节省异形元件装配成本的关键 2012/3/1
现今,PCB的生产深受其成本的影响,总生产成本中劳动力成本是主体,降低生产成本一直是OEM和合约制造商面对的重要挑战。对于产品而言,劳动力成本占产品总体生产成本的一半。大部分情况下,劳动力成本与生产车间的操作人员相关。因此,制造商不断寻找方法将制造产品尽可能减少所需的工人数量。在过去十年里,生产设备的不断发展促使所需工作人员不断减少。然而,手工贴装元件的操作人员仍然是总体生产成本的重要部分。虽然专用的异形元件贴
现今,
PCB的生产深受其成本的影响,总生产成本中劳动力成本是主体,降低生产成本一直是
OEM和合约制造商面对的重要挑战。
对于产品而言,劳动力成本占产品总体生产成本的一半。大部分情况下,劳动力成本与生产车间的操作人员相关。因此,制造商不断寻找方法将制造产品尽可能减少所需的工人数量。在过去十年里,生产设备的不断发展促使所需工作人员不断减少。
然而,手工贴装元件的操作人员仍然是总体生产成本的重要部分。虽然专用的异形元件贴装机已经开始应用于某些高产量生产操作,但是主流的
电子制造商越来越希望实现异形元件的自动化装配,以便更进一步降低生产成本。
在电子电路发展的早期,通孔元件装配完全是手工操作。当第一批自动化机器推出时,这些机器可贴装某些简单的有引脚的元件。不过与此同时,较为复杂的元件仍需手工贴装,才可使用波峰焊设备焊接电路板。
大约20年前,表面贴装元件的推出开创了一个新的贴装时代。首先是无源元件,然后是有源元件和集成电路,都纷纷转用表面贴装 (
SMD) 式,便于使用贴装机器来装配。在很长的一段时间内,人们坚信所有的引脚元件最终均会转变为SMD封装。经过20年的发展,市场仍有一些器件采用含引脚元件,这些器件包括
连接器、插座、
变压器等等,它们被称作异形 (或异体) 元件 (图1)。
这些异形元件仍然采用引脚结构是有原因的。首先,从经济角度来看,大多数此类元件不会大批量生产,而且改进元件或PCB都是不经济的。引脚元件的继续存在也有技术背景,因为并非所有的异形元件都能承受SMD工艺通常所需回流焊的高温,而且,对于电话插孔、连接器和串口等器件,采用压接式通孔元件能够获得更好的机械强度。此外,通孔元件的继续存在也由于许多消费电子产品 (如录像机和电视机),仍有大量空间来容纳它们。
异形元件的自动贴装
现今,SMD装配已完全实现自动化而且非常合乎成本效益原则。那么,为什么要以合乎成本效益的方式完成自动装配异形元件却这么困难呢？
如上文所述,异形元件的封装形式和一般的SMD元件不同,大多数异形元件可能是用户定制的,甚至各批产品都有可能不同。如果不做较大的改进,装配设备的灵活度通常不足以应对这些差异,不然操作人员则只能作单一元件的调整。此外,异形元件的公差要求通常比标准SMD更宽松,而装配机器难以补偿其贴装精度。
既然实现异形元件装配自动化这么困难,我们为什么还要继续探索呢？
对于包含异形元件的产品,最合适的生产方法仍然是手工贴装。操作人员是极其灵活的,能够很快适应电路板设计或元件的变化。然而,操作人员不是机器,所以其装配的产品存在误差。他们操作上的差异将会影响产品的质量、产量和经济成本。
质量
质量是生产过程中最重要的要求,故操作人员必须时刻高度集中精神。这在重复性操作时很难做到,易发生错误,特别是在一个班次快要结束前,操作人员更是容易发生错误。另外,许多
其它的常规人为因素如性情,也会影响贴装质量。使用机器进行装配,质量通常好很多,并可在每一次换班时仍保持非常稳定的质量水平。
