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SMT智能化工厂硬件设备选型基本原则

07/30 11:05
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一、适用性与先进性相结合原则

1. 适用性

- 在SMT智能化工厂中,硬件设备的适用性至关重要。这意味着设备要能很好地适应工厂的生产工艺需求。例如,如果工厂主要生产小型电子产品,如手机主板等,那么选择的贴片机就需要具备高精度贴装微小元件的能力,像0201甚至是01005元件的贴装能力。对于印刷机而言,要能够精确地将焊膏印刷到小型PCB板上,其印刷精度需满足生产要求。如果印刷精度不够,可能会导致焊膏漏印、多印等问题,影响后续的贴装和焊接质量。

- 在产量方面,如果工厂订单量较大,需要生产线具备较高的生产速度。例如,选择高速贴片机,每小时可以贴装数万个元件,以满足大规模生产的需求。同时,设备的适用性还体现在对产品类型的适应上。如果产品种类多样,生产设备就需要具备一定的柔性,比如贴片机能够快速更换不同的供料器,以适应不同元件的贴装要求。

2. 先进性

- SMT技术不断发展,选择具有先进性的设备有助于提升工厂的竞争力。先进的设备可能体现在自动化程度上,比如自动化的上下料系统可以提高生产效率,减少人工干预,降低人为因素导致的误差。以一些现代的贴片机为例,它们配备视觉识别系统,能够自动检测元件的位置和姿态,并且可以根据检测结果自动调整贴装位置,这比传统依靠人工校准的贴片机更加精确和高效。

- 先进的设备在数据处理能力方面也表现出色。例如,在智能化工厂中,设备可以实时采集自身的运行数据,如温度、压力、运行速度等,并将这些数据传输到后台管理系统。这有助于工厂实现对设备的远程监控和预测性维护,提前发现设备可能存在的故障并及时维修,减少停机时间。

二、选择市场主流产品原则

1. 稳定性和可靠性

- 市场主流产品通常经过了众多用户的考验,具有较高的稳定性和可靠性。例如,在SMT生产线中的回流焊机,主流品牌的产品在温度控制方面更加精确和稳定。这是因为主流产品经过大量的生产实践,厂家在不断改进产品性能。它们在加热系统、温度传感器的配置和控制算法上都趋于成熟,能够保证在长时间的生产过程中为PCB板提供稳定的回流焊接温度曲线,确保焊接质量的一致性。

- 在贴片机方面,主流产品的机械结构和运动控制系统经过优化。由于市场需求大,厂家投入更多的资源进行研发和改进,使得贴片机的贴装精度、速度以及元件拾取成功率等关键指标表现良好。同时,主流产品的零部件供应也更加稳定,这对于设备的长期使用和维修保养非常重要。

2. 售后与技术支持

- 主流产品的供应商通常具有完善的售后服务体系。比如,当贴片机出现故障时,供应商能够及时提供维修服务,包括派遣专业的技术人员上门维修,并且能够快速提供所需的零部件。他们还可以为工厂提供技术培训,帮助操作人员更好地使用和维护设备。在SMT智能化工厂中,设备与软件系统的集成较为复杂,主流产品的供应商在这方面有更多的经验,可以为客户提供更好的解决方案,确保设备与工厂管理系统(如MES)无缝对接。

3. 兼容性和扩展性

- 主流的SMT硬件设备在兼容性方面表现出色。例如,不同厂家的贴片机和回流焊机在尺寸规格、电源要求、信号传输接口等方面遵循一定的行业标准或者惯例,更便于在生产线中进行组合使用。这种兼容性使得工厂在进行生产线布局和设备升级时更加灵活。而且,主流产品的扩展性良好,随着工厂生产规模的扩大或者工艺要求的提高,比如需要增加生产工位或者改进检测功能,主流设备更容易进行功能扩展。例如,一些贴片机可以通过升级软件或者添加模块来提高贴装精度或者增加贴装头的数量。

三、安全可靠原则

1. 物理安全

- 在SMT智能化工厂,硬件设备的物理安全是基础。设备的结构设计应合理、稳固,以防止在运行过程中发生倾倒、碰撞等意外。例如,大型的回流焊机体积和重量较大,其底座应该坚固且带有可靠的减震装置,以确保在车间内稳定运行。对于贴片机这种高速运转的设备,其运动部件如贴装头、传送机构等应该有防护装置,防止操作人员意外接触受到伤害。

- 电气安全也是重要方面。设备的电气系统应符合相关的安全标准,如接地良好、绝缘性能达标等。在一些潮湿的生产环境中,如果设备的电气绝缘不好,很容易发生漏电现象,这不仅会损坏设备,还会对操作人员的生命安全造成威胁。此外,设备的散热系统设计也关系到安全性,例如,回流焊机在高温运行时,如果散热不畅,不仅会影响焊接质量,还可能引发设备故障,甚至引起火灾等危险。

2. 数据安全

- 在智能化工厂中,设备产生大量的生产数据,包括生产工艺参数、设备运行状态等。硬件设备在数据传输和存储方面应保障安全。例如,设备与车间管理系统之间的数据传输要采用加密算法,防止数据被窃取或者篡改。对于设备内部存储的重要数据,如贴片机的校正数据、印刷机的模板数据等,要有可靠的存储机制并且可以进行备份,以应对数据丢失的风险。此外,设备的访问权限设置要合理,只有经过授权的人员才能对设备的重要参数进行修改,这可以通过设置用户名和密码、指纹识别等多种方式来实现。

3. 可靠性保障

- 硬件设备的可靠性可以从多个方面来衡量。从硬件组件的质量上看,选用高品质的电子元件、机械部件等是关键。如贴片机的电机,选用可靠品牌的高速、高精度电机,可以确保贴装头的运动准确性和稳定性。在设备的设计上,采用冗余设计可以提高可靠性。例如,在心脏电源部分,可以采用双电源模块设计,当一个电源模块出现故障时,另一个可以立即接替工作,保证设备正常运行而不停机。并且,设备要经过严格的可靠性测试,包括老化测试、环境适应性测试等,以验证其在各种条件下能够稳定可靠地工作。

SMT智能化工厂常见硬件设备类型

一、印刷机

1. 手动印刷机

- 手动印刷机是SMT生产线上比较基础的设备类型。它的结构相对简单,操作主要依赖人工。操作人员需要手动将PCB板放置在印刷平台上,然后通过手动控制刮刀的运动,将焊膏或贴片胶印刷到PCB的焊盘或相应位置上。这种印刷机的优点是成本低,适合小批量生产或者样板制作。例如一些小型电子组装企业,在研发初期或者生产小批量定制化产品时,由于资金有限且生产规模小,手动印刷机是一种经济实惠的选择。但是,手动印刷机的精度和效率相对较低,印刷质量容易受到操作人员技术水平和经验的影响,而且生产速度慢,无法满足大规模工业化生产的需求。

2. 半自动印刷机

- 半自动印刷机在手动印刷机的基础上进行了改进。它通常配备了一些自动化的辅助功能,如PCB板的定位装置等。操作人员仍然需要手动将PCB板放置在印刷机上,但定位装置可以提高PCB板放置的准确性。在印刷过程中,可以通过电动控制刮刀的运动,使得印刷过程更加稳定和精确。半自动印刷机的效率比手动印刷机有所提高,印刷质量也相对更加稳定。它适用于中小批量生产,对于一些产品类型相对固定,对印刷质量有一定要求但又不需要大量资金投入设备的企业来说是一个较好的选择。

3. 全自动印刷机

- 全自动印刷机是一种高度自动化的设备。它可以自动完成PCB板的上料、定位、印刷和下料等一系列操作。全自动印刷机采用先进的视觉识别系统,可以精确地识别PCB板上的标记和焊盘位置,从而实现高精度的印刷。这种印刷机的印刷速度非常快,生产效率高,而且印刷质量稳定。在大型SMT智能化工厂中,全自动印刷机是生产线上不可或缺的设备。它能够与其他自动化设备无缝对接,如通过传送带与贴片机连接,实现整个生产线的高效、不间断运行。此外,全自动印刷机还具备数据记录和分析功能,可以对印刷过程中的各项参数进行记录,如刮刀压力、印刷速度等,这对于质量追溯和生产工艺优化非常有帮助。

二、贴片机

1. 高速贴片机

- 高速贴片机的主要特点就是贴装速度快。它适用于生产批量较大、对生产效率要求较高的情况。高速贴片机内部的贴装头、供料器等部件经过优化设计,贴装头的运动速度快且动作精准。例如,某些高速贴片机的贴装速度可以达到每小时数万片元件的贴装量。高速贴片机在大规模电子产品制造中发挥着重要作用,如手机、电脑等产品的生产。这些产品需要贴装大量的微小元件,且生产批次大,高速贴片机能够在短时间内完成元件的贴装工作。不过,高速贴片机对元件的兼容性可能相对较弱,一般适用于特定类型尺寸范围内的元件贴装。

2. 多功能贴片机

- 多功能贴片机主要强调的是对不同类型和规格元件的贴装能力。这种贴片机通常配备多种类型的贴装头,可以贴装各种形状、尺寸的表面贴装元件,包括较大尺寸的IC芯片、微小的片式电阻电容等。多功能贴片机的灵活性高,适用于产品种类多样、元件类型繁杂的生产场景。例如,在一些同时生产消费电子产品和工业控制产品的工厂里,产品中的元件类型涵盖了从常规到特殊的各种元件,多功能贴片机可以在同一条生产线上实现不同类型元件的贴装,而不需要频繁更换设备。但是,多功能贴片机的贴装速度相对高速贴片机可能会慢一些。

3. 模块式贴片机

- 模块式贴片机是一种具有高度可扩展性和灵活性的设备类型。它由多个独立的贴装模块组成,可以根据生产需求灵活组合这些模块。例如,如果生产任务中对贴装速度要求突然增加,可以增加贴装模块提高整体的贴装效率;如果需要贴装一些特殊的元件,可以更换特定的贴装模块来满足要求。模块式贴片机在应对不同的生产布局和生产任务变化方面表现出色。在一些智能化的SMT工厂中,随着订单的变化和产品升级换代,模块式贴片机能够快速调整贴装能力,优化生产线配置。

三、再流焊

1. 热风再流焊机

- 热风再流焊机是通过循环热风对PCB板上的焊膏进行加热,使焊膏熔化从而实现元件与PCB板焊盘的可靠连接。热风再流焊机的优点是加热均匀性好,其内部的热风流道设计合理,可以使热风在整个焊接区域均匀分布。这对于保证焊接质量非常关键,特别是对于大型PCB板或者有多个元件的复杂PCB板,能避免局部加热过度或不足导致的焊接缺陷。例如,在一些电脑主板的生产中,由于PCB板面积较大且元件分布复杂,热风再流焊机可以确保主板上各个部位的元件都能良好焊接。然而,热风再流焊机也有缺点,例如强风可能会导致一些较轻的元件发生移位现象,而且其能耗相对较高。

2. 红外再流焊机

- 红外再流焊机采用红外辐射加热的方式。它的优点是加热效率高,能够对元件进行快速加热。红外辐射可以穿透空气直接作用于被加热物体,减少了热量损失。而且,红外再流焊机对一些对温度变化敏感的元件控制效果较好,因为红外加热具有较好的方向性和可调节性。但是,红外再流焊机在加热均匀性方面存在挑战,如果被焊接的元件材料不同,由于它们对红外辐射的吸收不同,可能会造成温度控制困难,导致不同元件的焊接效果不一致。

3. 热风 + 红外补偿再流焊机

- 这种再流焊机结合了热风再流焊机和红外再流焊机的优点。它先利用红外辐射进行快速预热,然后再通过热风进行均热阶段,既能保证加热的速度,又能实现较好的加热均匀性。在实际的SMT生产中,这种类型的再流焊机被广泛应用。例如在一些高端电子产品的制造中,如智能手机平板电脑的生产,对焊接质量要求极高,热风 + 红外补偿再流焊机能够满足这些严苛的要求,确保每一个元件都能实现高质量的焊接。

四、检测设备

1. 自动光学检测仪(AOI)

- AOI是SMT生产线中常用的检测设备,主要用于检测PCB板上元件的贴装位置、极性和焊接质量等。它利用光学成像技术,对PCB板进行高速拍照,然后通过图像分析算法来检测元件是否存在贴装偏差、缺件、短路等问题。AOI具有检测速度快、精度高的特点。在生产线上,AOI可以设置在贴装后和焊接后等不同工位,对不同生产阶段的PCB板进行检测。例如,在贴装后的AOI检测可以及时发现元件贴装的偏差,而焊接后的AOI检测除了检测元件贴装质量外,还可以查看焊接的质量,如是否有虚焊、连锡等现象。而且,AOI设备可以通过网络连接到工厂的管理系统,将检测结果实时传输,方便进行质量统计和生产过程控制。

2. 在线测试仪(ICT)

- ICT主要侧重于对PCB板的电路特性进行测试。它通过向PCB板发送测试信号,测量电路的连通性、电阻值、电容值等参数,以此来判断PCB板是否存在开路、短路或者元件参数异常等问题。与AOI不同,ICT是基于电学原理进行测试的。在SMT生产线中,ICT通常设置在再流焊机之后,因为经过焊接后,PCB板的电路连接已经完成,此时进行ICT测试可以全面、准确地检测出电路方面的问题。ICT设备的测试针床需要根据不同的PCB板进行定制,但是一旦定制完成,可以对同类型的PCB板进行高效、稳定的测试,确保产品的电路功能正常。

3. X - RAY检测系统

- X - RAY检测系统主要用于检测PCB板内部的结构和焊接情况,特别是对于一些肉眼无法直接观察到的隐藏焊点和BGA(球栅阵列)封装元件的检测非常有效。X - RAY利用X射线穿透性强的特点,可以看到PCB板多层结构内部的情况。例如,在检测BGA封装元件时,它可以清楚地显示焊球与PCB板焊盘的连接情况,判断是否存在虚焊、空洞等缺陷。这种检测设备在高端电子产品制造中应用广泛,因为这些产品的PCB板往往层数较多、元件封装复杂,普通的检测设备难以检测到内部的结构和焊接情况。

五、返修设备

1. 烙铁

- 烙铁是最基本的返修工具。它通过加热烙铁头,将热量传递给需要返修的焊点,使焊锡熔化,然后可以对元件进行拆卸或者重新焊接。虽然烙铁操作简单,但对操作人员的技术要求较高。在一些小型的SMT返修工作中,如对个别焊点的修复或者小型元件的更换,非常实用。然而,由于其热量集中在烙铁头小范围内,如果操作不当,可能会对周围的元件或PCB板造成热损伤。

2. 返修工作站

- 返修工作站是一种更为专业、集成化的返修设备。它通常配备了精准的加热系统、视觉辅助系统和高精密的操作工具等。返修工作站的加热系统可以实现对不同尺寸、类型元件的精确加热,其温度控制精度远高于普通烙铁。视觉辅助系统可以帮助操作人员清晰地看到返修区域的情况,方便进行操作。在一些大型SMT智能化工厂中,对于一些复杂的PCB板,如服务器主板等的返修工作,返修工作站能够提高返修的效率和质量,减少对PCB板的二次损坏风险。

SMT智能化工厂硬件设备性能评估方法

一、技术指标评估

1. 精度评估

- 在SMT智能化工厂中,设备的精度是一个关键的性能指标。对于印刷机而言,其印刷精度通常以重复精度和分辨率来衡量。重复精度反映了印刷机在多次印刷相同图案时的一致性,一般要求在±0.05mm以内。这对于确保焊膏能够准确地印刷到PCB板的焊盘上非常重要。分辨率则体现了印刷机能够区分不同图案或线条的能力,例如,一些高档的印刷机可以分辨出0.1mm宽的线条。

- 贴片机的精度评估更为复杂。贴片机的贴装精度包括X、Y方向的贴装精度和旋转角度精度。X、Y方向的贴装精度通常要达到±0.08mm甚至更高,旋转角度精度一般在±1°以内。这对于将微小的元件精确地贴装到PCB板的指定位置至关重要。例如在手机主板的生产中,贴片机的高精度贴装是保证主板功能正常的关键因素之一。再流焊机的温度控制精度也是衡量其性能的重要指标。一般要求温度控制在设定值的±3°C范围内,以确保焊接过程中焊膏能够在合适的温度下熔化,保证焊接质量。

2. 速度评估

- 生产速度直接关系到SMT工厂的生产效率。对于印刷机来说,印刷速度通常以每小时印刷的PCB板数量或者刮刀运行速度来衡量。比如,一台高速全自动印刷机每小时可以印刷 hundreds of PCB板,而手动印刷机每小时可能只能印刷几十块PCB板。贴片机的速度指标则是每小时贴装的元件数量。高速贴片机每小时可以贴装数万个元件,而多功能贴片机由于需要在不同类型元件贴装之间进行切换,其速度相对会低一些,但也要满足一定的生产需求。再流焊机的加热速度也是一个重要因素,它影响着整个生产线的节拍,过快或过慢的加热速度都可能导致焊接缺陷或者降低生产效率。

3. 兼容性评估

- 在SMT生产线上,设备的兼容性十分重要。印刷机需要对不同类型的PCB板尺寸、厚度等具有良好的兼容性。例如,要能够适应从最小的手机主板(面积可能只有几十平方毫米)到较大的工业控制板(面积可达数千平方毫米),以及不同厚度(如0.6mm - 2.0mm)的PCB板印刷需求。贴片机的兼容性体现在对不同元件类型、尺寸和封装形式的适应性上。要能够贴装从0201等微小元件到大型的QFP、BGA封装元件等。再流焊机则需要对不同焊接工艺、焊锡膏类型等具有兼容性,例如能够适应有铅和无铅焊接工艺的要求。

二、稳定性评估

1. 长时间运行稳定性

- SMT生产线通常需要进行长时间的连续作业,设备的长时间运行稳定性至关重要。对于印刷机来说,长时间运行可能会导致刮刀磨损、定位装置偏移等问题,一个稳定性好的印刷机在连续运行数小时或者数百块PCB板印刷过程中,能够保持印刷精度、速度和产品质量的稳定。贴片机在长时间运行过程中,贴装头的运动精度、供料器的供料准确性等不能出现明显的下降。例如,一些高质量的贴片机在连续运行24小时的情况下,仍然能够保持每小时贴装元件数量和贴装精度在规定范围内。再流焊机在长时间加热过程中,温度波动不能过大,其加热系统、风扇等关键部件要能够稳定工作。

2. 环境适应性稳定性

- SMT智能化工厂的生产环境可能会有温度、湿度、静电等多种因素的影响。一台性能良好的设备需要具有较好的环境适应性。印刷机在不同湿度条件下(如20% - 70%RH)应该能够正常工作,即印刷的精度和速度不会受到明显影响。贴片机在有一定静电干扰(如小于1000V静电电压)的环境中能保证元件贴装的准确性,而且对于温度变化(如18°C - 30°C)也要有较好的适应性。再流焊机在不同的车间温度下,能够保持稳定的温度控制,不会因为环境温度的变化而导致焊接温度曲线的大幅波动,影响焊接质量。

三、可靠性评估

1. 故障概率评估

- 通过统计设备在一定运行时间内(如一个月、一年等)发生故障的次数来评估其可靠性。例如,某类型的贴片机在使用一年的时间内,平均每台设备故障次数不超过2次,则说明该贴片机的可靠性较高。对于回流焊机,可统计加热部分、传送系统等关键组件的故障概率。同时,调查设备故障对生产的影响程度也很重要。如果设备故障导致生产线长时间停产,则其可靠性较差;如果故障可以在短时间内修复,且对生产的影响较小,则相对可靠性较好。

2. 维修便利性评估

- 设备的维修便利性也是可靠性的一个方面。设备的结构设计应便于维修人员进行日常维护和故障排除。例如,印刷机的刮刀更换应简单便捷,不需要复杂的工具和过多的拆卸步骤。贴片机的贴装头、供料器等关键部件应易于拆卸和安装,方便维修或更换。再流焊机的加热组件、通风设备等也要易于维护,并且设备要配有合适的故障诊断系统,能够快速定位故障点,提供维修指导意见,以缩短维修时间,提高设备的有效运行时间。

SMT智能化工厂硬件设备供应商比较

一、产品质量比较

1. 生产工艺和标准

- 不同的供应商在生产工艺和遵循的标准上存在差异。一些知名供应商采用先进的生产工艺和严格的质量控制标准。例如,在生产贴片机时,采用高精度的加工设备制造关键零部件,确保贴装头的运动精度。并且遵循国际标准如ISO9001质量管理体系,从原材料采购到成品出货的各个环节进行严格把控。而一些小供应商可能由于生产设备和技术的限制,在生产工艺上不够精良,生产出的设备在精度、可靠性等方面可能相对较差。

2. 产品一致性

- 优秀的供应商能够保证产品的一致性。如某知名的回流焊机供应商,其生产的同型号回流焊机在不同批次之间,温度控制精度、加热速度等关键性能指标波动很小。对于贴片机来说,不同机器之间在贴装精度、速度以及对元件的兼容性等方面也保持较高的一致性。这样,当工厂扩大生产规模,增加设备时,能够确保新设备与原有设备协同工作,不会因为设备性能差异而带来生产管理和质量控制上的问题。而一些小供应商可能在生产过程中缺乏严格的工艺控制,导致产品一致性难以保证。

二、技术研发能力比较

1. 对新技术的应用

- 在SMT行业不断发展的背景下,供应商的技术研发能力至关重要。具备强大研发能力的供应商能够及时将新技术应用到产品中。例如,随着智能化趋势的发展,一些供应商将人工智能机器学习技术引入到贴片机中,使其能够自动调整贴装参数以适应不同的生产需求。在再流焊机方面,研发出更精准的温度控制算法,以提高焊接质量。而研发能力较弱的供应商可能在新技术应用方面滞后,仍然采用传统的技术,无法提供具有竞争力的产品。

2. 产品升级能力

- 好的供应商会不断对产品进行升级。以AOI检测设备为例,能够根据市场需求和技术发展,不断提高检测精度、速度并且增加新的检测功能,如对新的元件封装类型进行检测。供应商会对老客户的设备提供升级服务,确保设备始终保持在较先进的性能水平。相反,技术研发能力不足的供应商可能难以对产品进行持续升级,随着技术的发展,其产品容易被市场淘汰。

三、售后服务比较

1. 响应速度

- 设备在运行过程中难免会出现故障,供应商的响应速度是售后服务的重要体现。一些大型供应商在各地设有售后服务中心或者办事处,当设备出现故障时,可以在较短时间(如24小时内)到达客户现场进行维修。例如,某天某工厂的贴片机出现故障,供应商当地的维修团队接到通知后能迅速赶到并开始维修工作,减少设备停机时间。而一些小供应商可能因为网点少,响应速度慢,可能需要花费较长时间才能到达故障现场。

2. 培训与技术支持

- 供应商要为客户提供设备操作和维修方面的培训。优秀的供应商会有完善的培训体系,包括提供详细的操作手册、培训教材、亲自到现场进行操作培训等。在技术支持方面,当客户在使用设备过程中遇到技术问题时,能够提供及时有效的解决方案。比如客户在对设备进行软件参数调整时遇到困难,供应商可以通过电话、网络等方式远程指导或者派专人到现场解决问题。相比之下,小供应商可能在培训内容的完整性和技术支持的及时性方面存在不足。

SMT智能化工厂硬件设备选型案例分析

一、案例背景

1. 工厂生产需求

- 假设某电子工厂主要生产消费电子产品,如智能手机和平板电脑等。其生产订单主要特点为批量大、产品更新换代快。这就要求SMT生产线中的硬件设备能够满足高速、高精度和灵活生产的需求。例如,在贴片机的选型上,需要能够快速贴装大量的微小的片式元件(如0201、01005等)同时又要对像BGA这样的封装元件有良好的贴装能力,以适应不同型号手机主板或平板电脑主板的生产需求。对于印刷机,要能够精确地印刷微小焊盘上的焊膏,并且印刷速度要跟得上生产线的节拍,确保不会因为印刷环节而导致生产效率降低。

- 由于产品更新换代快,设备的灵活性也很重要。例如,生产不同版本的手机时,可能会增加或者更换部分元件类型,设备需要能够快速调整以适应这种变化。而且在再流焊机的选择上,要确保能够在焊接过程中提供稳定且适合的温度曲线,因为智能手机和平板电脑中有大量的高频元件,焊接质量直接影响产品的性能。

2. 工厂技术水平和预算

- 如果该工厂有较强的技术团队,对于设备的操作、维护以及与工厂管理系统(如MES)的集成有一定的技术能力。在这种情况下,可以选择一些技术较为先进但操作和维护相对复杂一些的设备。然而,如果技术团队相对薄弱,则应优先考虑操作简单、易于维护的设备。从预算方面来看,如果预算充足,可以选择高端的自动化设备,如全进口的全自动印刷机、高速多功能贴片机和高性能的回流焊机等。但如果预算有限,则需要在性能和价格之间进行权衡,选择一些性价比高的设备。例如,部分国产的贴片机虽然在某些性能方面比进口设备稍低,但价格相对便宜很多,可以满足基本的生产需求。

二、选型过程

1. 设备类型的初步筛选

- 根据生产需求,首先确定需要的设备类型。在这个案例中,肯定需要高精度的全自动印刷机、高速多功能贴片机、适合电子产品焊接的再流焊机以及多种检测设备(如AOI、ICT和X - RAY等)。对于印刷机,初步筛选时排除掉手动和半自动印刷机,因为它们的精度和速度无法满足大规模生产的需求。对于贴片机,将重点放在那些能够满足高速贴装微小元件且对不同封装形式兼容性好的设备类型上。再流焊机则需要有较好的温度控制和适应电子产品焊接的特点。

- 在检测设备方面,AOI是必不可少的,可以设置在贴装后和焊接后做质量检测;ICT用于电路特性测试;X - RAY用于检测BGA等复杂封装元件的内部焊接情况。同时,由于产品更新换代快,可能需要一些灵活的设备配置。例如,采用模块式贴片机可以更方便地根据产品变化调整生产线。

2. 供应商的初步筛选

- 根据市场口碑、行业经验以及产品质量,对设备供应商进行初步筛选。对于印刷机,会优先考虑那些在电子产品制造领域有良好口碑、产品质量稳定且提供完善售后服务的供应商。如一些国际知名品牌的供应商以及部分在国内有多年生产经验、技术成熟的供应商。对于贴片机和再流焊机的供应商筛选也遵循类似的原则。剔除那些新进入市场、没有足够行业经验或者口碑不佳的供应商。在这个过程中,还可以考察供应商的技术研发能力,优先选择那些不断进行技术创新、产品升级的供应商。

- 对于检测设备供应商,要考虑其在检测技术方面的专业性、所提供检测设备的精度和速度以及数据处理能力等。例如,AOI供应商的设备在图像分析算法上是否先进,能否准确检测出微小元件的贴装偏差等;ICT供应商是否能够定制适合多种类型PCB板的针床,并且提供精确的电路测试;X - RAY供应商的设备在分辨率和穿透能力方面是否满足生产中检测复杂结构元件的需求。

3. 性能评估与对比

- 对初步筛选后的设备进行性能评估与对比。对于印刷机,比较不同供应商设备的印刷精度、速度、对不同PCB板尺寸和厚度的兼容性等。以印刷精度为例,在实验室环境下,采用标准测试模板,对不同印刷机进行印刷精度测试,观察焊膏印刷在细小焊盘上的准确性。对于贴片机,评估贴装精度、速度、对不同元件的贴装能力等性能指标。从实际产品中选取具有代表性的元件组合,如包含0201元件、BGA封装元件等,用不同贴片机进行贴装测试,对比贴装的准确性和速度。

- 在再流焊机方面,重点评估温度控制精度、加热速度和加热均匀性。通过精密温度计测量不同位置的温度波动情况,比较不同再流焊机在设定温度下的实际温度偏差,以及加热过程中温度场的均匀性。对于检测设备,测试AOI的检测精度、检测速度以及误判率;ICT的电路测试准确性和测试效率;X - RAY的分辨率、对不同封装内部结构的检测能力等。并且考察设备与工厂管理系统(如MES)的集成性能,如数据传输的准确性、实时性等。

4. 成本效益分析

- 在满足生产需求和性能要求的基础上进行成本效益分析。对于设备的采购成本,要考虑设备的价格、配套设备和附件的费用等。例如,某些贴片机虽然设备本体价格相对较低,但配套的供料器和传感器等附件价格昂贵,这就会增加设备的整体采购成本。使用成本方面,要考虑设备的能耗、易损件的更换成本、维护的人工成本等。例如,再流焊机在长期使用过程中的耗电成本较高,而且加热组件等易损件的更换频率和成本也需要计入使用成本中。

- 从效益方面来看,计算设备对生产效率的提升、产品质量提高带来的附加值等。比如,一台高精度的贴片机虽然采购和使用成本较高,但它能够提高贴装的准确性,减少由于贴装错误导致的产品次品率,从而提高产品的合格率和市场竞争力。通过综合比较成本和效益,选择出性价比最高的设备组合。

三、选型结果与反馈

1. 最终选型结果

- 最终为这家电子工厂选型的结果是:印刷机选择某国际知名品牌的全自动高速印刷机,其印刷精度能够达到±0.05mm,印刷速度可以满足生产线每小时的生产需求,并且对不同尺寸和厚度的PCB板有很好的兼容性。贴片机选用一款高速多功能贴片机,该机型贴装速度达到每小时数万片元件,贴装精度在±0.08mm以内,能够贴装包括0201、BGA等多种类型封装的元件。再流焊机选择了一款热风 + 红外补偿类型的再流焊机,其温度控制精度在±3°C范围内,加热速度快且加热均匀性好。

- 在检测设备方面,AOI设备选择了在行业内以检测精度高、误判率低而著称的某品牌设备;ICT设备采用了一家能够提供定制化针床服务、电路测试精准度高的供应商的产品;X - RAY设备则是选择了具有高分辨率、对多层板和复杂封装检测效果出色的机型。

2. 使用情况与反馈

- 使用一段时间后,该工厂反馈设备运行良好。生产效率得到了显著提升,印刷机和贴片机的速度和精度满足了大规模生产的需求,使生产线的整体生产效率提高了约30%。再流焊机的稳定性能确保了焊接质量,产品次品率由于焊接环节的改善下降了5%左右。检测设备的准确检测,及时发现了生产前期的贴装和焊接问题,进一步提高了产品的合格率。而且在设备的兼容性方面,如贴片机能够轻松应对产品更新换代带来的元件类型变化,减少了生产线调整的时间和成本。

- 在设备的操作方面,虽然部分设备较为先进,但供应商提供了完善的培训和技术支持,操作人员能够熟练掌握设备的操作和简单维护知识。在设备的维护成本方面,与选型前的预估基本相符,且设备供应商的售后服务响应速度快,当设备出现一些小故障时,能够在24小时内解决问题,确保了生产线的正常运行。

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