???? 電子制造業(yè)經(jīng)常交換使用周期和吞吐量兩個術語，事實上，它們在機器性能的量度工作中是兩種不同的因素。雖然機器周期是指示機器性能的一個重要指標，但在評估工藝設備時將總吞吐量作為主要的度量標準仍然非常重要。

????影響一條 SMT 生產(chǎn)線產(chǎn)量的因素是多種多樣的，經(jīng)常提到的一個因素是錫膏印刷設備的周期。過去，“機器周期”用作主要設備生產(chǎn)吞吐量的一個重要指標，但對一臺模板印刷機或其它電子制造設備來說，它僅僅是量度真實產(chǎn)量的一個因素。電子制造業(yè)經(jīng)常交換使用周期和吞吐量兩個術語，事實上，它們在機器性能的量度工作中是兩種不同的因素。

????周期
????周期的定義是機器可以完成的電路板的裝卸、對位等基本功能任務的速度。一般包含以下內(nèi)容：電路板進出機器的運動、電路板按已定目標（模板基準標記）進行校正、電路板運動到其必須的位置，以及電路板傳送到下道工序的時間。機器主要功能的實際完成（在本例中是錫膏的實際印刷）一般要依賴于定義機器周期的各個公認元素。大多數(shù)情況下，錫膏印刷設備的供應商只把機器的周期定義為印刷電路板送進、送出機器，以及印刷電路板按已定目標（模板基準標記）校正的過程。

????很多時候真正的印刷動作并不包括在錫膏印刷機的周期內(nèi)。印刷動作在很大程度上依賴于使用的錫膏和生產(chǎn)的基板尺寸。大多數(shù)現(xiàn)代錫膏印刷設備刮板的的運動速度可以遠遠快于實際錫膏印刷的要求。許多客戶仍在使用那些必須緩慢印制的錫膏，這經(jīng)常成為錫膏印刷工藝周期的一個主要時間因素。正是由于材料會產(chǎn)生很多影響變量，設備制造商便將周期的定義內(nèi)容縮減為自己可控的那些項目。

　　我們應該把機器周期定義考慮得更寬泛一些，以使更好地理解機器吞吐量與設備利用率。更寬泛的定義除了包括上述所有功能，還需加上機器執(zhí)行的所有“間接”(overhead)功能。“間接”功能定義是：不直接包括在電路板傳送和準確印刷錫膏的實際操作中的所有其它機器功能。大多數(shù)的現(xiàn)代錫膏印刷機都可以執(zhí)行許多“間接”功能，如模板清洗、二維(2D)印后檢驗、模板上錫膏的涂覆等，有些更先進的系統(tǒng)甚至提供對錫膏印刷的三維(3D)印后檢驗、慢速脫離(snap-off)、定位支撐針的安裝，以及對統(tǒng)計過程控制和其它管理與質量數(shù)據(jù)的采集功能，作為機器的附加功能。

　　當采用機器周期的這種擴展定義時，很難對錫膏印刷機設備作出比較，因為一般情況下這些功能代替了手工和離線的保證工藝質量功能。必須花時間來徹底理解每個“間接”功能如何完成自己的任務，才能夠對機器的性能作出正確的評估。在證明某項功能的價值時，機器執(zhí)行間接任務的速度當然是主要考慮因素，同時，還必須考慮機器將以怎樣的精確度和可重復性執(zhí)行間接操作。許多印刷設備能夠并行地執(zhí)行幾個“間接”功能，這樣不會由于增加功能造成吞吐量的實際損失。如果機器可以并行地執(zhí)行兩、三個“間接”功能，并且仍能提供“最佳”的精確度和可重復性，則該機器（按照上述擴展定義方法）就具有最快的機器周期。

　　吞吐量

　　吞吐量定義為：在給定的時間周期內(nèi)，可以生產(chǎn)出多少合格的印刷電路板。雖然機器周期是指示機器性能的一個重要指標，但在評估工藝設備時將總吞吐量作為主要的度量標準仍然非常重要。對任何電子制造廠而言，重要的度量標準之一是“今天制造的電路板中有多少是可發(fā)運給客戶的？”一條優(yōu)秀的印刷電路板裝配線應該是100％的組裝一次通過所有板級和功能級的測試，而無需任何補充或修理，即100％的FPY（直通率）。

　　如果一臺印刷機的能力超出了一條制造生產(chǎn)線的吞吐量需求時，使用一些額外的印刷功能將對產(chǎn)量施加正面的影響，如增加模板的刮擦頻率、降低脫離速度，或者增加關鍵元件的檢驗等。電子制造工作是靠制造優(yōu)質電路板來獲得效益，而不是依賴某臺機器的運行速度。當考慮吞吐量指標時，我們必須考慮許多影響因素，然后才是基本的機器周期。

　　有效評估印刷機的實際吞吐量

　　為了有效評估一臺印刷機的實際吞吐量，必須考慮以下變量：
　　● 周期，及測量電路板上板、定位、送至印刷高度、回到傳送高度、下板的過程。但不包括實際的印刷動作。
　　● 印刷參數(shù)，包括：施加的力量、刮板運動及速度參數(shù)等。這些參數(shù)受電路板尺寸、元件密度、元件間距以及錫膏構成(由于不同的流變學特性，大型元件一般意味著不同的速度)的影響。
　　錫膏印刷周期的優(yōu)化需要使用可以快速印刷的錫膏。電路路尺寸越大，實際印刷動作對周期長短的影響就越重要。如果我們的錫膏每秒只能印刷 2 英寸，用它加工一塊 12 英寸電路板的過程要耗時 6 秒種。如果換用一臺每秒印刷 8 英寸的錫膏，則印刷時間可以降低為 1.5 秒。
　　● 是否使用刮板或封閉印刷頭。
　　封閉印刷頭節(jié)省了將錫膏涂覆在模板上的時間。即使使用了自動錫膏涂覆系統(tǒng)，機器也要花時間將新的錫膏涂在模板上。當要從一種電路板轉換到另一種電路板時，封閉印刷頭更顯示出獨有的優(yōu)勢。因為所有的錫膏都已經(jīng)裝在封閉印刷頭中。在清潔模板前，只需從模板上刮去很少量的錫膏。并且由于下一種產(chǎn)品的錫膏已經(jīng)裝在印刷頭中了，錫膏的浪費量也很少。
　　● 錫膏涂覆：在使用刮板時，如何向模板涂覆錫膏。影響它的因素包括涂覆方法（人工或自動涂覆），以及開孔密度和 PCB 的尺寸，這些將決定錫膏補充的頻率。
　　● 操作軟件的“易用性”
　　軟件必須易于使用。所有可控功能的操作都必須易于理解。軟件界面必須盡可能直觀以簡化操作。這有助于機器的組裝、轉換以及正常運轉，對系統(tǒng)長期生產(chǎn)的產(chǎn)量有很大影響。
　　● 模板清洗頻率與方法。
　　所有的錫膏印刷工藝都需要按某種頻度來清潔模板。模板擦拭的頻度是多種變量的函數(shù)，包括模板設計、印刷電路板的最后表面處理（熱風整平 HASL、浸銀、浸鎳/金、有機可焊性保護層 OSP，等）、印刷過程中電路板的支持，等。即使是最優(yōu)設計的錫膏印刷工藝也必須進行模板清潔，所以我們必須對某臺機器如何完成這一功能作出評估。所有的現(xiàn)代錫膏印刷設備均提供模板清洗功能。必須清楚是否需要在執(zhí)行模板清潔功能時使用真空或溶劑來協(xié)助清洗工作。
　　● 模板至電路板的慢速脫離距離與速度。所有系統(tǒng)都各不相同，由于密度越來越高，有些 PCB 板需要更慢的分離速度，以改善模板與沉積錫膏的分離。
　　● 印后檢驗
　　大多數(shù)現(xiàn)代錫膏印刷設備都提供二維(2D)印后檢驗功能，有些還可以為關鍵設備的錫膏沉積提供三維(3D)印后檢驗功能。所有的 2D 和 3D 印后檢驗系統(tǒng)的工作各不相同，所以，要了解可測量的各個變量、方法，以及懂得如何使用結果數(shù)據(jù)，這對評估附加工作的價值非常重要。
　　● 裝配與轉換方案，包括相關的 MTTA。
　　當從一種產(chǎn)品變更為另一種產(chǎn)品時，需要進行大量的錫膏印刷設備的轉換工作。許多錫膏印刷流程在一天里要進行數(shù)次轉換。必須清楚你的設備要花多少時間才能從一種產(chǎn)品轉換到另一種產(chǎn)品。哪些產(chǎn)品轉換變量對機器的優(yōu)化運行特別重要？
　　● 工藝統(tǒng)計控制策略（SPC）
　　如上所述，吞吐量是在給定時間周期內(nèi)裝配完成的合格電路板數(shù)量。工藝質量對實現(xiàn)最高吞吐量至關重要，因此必須盡可能“實時”地了解工藝運行的情況。我們不能在生產(chǎn)運行結束后才通過發(fā)現(xiàn)的缺陷進行補救式的優(yōu)化工作。我們必須提倡一種“前瞻”式的生產(chǎn)，防止形成一種只被用來發(fā)現(xiàn)缺陷的“反應”式生產(chǎn)。
　　“前瞻”式生產(chǎn)的關鍵是一個設計良好且成功執(zhí)行的工藝統(tǒng)計控制(SPC)程序。那么，錫膏印刷設備的哪些功能有助于 SPC 程序的實現(xiàn)呢？
　　a. 操作人員培訓與紀律
　　一個經(jīng)良好培訓、遵守紀律的誠實操作人員是保證錫膏印刷工藝性能的重要因素。操作人員培訓的內(nèi)容遠遠超出基本的機器操作。操作人員必須懂得與錫膏印刷工藝性能相關的所有因素，知道它們?nèi)绾斡绊懼圃爝\行的整個過程，包括最終產(chǎn)品的質量。培訓非常重要，而遵守工藝紀律也同樣重要。操作人員必須在任何時刻、任何班次都以相同的方式完成自己的工作。管理人員和支持人員必須幫助并“指導”操作人員，確保他們理解并遵守操作步驟。電子制造是一個非常需要團隊合作的過程，所有的人都必須積極參與進來，將工作做到最好。
　　b. 工藝優(yōu)化（模板設計、運行參數(shù)優(yōu)化等）
　　工藝優(yōu)化是工程師與操作人員用來理解、判斷和量化電路板錫膏實際印刷過程所有性能參數(shù)的手段，他們用這些知識來改善工藝過程。許多運行參數(shù)都必須用統(tǒng)計方法（如實驗設計 DOE）進行量化和優(yōu)化，包括模板速度、施加的力量、下降止動(down stop)、印刷行程長度，等。其它需要考慮的因素包括模板設計、印刷電路板設計與最終表面處理工藝、電路板支柱以及錫膏選擇等。印刷工藝經(jīng)常被認定是生產(chǎn)線的主要故障來源，但必須記住，硬件本身只是整個方程的一個部分。如果沒有執(zhí)行正確的工藝或使用了不恰當?shù)脑?，即使最好的硬件設備也會出問題。
　　c.設備保養(yǎng)(PM)
　　影響吞吐量的一個非常重要的因素是機器的開機時間或停機時間，無論如何它們都會存在。如果一臺機器需要許多檢修工作，要花費大量時間才能維持運行，則它的周期再快也沒有價值。為實現(xiàn)機器的最佳保養(yǎng)，設備所有者必須執(zhí)行一個嚴格的預防性保養(yǎng)(PM)計劃。必須制定每周/每月/每年的保養(yǎng)日程表來完成所需保養(yǎng)工作。
　　不幸的是，在我們的行業(yè)里這一點是最容易被忽視的。用戶一般都非常繁忙，設備日復一日不停地運行。但他們忽視了一件首要工作，即 PM 程序。設備應該有一個明確的文檔化的預防保養(yǎng)日程表，并應該能在機器的普通 PM 區(qū)里方便地看到。必須毫不妥協(xié)地完成必需的預防性保養(yǎng)工作。設備所有者應該監(jiān)控其設備在整個運行過程中的性能數(shù)據(jù)，以確定 PM 日程表的任務增減。多次以后，我們就可以知道需要對供應商推薦的 PM 程序作哪些調(diào)整，以適合某個特殊工藝或某種專門的 PCB 板。
　　優(yōu)化工藝的吞吐量
　　對任何人來說，獲得機器的周期性能是一件相對簡單的事情，所有的主要供應商都會在機器規(guī)格中列出周期數(shù)值。然而，要找到吞吐量的信息則非常困難?？刂棋a膏印刷工藝吞吐量的很多變量都不是設備可以控制的。因此，要與供應商一起找出關鍵屬性，以及優(yōu)化設備參數(shù)，這一工作尤為重要。
　　為優(yōu)化工藝的吞吐量，必須從錫膏印刷設備開始，它提供了所有可控變量最優(yōu)大化的功能。然后，我們還必須與設備供應商一同工作，他們具備豐富的實踐經(jīng)驗，能夠協(xié)助客戶優(yōu)化那些設備不可控的吞吐量變量。當然，客戶不應把一個錫膏印刷設備供應商假定為錫膏印刷工藝的“專家”，設備供應商可能是設備方面的專家，但他能了解并幫助優(yōu)化整個工藝嗎？客戶在選擇某款機器前，應對供應商對整個工藝的理解程度進行評判。切記當選擇一個設備供應商時，你購買的不僅是設備，還有該公司的全部資源，包括服務、備件、工藝開發(fā)能力以及工藝優(yōu)化支持。
　　所有這些變量的結合決定了某個電路板設計的實際印刷吞吐量。正在選擇評估錫膏印刷設備的客戶必須了解比設備周期規(guī)格更多的內(nèi)容，要清楚設備以及設備供應商的支持機構可以協(xié)助優(yōu)化的所有吞吐量變量?？蛻魬獙⒃O備的價值放在比設備成本更重要的地位。設備價值與設備成本的意義是不同的，正如設備周期與工藝吞吐量的差別一樣。因此，在長期應用中，開發(fā)工藝所付出的努力將會為客戶回報一個更可預測和具備更高吞吐量的工藝過程。

????“前瞻”式生產(chǎn)的關鍵是一個設計良好且成功執(zhí)行工藝統(tǒng)計控制(SPC)程序。實現(xiàn)良好有效的SPC，需要求助于操作人員培訓與紀律、工藝優(yōu)化、以及設備保養(yǎng)(PM)。