在選擇評(píng)估諸如鋼網(wǎng)印刷系統(tǒng)之類(lèi)的自動(dòng)化smt工藝設(shè)備時(shí)，生產(chǎn)效率、靈活性、成本效益以及性能等等都是需要關(guān)注的一些方面。
自動(dòng)設(shè)備除了能將人員解放出來(lái)去從事其它的工作以外，它最根本的優(yōu)點(diǎn)是可以針對(duì)特定的產(chǎn)品生產(chǎn)線來(lái)設(shè)置每項(xiàng)工作，以確保使用最優(yōu)的操作參數(shù)。這些優(yōu)點(diǎn)有助于達(dá)到所有SMT生產(chǎn)工藝中所共有的兩個(gè)最高目標(biāo)：縮短生產(chǎn)周期和得到最大產(chǎn)品一次合格率。
雖然目前的在線自動(dòng)鋼網(wǎng)印刷機(jī)也能縮短生產(chǎn)周期并使出線一次合格率達(dá)到最大，但現(xiàn)在又發(fā)展出一種新的稱為“雙通路”的標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)幫助在SMT組裝工藝中提高生產(chǎn)效率。
在大多數(shù)情況下，鋼網(wǎng)印刷不會(huì)是SMT生產(chǎn)過(guò)程中耗時(shí)最長(zhǎng)的步驟，很多時(shí)候完成貼片要比絲印時(shí)間更長(zhǎng)。盡管如此，評(píng)估并采用新方法來(lái)減少實(shí)際印刷過(guò)程時(shí)間還是有意義的，在實(shí)際印刷操作中節(jié)省下來(lái)的時(shí)間可以用來(lái)完成一些其他步驟，比如錫膏涂敷、模板擦拭及印后檢查等。有幾種因素會(huì)影響印刷工藝所需要的時(shí)間，這些因素對(duì)于縮短工藝時(shí)間來(lái)講都同等重要。
視像對(duì)位是取得快速模板印刷的關(guān)鍵因素。
這些因素包括：印刷設(shè)備本身;PCB傳送的快慢及視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)PCB定位調(diào)整的快慢;以及機(jī)器執(zhí)行涂敷、擦拭和印后檢查等功能的快慢。焊錫膏本身決定了可以得到的極限速度，這也是一個(gè)主要的影響因素。即使是世界上最快的印刷機(jī)在印刷任何一種焊錫膏時(shí)，也只能以這種錫膏所設(shè)計(jì)的印刷速度進(jìn)行。
影響印刷速度的另一個(gè)主要因素是元件焊盤(pán)尺寸與模板開(kāi)口大小的比率。為了確保印刷速度最快，模板和印刷線路板上的元件焊盤(pán)一定要貼緊或者填實(shí)，這樣可以保證焊錫膏不會(huì)在印刷過(guò)程中擠到模板的下面而造成濕性橋接。可以考慮元件的焊盤(pán)采用元件間距的一半再加0.002英寸，模板的開(kāi)口則在焊盤(pán)每邊減少約0.001英寸。對(duì)一個(gè)0.020英寸間距的元件而言，元件焊盤(pán)尺寸0.012英寸，模板開(kāi)口0.010英寸是一種比較好的選擇。
每種自動(dòng)化特性都有其自身的優(yōu)點(diǎn)。
涂敷焊錫膏
使用罐裝焊錫膏操作的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，是在模板上每次放置的焊錫膏太多。這一般是由于絲印操作員為節(jié)省時(shí)間進(jìn)行其它操作而這樣做的，通常是為了進(jìn)行貼片盤(pán)料的補(bǔ)充。這樣做會(huì)使得大量焊錫膏在模板上干掉，造成印刷缺陷，或者過(guò)多的焊錫膏沾在機(jī)器、支撐物或攝像頭上。過(guò)量使用焊膏還會(huì)使操作員很快將焊錫膏用完，因而減少了焊膏在模板上的正常滾動(dòng)，同時(shí)增加焊膏在操作員面前及空氣中的暴露程度。將焊錫膏放在一個(gè)容器里，采用自動(dòng)焊膏涂敷系統(tǒng)，就可以保證焊膏適時(shí)適量地加到模板上。另外使用帶有涂敷系統(tǒng)的容器后還可以減少焊膏在操作者面前的暴露程度，并且使設(shè)備和其它工具盡量保持干凈。
擦拭模板
即使是一個(gè)采用了元件焊盤(pán)平整的PCB并且是設(shè)計(jì)良好的印刷工藝，也需要定時(shí)擦拭模板的底部。模板開(kāi)口相對(duì)元件焊盤(pán)作適當(dāng)?shù)氖湛s，以及采用平坦的元件焊盤(pán)，比如裸銅或Alpha Level(銀浸潤(rùn))，都會(huì)減少擠入模板底部焊膏的量，但還是不能消除對(duì)擦拭的需要。可以設(shè)置一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔執(zhí)行這項(xiàng)操作，保證模板底部是干凈的而不會(huì)有橋連發(fā)生。現(xiàn)代模板印刷機(jī)比如Speedline MPM的產(chǎn)品，都帶有自動(dòng)擦拭系統(tǒng)，可以作干擦、加溶劑擦拭或真空擦拭。一張干的或加有溶劑的擦拭紙，都可以把模板底部的焊膏擦掉，消除橋連。真空擦拭可將每個(gè)開(kāi)孔內(nèi)的焊膏吸出，保證開(kāi)孔都是干凈敞通，這樣就不會(huì)發(fā)生焊膏涂敷數(shù)量不足的情況了。
可以設(shè)置定時(shí)做自動(dòng)模板擦拭，保證模板底部干凈而沒(méi)有濕性橋連。
印刷后檢查
隨著陣列封裝使用的增加，比如球柵格陣列(BGA)、芯片規(guī)模封裝(CSP)、倒裝芯片及其它等等，在PCB離開(kāi)印刷機(jī)之前對(duì)涂敷的焊錫膏進(jìn)行"觀察"的能力正變得越來(lái)越重要。在陣列封裝提供諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，它也帶來(lái)了一個(gè)缺點(diǎn)，這就是實(shí)際焊點(diǎn)不能再通過(guò)常規(guī)的檢驗(yàn)方法看到。采用印刷后檢查可以在PCB離開(kāi)絲印機(jī)前確保焊膏涂在每個(gè)元件焊盤(pán)上。象Speedline MPM公司發(fā)行的新版軟件都含有定制的BGA檢查能力，可以設(shè)置任何實(shí)際封裝的二維印刷后檢查幾何形狀。
采用印刷后檢查可以保證PCB在離開(kāi)絲印機(jī)之前每個(gè)元件焊盤(pán)都印有焊膏。
除了工藝上的問(wèn)題，還必須要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的因素，比如工廠和設(shè)備資產(chǎn)的收益。在這一方面，有許多生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商在傳統(tǒng)SMT生產(chǎn)設(shè)備比如印刷機(jī)、貼片機(jī)和回焊爐的基礎(chǔ)上，發(fā)展出更新的成套生產(chǎn)線的思想，它建立在具有兩條并行傳送帶設(shè)計(jì)的新一代設(shè)備基礎(chǔ)上。這種思想稱為“雙通路”。
雙通路思想
雙通路思想可以這樣描述：在SMT電子組裝中，每個(gè)通路都能以邏輯排列順序進(jìn)行獨(dú)立控制，從而形成有效的板子流動(dòng)。這樣減少了板子運(yùn)送過(guò)程損失的時(shí)間并且延長(zhǎng)SMT設(shè)備做自身工作的時(shí)間。一臺(tái)雙通路模板印刷機(jī)可以在一塊板作裝載/卸載的同時(shí)對(duì)第二塊板進(jìn)行印刷操作，這樣就節(jié)省了整體時(shí)間。
雙通路SMT思想可在給定的面積帶來(lái)更高的產(chǎn)量。
雙通路思想還會(huì)使生產(chǎn)線縮短，從而減小了對(duì)廠房面積的需求;另外，許多單件的設(shè)備都削減掉了，因此還可以降低先期投資、人力需求、設(shè)施開(kāi)銷(xiāo)以及總體運(yùn)行成本。從設(shè)備角度上來(lái)講，包括新型號(hào)絲印機(jī)在內(nèi)的新組裝系統(tǒng)，可以利用兩個(gè)獨(dú)立通路提供更大的靈活性。使用這種類(lèi)型設(shè)備，雙通路生產(chǎn)線可以同時(shí)處理幾種板子。
在電子及PCB制造過(guò)程中，許多組裝工作都必須高效地完成，才能得到最大產(chǎn)量與生產(chǎn)率。仔細(xì)籌劃組裝工藝是很關(guān)鍵的，要讓SMT工藝的所有步驟都與其相鄰的上步工序或下步工序緊密聯(lián)系起來(lái)。需要考慮具有不同元件密度、不同層數(shù)、不同尺寸大小以及不同形狀的各種類(lèi)型PCB，為了解決這些組裝難題，工藝工程師們必須要計(jì)劃好組裝設(shè)備生產(chǎn)線的設(shè)置，以便滿足所加工的PCB類(lèi)型。某些生產(chǎn)線可能會(huì)設(shè)置為具有最大的靈活性(可以快速換線)，而另一些可能會(huì)設(shè)置為具有更高的產(chǎn)量，更多的設(shè)置則是將兩種極端情況加在一起考慮。
但是在設(shè)置SMT電子產(chǎn)品組裝線的同時(shí)，還必須要考慮產(chǎn)量以外的其它方面。雖然SMT繼續(xù)在封裝、制造及工藝的各方面不斷發(fā)展，但是“更輕、更小、更快、更便宜”的想法正變得愈加根深蒂固。包括高密度內(nèi)部互連在內(nèi)的技術(shù)肯定會(huì)影響到產(chǎn)品的尺寸，作為電子產(chǎn)品組裝生產(chǎn)商的目標(biāo)是達(dá)到最佳的制造工藝。其結(jié)果是不管所牽涉到的生產(chǎn)數(shù)量有多少或產(chǎn)品的難易程度如何，生產(chǎn)率肯定是作為SMT制造中目前最根本的關(guān)注點(diǎn)。
因此，不能簡(jiǎn)單地將印刷機(jī)、貼片機(jī)、回焊系統(tǒng)、清洗機(jī)或其它SMT組裝設(shè)備加在一起，而不考慮所涉及的廠房面積及投資者成本等因素。相反，必須要認(rèn)識(shí)到根據(jù)生產(chǎn)率和利潤(rùn)率的最低要求，不同的機(jī)器或機(jī)器組合其結(jié)果會(huì)相差很大。
因?yàn)檫@個(gè)原因，象雙通路方法這種制造思想就可以在絲印過(guò)程中帶來(lái)一些明顯實(shí)在的好處。雙通路能縮減不產(chǎn)生附加值的裝卸板所需時(shí)間，同時(shí)通過(guò)在給定面積帶來(lái)更多的制造潛能而產(chǎn)生顯著的成本節(jié)約，換句話說(shuō)，就是在一個(gè)給定的面積能得到更高的產(chǎn)量。
像汽車(chē)制造業(yè)的PCB組裝中，每塊PCB組件的生產(chǎn)時(shí)間可能會(huì)低至7秒，所以通過(guò)像雙通路這樣的方法所節(jié)省的百分比就非常大。更重要的是，得到這些節(jié)省的時(shí)間不會(huì)危及到產(chǎn)品的品質(zhì)。而且，通過(guò)用這種方法能減少對(duì)設(shè)備的需求，因而在直接人工、維護(hù)及設(shè)施方面的成本優(yōu)勢(shì)也可以得到體現(xiàn)。簡(jiǎn)言之，類(lèi)似雙通路這樣的制造思想可以帶來(lái)更低的采購(gòu)成本、更低的運(yùn)行成本、符合成本效益的生產(chǎn)以及最小的生產(chǎn)空間。
應(yīng)用今天先進(jìn)的模板印刷機(jī)器所帶來(lái)的自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)，再加上適當(dāng)?shù)貙?duì)印刷工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，就可以保證最短的生產(chǎn)周期以及最佳的終端產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是在采用SMT工業(yè)中所看到的新的雙通路思想時(shí)更是如此。