SMT車間是電子制造業(yè)中實現(xiàn)電路板自動化組裝的核心區(qū)域,其生產(chǎn)設(shè)備需配合完成從 PCB 板預(yù)處理到成品檢測的全流程。以下是 SMT 車間的主要生產(chǎn)設(shè)備組成,按生產(chǎn)流程分類說明:

一、PCB 板預(yù)處理設(shè)備

主要用于 PCB 板(印刷電路板)進入生產(chǎn)線前的清潔、干燥等處理,確保后續(xù)工序的質(zhì)量。

(一)PCB 清洗機:通過高壓氣流、毛刷或?qū)S们逑磩┤コ?PCB 表面的灰塵、油污、氧化層等雜質(zhì),避免影響焊膏印刷或元器件貼裝。

(二)PCB 烘干機:對清洗后的 PCB 板進行干燥處理,防止水分殘留導(dǎo)致焊膏印刷不良或焊接時出現(xiàn)氣泡。


二、焊膏印刷設(shè)備

負責(zé)將焊膏(由焊錫粉和助焊劑混合而成)精準印刷到 PCB 板的焊盤上,為后續(xù)元器件焊接提供基礎(chǔ)。

(一)全自動焊膏印刷機核心設(shè)備,由以下關(guān)鍵部分組成:

1、定位系統(tǒng):通過光學(xué)識別(CCD 相機)精準定位 PCB 板和鋼網(wǎng)(用于限定焊膏印刷區(qū)域的模板),確保焊膏印刷位置準確。

2、印刷機構(gòu):包括刮刀(將焊膏從鋼網(wǎng)孔壓入 PCB 焊盤)、鋼網(wǎng)(根據(jù) PCB 設(shè)計定制,有對應(yīng)焊盤的開孔),可調(diào)節(jié)印刷壓力、速度和刮刀角度,適應(yīng)不同 PCB 和焊膏類型。

3、檢測模塊(部分高端機型):印刷后立即對焊膏的厚度、面積、偏移量進行檢測,及時反饋異常。


三、元器件貼裝設(shè)備

將表面貼裝元器件(如電阻、電容、IC 芯片等)精準貼裝到已印刷焊膏的 PCB 板對應(yīng)位置,是 SMT 生產(chǎn)線的核心環(huán)節(jié)之一。

(一)根據(jù)貼裝元器件的尺寸和精度要求,分為以下幾類:

1、高速貼片機適用于貼裝小型、批量大的元器件(如 0402、0201 規(guī)格的電阻電容),貼裝速度可達每小時數(shù)萬甚至十幾萬顆,通過多吸嘴轉(zhuǎn)盤或模組式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高速作業(yè)。

2、高精度貼片機(泛用型貼片機):適用于貼裝大型、精密或異形元器件(如 QFP、BGA、連接器、傳感器等),注重貼裝精度(定位誤差可控制在 ±0.01mm 以內(nèi)),通過高精度絲桿、伺服電機和視覺識別系統(tǒng)實現(xiàn)精準對位。

3、多功能貼片機兼顧高速和高精度,可同時處理小型和中大型元器件,靈活性較高,適合多品種、中小批量生產(chǎn)。


四、焊接設(shè)備

通過加熱使 PCB 板上的焊膏融化,將元器件與 PCB 焊盤牢固焊接在一起,形成電氣連接。

(一)回流焊爐:最常用的焊接設(shè)備,通過逐步升溫、恒溫、降溫的溫度曲線(根據(jù)焊膏特性設(shè)定)實現(xiàn)焊接:

1、預(yù)熱區(qū):逐步加熱 PCB 和元器件,蒸發(fā)焊膏中的溶劑,激活助焊劑,防止元器件因驟熱損壞。

2、恒溫區(qū):使焊膏中的助焊劑充分發(fā)揮作用,去除焊盤和元器件引腳的氧化層。

3、回流區(qū)(峰值區(qū)):溫度達到焊膏熔點,焊錫融化并潤濕焊盤和引腳,形成焊點。

4、冷卻區(qū):快速降溫使焊點凝固,形成牢固的焊接結(jié)構(gòu)。

(二)選擇性波峰焊爐(部分場景使用):主要用于混合工藝(既有表面貼裝元器件,又有插裝元器件)的 PCB 焊接,通過特制噴嘴對特定區(qū)域噴射熔融焊錫,實現(xiàn)局部焊接,避免高溫對其他元器件的影響。


五、檢測設(shè)備

用于對生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行質(zhì)量檢測,及時發(fā)現(xiàn)缺陷并反饋,確保產(chǎn)品合格。

(一)SPI(Solder Paste Inspection,焊膏檢測機):安裝在焊膏印刷機之后,通過 3D 光學(xué)掃描技術(shù)檢測焊膏的印刷質(zhì)量,包括焊膏厚度、面積、體積、偏移、橋連(相鄰焊盤焊膏相連)等,不合格時可反饋給印刷機進行參數(shù)調(diào)整。

(二)AOI(Automatic Optical Inspection,自動光學(xué)檢測機):通常安裝在貼片機之后或回流焊爐之后:

1、貼裝后 AOI:檢測元器件貼裝是否存在偏移、缺件、錯件、極性反等問題。

2、焊接后 AOI:檢測焊點是否存在虛焊、假焊、焊點過大 / 過小、橋連、錫珠等缺陷,通過與標(biāo)準圖像對比識別異常。

(三)X-Ray 檢測機:用于檢測肉眼或 AOI 無法觀察的焊點,如 BGA(球柵陣列封裝)、CSP(芯片級封裝)等底部焊點,通過 X 射線穿透元器件,呈現(xiàn)焊點的內(nèi)部結(jié)構(gòu),判斷是否存在空洞、虛焊等缺陷。


六、輔助設(shè)備

保障生產(chǎn)線的順暢運行和產(chǎn)品的后續(xù)處理。

(一)PCB 輸送機(軌道系統(tǒng)):連接各設(shè)備,實現(xiàn) PCB 板在印刷機、貼片機、焊接設(shè)備、檢測設(shè)備之間的自動傳輸,可調(diào)節(jié)寬度適應(yīng)不同尺寸的 PCB。

(二)返修工作站:用于對檢測出的缺陷產(chǎn)品進行人工修復(fù),包括手動更換元器件、補焊、去除多余焊錫等,配備放大鏡、熱風(fēng)槍、電烙鐵等工具。

(三)上下板機(送板機 / 收板機):實現(xiàn) PCB 板的自動上料(將堆疊的 PCB 板逐一送入生產(chǎn)線)和下料(將生產(chǎn)完成的 PCB 板堆疊收納),提高生產(chǎn)效率。

(四)防靜電設(shè)備:如防靜電手環(huán)、防靜電工作臺、離子風(fēng)扇等,由于電子元器件對靜電敏感,需全程防止靜電損壞元器件。


SMT 車間的設(shè)備組成圍繞 “印刷 - 貼裝 - 焊接 - 檢測” 四大核心工序,配合預(yù)處理和輔助設(shè)備,形成高度自動化的生產(chǎn)線。不同規(guī)模的車間可能根據(jù)產(chǎn)能和產(chǎn)品類型(如消費電子、汽車電子、醫(yī)療電子等)調(diào)整設(shè)備配置,例如高端產(chǎn)品生產(chǎn)線會增加更多檢測設(shè)備以確保質(zhì)量,而批量生產(chǎn)的生產(chǎn)線則更注重高速貼片機的配置。


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