即時(shí)報(bào)警,出現(xiàn)短路會(huì)立即自我斷掉電源等防呆功能;
5.徹底實(shí)現(xiàn)無人化管理,人工可完全被工業(yè)機(jī)器人及智能機(jī)器人替代,一切的類似返修,檢查等流程全部由機(jī)器人代替人工完成,最終只要幾個(gè)人可以看管一整個(gè)工廠。