AI組合式SMT生產線自動化

章陽春 李新紅

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AI組合式SMT生產線自動化

章陽春 李新紅

（東莞愛電電子有限公司）

針對SMT生產線自動化程度低、生產效率低和成本高的問題，通過改變印刷網板方式，實現AI插件環節與元件SMT環節間的連續自動化生產；通過增加印刷刮刀與網板的接觸面積，穩定控制膠量，最終實現SMT生產線的自動化生產，有效提高生產效率和質量，同時降低管理和人力成本。

SMT；印刷網板；AI自動插件；自動化

0　引言

在表面貼裝技術（surface mount technology，SMT）生產過程中，由于產品結構不同，導致產品制造工藝存在一定差異。尤其在家電類產品生產過程中，除運用SMT自動化設備生產外，還需用到AI自動插件[1-2]，這種混合式的生產工藝流程嚴重影響SMT生產線的效率、成本和產品質量[3-4]。一般SMT生產線流程圖如圖1所示，主要包括印刷紅膠、AI插件、元件SMT、紅膠干燥和外觀檢測5個過程，其中印刷紅膠、AI插件、元件SMT 3個環節之間不能連續自動化生產，需人工進行搬運、周轉，降低生產效率，增加生產成本。為此，需提升SMT生產線自動化程度。

圖1　一般SMT生產線流程圖

1　SMT生產線的自動化

通過對SMT生產線分析可知，要提升SMT生產線自動化程度，需解決印刷紅膠、AI插件、元件SMT 3個環節之間的連續自動化生產問題。

1.1AI插件與元件SMT環節間的連續自動化

針對此類特殊產品通常采用半自動印刷，首先進行AI自動插件，然后進行印刷。通常鋼網加工工藝只能印刷1個平面的PCB，若采用局部加厚半蝕刻方式，鋼片厚度也只能由0.3 mm加工到0.1 mm。而目前PCB表面AI插入的零件腳高度達到2.5 mm，使得現有鋼網加工工藝無法加工AI插件后的PCB板，圖2為AI插件后的PCB實物圖，圖3為PCB板印制結構示意圖。

為提升SMT生產線自動化程度，需改變PCB板印刷方式，其關鍵在于改變印刷鋼網方式。將已插入AI的零件腳在特殊的網板開口背面進行避空處理再進行印刷，結合局部加厚半蝕刻加工工藝，可實現AI插件與元件SMT環節間的連續自動化。在實際生產過程中，通過多次實驗得出使用膠網可到達較好的印刷效果。圖4為銅網背面圖，圖5為銅網正面圖。

圖2　AI插件后的PCB實物圖

1.2印刷膠量的控制

通過改變印刷鋼網方式[5-6]，實現AI插件后再印刷，但由于運用膠網印刷，印刷后出現膠量不足、漏印刷紅膠、膠量不穩定等問題。通過對印刷參數（印刷刮刀的壓力、印刷速度、脫模速度與距離等）的調整，也無法改善印刷膠量，嚴重影響PCB印刷質量，為此，需解決印刷膠量的控制問題。

圖3　PCB板與印刷網板結構示意圖

圖4　銅網背面圖

圖5　銅網正面圖

通過對印刷膠刮刀的結構、脫網式印刷基本原理進行分析可知，在印刷過程中，印刷刮刀的棱角與膠網接觸，使膠網受到的壓力較小，不能將網孔中的膠擠壓出來，造成印刷膠量不足、穩定性差，時常出現漏印刷膠水等問題。通過運用工程力學與材料力學原理[7-8]，對膠網進行受力分析可知，增加印刷刮刀的棱角與膠網接觸面積可以增大膠網受到的壓力，即可實現有效的印刷下膠。通過運用DOE進行數據收集與驗證，得出最佳印刷刮刀條件為：角度為45°時印刷壓入力最大，印刷效果最好。通過對印刷參數的分析與驗證，將其他的印刷參數，如刮刀壓力、脫模速度與行程等全部進行優化與標準化管理，實現印刷膠量的穩定控制，圖6為印刷刮刀棱角接觸圖，圖7為印刷刮刀面接觸圖。

圖6　印刷刮刀棱角接觸

圖7　印刷刮刀面接觸

1.3AI組合式SMT生產線的實現

AI組合式SMT生產線流程圖如圖8所示，首先進行AI自動插件，然后印刷紅膠，接著元件SMT，紅膠干燥，最后進行外觀檢測。

圖8　AI組合式SMT生產線流程圖

2　結論

提升SMT生產線自動化程度，可有效提高SMT生產線的生產效率和質量，同時降低SMT生產線的管理和人力成本。

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[7] 沈韶華,袁英才.工程力學[M].北京:經濟科學出版社,2010.

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AI Assemble Type of SMT Production Line Automation

Zhang Yangchun Li Xinghong

(Dongguan Aidian Electronics Co., Ltd.)

In order to solve the problem of low automation, low production efficiency and high cost of SMT (Surface Mount Technology) production line, the high automatic production of SMT production line is achieved by changing the way of printing board and increasing the contact area between printing scraper and printing board in this paper. The problem of continuous automation production between auto insertion and element SMT is solved by changing the way of printing board, and the glue quantity can be controlled by increasing the contact area between printing scraper and printing board. The automatic production of SMT production line can effectively improve the production efficiency and production quality, at the same time, reduce the management cost and manpower cost of SMT production line.

SMT; Printing Template; AI Automatic Insert; Automation

章陽春，男，1980年生，主要從事SMT工藝設計與研究、失效分析與改善工作。

李新紅，男，1968年生，本科，主要從事測試技術及自動化設計工作。