電子產(chǎn)業(yè)一站式賦能平臺

PCB聯(lián)盟網(wǎng)

搜索
查看: 4033|回復(fù): 2
收起左側(cè)

PCB拼板設(shè)計(jì)對SMT生產(chǎn)效率到底有多大的影響?

[復(fù)制鏈接]

204

主題

478

帖子

4231

積分

四級會(huì)員

Rank: 4

積分
4231
跳轉(zhuǎn)到指定樓層
樓主
發(fā)表于 2020-9-17 14:51:31 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
作者:王輝剛,王輝東(一博科技高速先生自媒體團(tuán)隊(duì)成員)# L8 P3 `( Y. B8 \3 t/ E) p
拼板是一門技術(shù),也是一門藝術(shù)。
: \. M. y8 k7 F: ~* T# d
本期課題跟大家一起分享關(guān)于PCB拼板方面的話題。PCB拼板說直接一點(diǎn)就是把幾個(gè)小PCB單元用各種連接方式組合在一起。比較常見的拼板有AA順序拼、AB正反拼、AA旋轉(zhuǎn)拼、AB陰陽拼、ABC混合拼等等多種方式。PCB 設(shè)計(jì)工程師在拼板設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)考慮到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸、電氣性能、元件布局等功能方面。在拼板設(shè)計(jì)方面如何提升SMT生產(chǎn)效率,把對產(chǎn)品質(zhì)量的影響風(fēng)險(xiǎn)降到最低,本文中的案例是在PCBA生產(chǎn)過程中所遇到的,如PCB外形尺寸不規(guī)則、拼板后影響生產(chǎn)效率,同時(shí)它也增加生產(chǎn)難度和制造成本。

0 I$ y( B' d8 z% c2 E
PCB拼板目的:
4 }& A0 K. c; N* f9 T1 X2 f2 n. V( I) c/ r
1、因PCB外形尺寸太小、不規(guī)則嚴(yán)重影響smt加工生產(chǎn)效率
2、實(shí)現(xiàn)板材利用率最大化,減少成本 。
3、降低生產(chǎn)難度,提高產(chǎn)品的良率。
6 b$ I3 M" k2 c4 w' l. K2 x6 x
% a3 n* q: z* R: ~: y
常見的幾種拼板方式:
拼板設(shè)計(jì)的規(guī)則:
4 j& Y5 W3 k1 V! B0 O( b  l9 j8 b) m* x/ M3 T7 j
拼板設(shè)計(jì)方式有很多種,在新產(chǎn)品試制階段有時(shí)候很難確定采用哪種拼板方式、拼板數(shù)量是最佳化的。pcb設(shè)計(jì)工程師根據(jù)產(chǎn)品特性(如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)限定、外設(shè)接口限高、限位等因素)在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先滿足產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求,其次就是在PCb制板和SMT加工過程中反饋板材利用率和生產(chǎn)效率提出的問題。在生產(chǎn)過程中PCB板材選定后,遇到不同的幾何尺寸和PCB拼板方式過爐后熱膨脹直接影響著產(chǎn)品可靠性和性能,增加了SMT生產(chǎn)的加工難度和制造成本。結(jié)合SMT工藝工程師多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),采用拼板方式來提升SMT產(chǎn)線效率,有以下幾個(gè)方面跟大家分享:6 O/ R6 ~9 B7 m- Y
$ I( O9 z" v2 |" `( a; U0 X6 O
  • 在SMT生產(chǎn)線為了提升產(chǎn)線稼動(dòng)率,常見的拼板方式有AAAA拼或AB拼兩大方式,我們不能直接問哪一種拼板方式好呢?這要從產(chǎn)品的工藝復(fù)雜度來考慮,拼板后產(chǎn)線機(jī)臺貼裝周期平衡率、體積大的元件二次重熔后掉件問題等等。
    8 ?% u9 s. t+ b# |

+ V* \; _$ G/ |% x
  • 采用圖2正反拼設(shè)計(jì) (AABB拼)優(yōu)點(diǎn)是讓SMT產(chǎn)線設(shè)備配置和工藝流程簡單容易。一張鋼網(wǎng),一套貼片程序和spi/AOI檢驗(yàn)程式以及回流焊接爐溫曲線優(yōu)化一次等等,提升SMT快速換線速度和首件核對一次完成,在極短的時(shí)間內(nèi)有PCBA成品產(chǎn)出給到下一工序功能測試。
  • 采用圖2正反拼設(shè)計(jì) (AABB拼)缺點(diǎn)就是,若產(chǎn)品BOT面與TOP面在元件布局方面差異較大情況下(主芯片體積較大、元件布局密度較高、通孔回流元件腳超出板面等)會(huì)導(dǎo)致細(xì)間距位置的錫膏印刷不良和不穩(wěn)定,體積和重量大的元件在二次過爐時(shí)掉件風(fēng)險(xiǎn),在批量生產(chǎn)時(shí)不但沒解決效率提升問題還會(huì)帶來加工難度和質(zhì)量問題,這也是考驗(yàn)工程師在線技術(shù)攻關(guān)能力。
  • 采用圖1(AAA/BBB拼)非正反拼設(shè)計(jì),比較適合目前多數(shù)工廠推薦,生產(chǎn)線容易調(diào)配和合理安排設(shè)備資源,生產(chǎn)流程穩(wěn)定,很容易提升產(chǎn)線效率。在PCB設(shè)計(jì)時(shí)工程師一定要考慮全面主芯片元件、散熱較大元件、和外設(shè)接口元件布局合理性,加工廠僅需要合理安排生產(chǎn)線先生產(chǎn)BOT面(少元件面)再生產(chǎn)TOP面(多元件面),加工過程中遇到質(zhì)量異常時(shí)工藝工程比較容易處理解決。

    6 K) [* }0 ?) h2 T
生產(chǎn)過程中在保證直通率的前提下到底采用哪種拼板方式最佳?就要根據(jù)SMT產(chǎn)線的機(jī)臺配置和設(shè)備的加工能力、制程穩(wěn)定性等因素綜合考量。4 _# }! \$ X3 a/ l, L

5 M, n  l& b$ u
1、首先來熟悉下SMT產(chǎn)線配置和理論產(chǎn)能:
  • 深圳工廠SMT中小批量線體為例0 O' k( u' q; p1 o; c3 g+ B9 N  b
  • 生產(chǎn)線貼片PCB最大尺寸:774mm*710mm
  • NXT可以貼最小封裝03015、01005元件
  • NXT模組理論產(chǎn)能35000元件/H
  • AIM多功能機(jī)理論產(chǎn)能27000元件/H

    5 M* r8 E7 A7 g
2、SMT貼片的一款產(chǎn)品單面SMT制程6拼板,在貼裝時(shí)由原來6拼板優(yōu)化改為12拼板,減少傳板次數(shù)和周期頻率來提升產(chǎn)能。- P) d5 Z3 V5 K! G( x3 b  Y) Y

$ U% @; Q/ f& S2 j) g2 \$ r5 J
3、SMT每條線體的機(jī)臺配置組合不同,設(shè)備工程師在換線時(shí)平衡各機(jī)臺的速度,印刷機(jī)、SPI錫膏檢測速度、貼片速度、回流爐速度和爐后AOI檢測速度,優(yōu)化整條生產(chǎn)線全自動(dòng)化高速生產(chǎn),大大提高了機(jī)器利用效率。- X& a2 A; Y8 P6 ^" h7 H+ N8 \
1 }2 E4 f$ t) R8 `: {* P# y0 X4 f
總結(jié),高品質(zhì)、少人員的情況下,高效率的產(chǎn)出是我們追求和持續(xù)改善的目標(biāo)。對于中小批量和研發(fā)打樣階段的PCB是多種多樣,為了滿足貼片機(jī)器每小時(shí)高效率的產(chǎn)出,在PCB拼板方面是非常重要的環(huán)節(jié):4 }" O1 N8 A# ^0 Q8 ?4 T' N4 X8 [
+ }8 C( q& z+ s3 N3 ?6 M! h* W
  • 單板尺寸任何一邊小于80mm需要拼板設(shè)計(jì)
  • 拼板后PCB最大尺寸(L)300-350mm&nBSP; * (W)200-250mm 比較適宜
  • 多拼板之間有板邊連接器的外形輪廓超出干涉時(shí),通過旋轉(zhuǎn)拼+工藝邊方式解決,防止焊接后在傳送或搬運(yùn)過程中撞件損傷的質(zhì)量不良。
  • 一些不規(guī)則外形的PCB的鏤空面積較大時(shí),在SMT生產(chǎn)時(shí)容易導(dǎo)致設(shè)備傳輸軌道上PCB傳感器錯(cuò)誤識別,產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作或未感應(yīng)到PCB出現(xiàn)疊板現(xiàn)象,在拼板設(shè)計(jì)時(shí)增加工藝邊把鏤空位置補(bǔ)齊。
  • 拼板設(shè)計(jì)后必須保證大板的基準(zhǔn)點(diǎn)邊緣距離板邊到少3.5mm(機(jī)器在夾持PCB板邊的最小范圍3.5mm),大板上2個(gè)對角基準(zhǔn)點(diǎn)不能對稱放置,正反面的基準(zhǔn)點(diǎn)也不要對稱放置,這樣就可以通過設(shè)備自身的識別功能防呆PCB反向/反面進(jìn)入機(jī)器。
  • 拼板設(shè)計(jì)過程中,單板之間的連接點(diǎn)的多少和放置位置也非常重要。
  • 對于FPC和軟硬結(jié)合板的拼板方式大有不同,拼板要求考慮會(huì)更多一些。
  • 總而言之,拼板設(shè)計(jì)在滿足板材利用率和生產(chǎn)加工效率問題,也要考慮生產(chǎn)過爐后PCBA熱變形和分板效率問題。

  • 8 ?, I: i( B, C, r% J" Z5 Y( J4 n1 ~& m; E4 d! K8 q6 o' E( G
1 m" q" c0 H; c: J( P8 P
一博科技專注于高速PCB設(shè)計(jì)、PCB生產(chǎn)、SMT貼片、物料代購http://www.edadoc.com

102

主題

198

帖子

1787

積分

三級會(huì)員

Rank: 3Rank: 3

積分
1787
沙發(fā)
發(fā)表于 2020-9-17 23:22:09 | 只看該作者
學(xué)到了 謝謝老師

1

主題

85

帖子

299

積分

一級會(huì)員

Rank: 1

積分
299
板凳
發(fā)表于 2021-10-19 16:57:56 | 只看該作者
學(xué)到了 謝謝老師

發(fā)表回復(fù)

您需要登錄后才可以回帖 登錄 | 立即注冊

本版積分規(guī)則


聯(lián)系客服 關(guān)注微信 下載APP 返回頂部 返回列表