|
|
 |
SMT產線為何要分長線及短線？如何提升SMT產線效率？
SMT產線為何要分長短線？其主要目的當然是為了要提高效率，這裡的長短線指的是SMT線體的長度，也就是機台的數量，大家應該都有看過零件不到10顆的板子吧！像這種板子就可以使用短線SMT來作業，只要一台錫膏印刷機+一台貼片機+回焊爐就可以搞定。甚至連SPI及AOI都不一定需要。而長線SMT通常會放置比較多台的置件/貼片機(pick and placement machine)，適合單面零件數比較多的板子。
|
|
|
那SMT產線要如何提升效率？
工作熊這裡提供兩個思考的方向給大家參考
一、line balance(生產線平衡)
就是要盡量保持讓每一台SMT設備都處在運轉中沒有待機。
我們以有一條有3個作業員的包裝流水線來說明好了，假設原先作業的製程安排，
第一個作業員的作業時間為30秒，
第二個作業員的作業時間為20秒，
第三個作業員的作業時間為10秒，
不考慮其他因素造成的工時損失，那麼產出基本為每30秒可以完成一個包裝，大家覺得這樣的安排有沒有什麼不合理的地方？就是第3個作業員大部分時間都在等待沒事幹，而第1個作業員卻得一直做沒得休息。如果我們可以把第1個作業員的工作分一點給第3個作業員，讓兩個作業員的時間平均都變成20s，理論上三個作業員的時間就會通通是30s，而產出的時間也可以從30s降為20s，也就不會出現有作業員忙得命，而有些作業員則很輕鬆的現象。
而SMT產線的配置也是一樣的道理，因為SMT線是由好幾台不同設備所組成的產線，我們只要合理的分配每個設備的生產時間，也就是將零件合理的分配到不同的貼片機，讓每台設備的生產時間都非常接近，基本上就可以達到最佳的生產效率，否則一台那麼貴的SMT設備卻經常處於待機狀態，就是在燒錢。
二、使用「拼板(panelization)」
拼板就是將許多的單板拼湊在一起成為一片比較大的板子，比如說我們常常會說2合1(2in1)或3合1(3in1)甚至更多合1的板子就是拼板。使用拼板最直接的優點就是可以減少取放的時間，因為一次就可以同時拿取多片板子，而拼板最大得優點則是可以提升SMT的生產效率，這個我們文章後面會再說明。
但是有優點就會有缺點，在我們要將PCBA組裝進去成品的機殼以前必須要再額外做裁板(de-panel)的動作，將拼板變回成一片片單獨的板子，所以有人會質疑為何要先拼板後裁板，這是因為拼板的好處遠比額外裁板作業的利益還要多出很多，所以現行作業裡幾乎所有的板子都會做拼板。這就有點像明明每天都要把衣服脫掉，為什麼每天都還要穿衣服。
SMT產線的瓶頸通常會出現在那一站？
可能很多人不曉得，SMT產線的瓶頸一般最常出現在「錫膏印刷作業」，這是因為其他各站的作業時間長短幾乎都是依照零件數量來決定的，但是錫膏印刷的時間則是依照板子大小來決定，使用鋼板印刷一次錫膏的時間大約需要20~30秒，而且時間幾乎是固定的，很難再縮減，但是其他各站的時間我們只要把需要貼片的零件數量增加上來，大多能超過20秒以上，所以才會說SMT的瓶頸通常出現在錫膏印刷。
那要如何增加零件的數量呢？這時候拼板的優點就顯現出來了，假設單一片板子上的零件數量有100顆好了，把它做成4in1的板子是不是就變成了400顆。零件數增加了，每台SMT設備貼片的時間自然也就跟著增加了。如果單一面板子上的零件數或樣式不夠多，在情況允許的情況下也可以考慮正反面顛倒的陰陽拼板(mirror board)。
延伸閱讀：
PCB採用「陰陽板」拼板的好處
決定PCB的連板拼板數量時應該考慮的幾個因素
SMT採用「陰陽拼板」或「鴛鴦拼板」使用上的限制
|
|
訪客留言內容（Comments）
工作熊
感謝您的回覆，我目前在系統廠任職，不過常有許多跟歐美客戶學習的機會，真空回焊爐在現今算是挺夯的設備，剛好HELLER & ERSA我都接觸過，現在的成本可能比想像中的低，C/D通常是30%起跳。
大家搶來搶去的，我認為Voids依IPC-A-610的標準是過於鬆散了，這也是幾個月前，歐美客戶在3D AXI前巡廠跟我叮嚀的事項。
這邊非常感謝工作熊這十幾年的指導，生產費用的確是一個大問題，如何做好成本預算的考量是大課題，小弟有幸參與了幾個大專案，心得感想是:產品能往高階走，就不要往低階靠，唯有一直跟著技術前端走，維持品質，才能累積更多知識，消費者自然會買單。
以下是我Study Voids的參考資料，這邊分享給被氣泡問題困擾的各位:
References
[1] Robert Bosch GmbH ,Udo Welzel, Norbert Holle “ Voids in SMT Solder Joints – Trends in Automotive Electronics” Schwieberdingen, Germany , 2021.
[2]T. Ewald, N. Holle and K.-J. Wolter, “Void formation during reflow soldering,” in IEEE 62nd Electronic and Technology Conference, San Diego, CA, USA, 2012.
[3]N. Holle, T. Ewald and U. Welzel, “Voids in SMT Solder Joints – Myths Revisited,” in IPC APEX EXPO Proceedings, San Diego, 2018.
訪客留言注意事項：
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上，請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言，與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言，請善加利用【搜尋框】尋找相關文章，找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章，自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容，工作熊不一定會瞭解你在說什麼，就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家，所以回答的內容或許會有不正確的地方，服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題，請前先參考這篇文章【詢問工程問題，請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問，並且請提供足夠的資訊，這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看，但不會每則留言都回答，尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度，工作熊不是你的「細漢」，更沒有拿你的薪水，所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 原則上工作熊不接受私下電子郵件、電話、私訊、微信或任何即時通聯絡。
8. 自2021年7月起Google將停止最新文章電子郵件通知，如果你想隨時接收部落格的最新文章可以參考這裡。
工作熊您好，我目前在業界負責汽車電子的生產，我分享一下我NPI工作遇到的一些心得。
以2023年來說，產線現在通常都走高度自動化，SMT產線的瓶頸現在通常都在「真空回流焊爐」&「3D AXI」，而它們的主要的問題，就是因為安全保護程序過多，而導致UPH(Units Per Hour)通常會跟不上其他設備。
關於拼板，現在很多都走雙軌，並用Carrier拆裝的方式增加產能，比起以前斤斤計較板材利用率，現在更多購置設備就直接加大真空腔體，雙軌、擴大可容納最大單板尺寸。
※未來半導體的雙層載具製程有可能會導入電子產品生產，目前還沒有太多系統廠敢嘗試。
而大線拆小線，這邊分享了一下我的專案遇到的問題以及會考慮拆線的考量點。
通常會拆小線是因為
a) 產品sku多、方便轉換工單，柔性較高
b) 方便Ramp up爬坡，減少設備損耗年限
c) 方便做copy line，佔地面積較小
d) NPI階段線體投入成本較低
e) 可利用其他小線做DOE(Design Of Experiment)，製程會比較好運用
但會遇到問題
a) SMT設備昂貴，很難大線拆小線(ex.爐子、3D光學檢測設備)
b) Coating塗覆也很難大線拆小線，反而一個大線更好
c) 購置第一條小線的價格可能會跟第三條線成本差距大(折扣也難談)
d) 為避免線體間成品有差異，可能要使用Online-SPC實時管控