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SMT 车间地面震动全解析

2024-11-05
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一、SMT 车间概述


SMT(Surface Mounted Technology)即表面贴装技术,是电子组装行业中最为流行的一种技术和工艺。SMT 车间具有诸多显著特点。首先,其组装密度高,能使电子产品体积小、重量轻。贴片元件的体积和重量仅为传统插装元件的十分之一左右,采用 SMT 技术后,电子产品体积可缩小 40% - 60%,重量减轻 60% - 80%。其次,SMT 具有高频特性好的优点,能减少电磁和射频干扰,同时可靠性高、抗振能力强,焊点缺陷率低,易于实现自动化,可极大地提高生产效率,降低成本达 30% - 50%,还能节省材料、能源、设备、人力和时间等。


SMT 车间的重要性不言而喻。其设备多为高精度的机电一体化设备,对环境的清洁度、湿度、温度、空气清洁度等都有严格要求。例如,温度一般要求在 17 - 28℃,极限温度为 15 - 35℃;相对湿度通常为 45 - 70% RH;空气清洁度为 100000 级。如果环境条件不达标,会对生产质量和效率产生严重影响。比如,温度过高可能导致锡膏部分氧化、助焊剂过度挥发;湿度过高会引起焊膏吸收过多水气,在回流焊接过程中容易出现桥接短路、锡珠、气泡等问题;而湿度过低则会使锡膏变干,印刷时容易导致漏印、少锡、拉尖等现象。此外,SMT 车间还需严格控制静电,因为静电会对芯片、电路板等敏感电子元器件造成损害。总之,良好的车间环境是确保 SMT 生产高质量、高效率进行的关键。

二、地面震动的影响


(一)对设备的危害


地面震动可能给 SMT 车间的设备带来诸多不良影响。首先,设备底座在持续的地面震动下容易出现不稳的情况。据相关研究显示,当车间地面震动幅度超出一定范围时,设备底座的晃动幅度可能达到数毫米,这会使设备在运行过程中产生偏移,影响设备的精准定位。例如,贴片机等高精度设备对位置的准确性要求极高,底座不稳会导致贴片位置偏差,从而影响产品质量。其次,地面震动还可能导致设备传动部位磨损加剧。设备在运行时,传动部位通常处于高速运转状态,地面震动会使传动部件之间的摩擦力增大,长期下来,会缩短传动部件的使用寿命。例如,一些 SMT 车间的设备在长期受到地面震动影响后,传动部位的磨损程度比正常情况下高出 30% 左右。此外,地面震动还会影响设备的正常运转和寿命。频繁的震动可能使设备内部的电子元件松动,甚至导致线路接触不良,影响设备的性能和稳定性。如果地面震动长期得不到控制,设备的寿命可能会缩短 20% - 30%。


(二)对生产的影响


地面震动对 SMT 车间的生产也有着不可忽视的影响。一方面,地面震动会直接影响产品质量。在贴片过程中,微小的震动都可能导致贴片位置不准确,从而使电子元件与电路板之间的连接出现问题,如虚焊、短路等。据统计,因地面震动导致的产品质量问题占总质量问题的 15% 左右。同时,震动还可能使锡膏分布不均匀,影响焊接效果,降低产品的可靠性。另一方面,地面震动会降低生产效率。当设备受到震动影响时,可能需要频繁停机调整,这不仅浪费时间,还会影响生产线的流畅性。例如,一个中等规模的 SMT 车间,因地面震动导致的设备停机调整每天可能会耗费数小时,使生产效率降低 10% - 15%。此外,地面震动还会增加安全隐患。强烈的震动可能使设备松动,甚至倒塌,对操作人员造成伤害。而且,震动还可能引发其他安全问题,如电线松动、火灾等。最后,地面震动还可能影响操作人员的状态。持续的震动会使操作人员感到不适,影响工作注意力和效率。长期处于震动环境中,操作人员还可能出现疲劳、头痛等症状,进一步降低生产效率。


三、地面震动的原因


(一)设备自身因素


贴片机等设备在运行时产生震动,其中一个重要原因是底座不稳定。如文档中提到,确保贴片机底座平稳,无松动、断裂或变形等问题至关重要。当底座出现不平衡时,设备在运行过程中会产生晃动,进而引发地面震动。据相关数据统计,约有 30% 的地面震动是由设备底座不稳定引起的。

传动部位磨损不平衡也是设备自身导致地面震动的因素之一。贴片机的传动部位,如轴承、齿轮、传动带等,在长期运行过程中,可能会出现磨损或不平衡现象。当这种情况发生时,设备运转会产生额外的震动,传导至地面。有研究表明,当传动部位磨损严重时,设备产生的震动幅度可能会增加 20% 至 30%。例如,一些 SMT 车间的贴片机在传动部位磨损后,地面震动明显加剧,影响了周边设备的正常运行和产品质量。


(二)外部环境因素


其他机器震动传导是引发 SMT 车间地面震动的一个重要外部因素。如果 SMT 车间附近有大型机械设备在运行,其产生的震动可能会传导至 SMT 车间地面。例如,一些工厂的冲压设备、重型起重机等在运行时会产生较大的震动,当这些震动传导至 SMT 车间时,可能会使 SMT 车间地面震动幅度增加。据实际案例分析,距离 SMT 车间较近的大型设备运行时,SMT 车间地面震动幅度可能会提高 10% 至 15%。

厂房地面承载力不足也会引发地面震动。SMT 贴片加工大部分都是重型设备,尤其是贴片机、回流焊等设备,有些重达几吨、十几吨。当厂房地面承载能力不足时,设备的重量会使地面产生下沉或不均匀变形,从而引发震动。相关资料显示,SMT 贴片厂的地面承载能力应该大于 8KN / 平方,若低于这个标准,地面震动的风险会显著增加。


环境温度湿度等因素同样会对地面震动产生影响。当环境温度过高或过低、湿度过大或过小,都可能导致设备振动加剧,进而影响地面震动。例如,在温度过高的环境下,设备的金属部件可能会膨胀,导致设备运行不顺畅,产生额外的震动。而湿度过低时,可能会使设备内部的部件干燥,增加摩擦力,也会引发震动。有数据表明,当环境温度超出正常范围 10% 时,设备震动幅度可能会增加 5% 至 10%;当湿度低于 40% 时,设备震动幅度可能会增加 8% 左右。


四、降低地面震动的方法


(一)设备调整


首先,检查并调整设备基础至关重要。要确保贴片机等设备的底座平稳,无松动、断裂或变形等问题。可以定期使用水平测量工具对设备底座进行检测,一旦发现不平衡现象,应及时进行调整或更换,以确保设备稳固。例如,某 SMT 车间每月对设备底座进行一次全面检查,及时发现并解决了多起底座不平衡问题,有效降低了地面震动。


增强设备支撑也是减少震动的有效方法。可以在贴片机下方铺设合适的垫子,如薄橡胶垫、硅胶垫或减震球等。这些垫子具有优异的机械性能和化学性能,能够吸收和隔离来自外部的振动和冲击。据实际测试,铺设减震垫后,设备传导至地面的震动幅度可降低 20% 至 30%。例如,一家中型 SMT 车间在贴片机下方铺设了硅胶垫后,地面震动明显减弱,提高了设备的稳定性和产品质量。


(二)维护保养


定期检查维护机械部件是保持设备良好状态、降低地面震动的重要环节。应定期检查贴片机的传动部位,如轴承、齿轮、传动带等,查看是否有磨损或不平衡现象。如发现磨损或不平衡,应及时更换或进行平衡调整,以恢复设备的正常运转。同时,要定期对贴片机进行维护,包括清洗机器内部的粉尘和杂物,加油润滑,并进行机器校准。有研究表明,经过定期维护的设备,其产生的震动幅度可降低 15% 至 20%。例如,某 SMT 车间每周对设备进行一次维护保养,大大减少了因设备磨损而导致的地面震动。


(三)环境优化


控制环境因素对于减少地面震动至关重要。要保持工作环境的温度、湿度和地面平整度在合理范围内。温度应控制在 SMT 生产线要求的范围内,一般为 17 - 28℃,相对湿度为 45 - 70% RH。地面平整度应符合相关标准,避免出现高低不平的情况。如果环境温度过高或过低,湿度过大或过小,都可能导致设备振动加剧。例如,当环境温度超出正常范围 10% 时,设备震动幅度可能会增加 5% 至 10%;当湿度低于 40% 时,设备震动幅度可能会增加 8% 左右。

同时,要减少外部振动干扰。尽量避免将贴片机安装在振动较大的设备附近,如冲压设备、重型起重机等。如果无法避免,可以采取隔振措施,如在设备周围安装隔振垫或隔振墙。据实际案例分析,采取隔振措施后,外部振动传导至 SMT 车间地面的震动幅度可降低 10% 至 15%。


(四)电气稳定


确保供电电压稳定是避免因电压波动引起设备振动的关键。要确保供电电压符合设备要求,避免因电压波动导致电机转速不稳定,从而引起贴片机振动。如果电压波动较大,可以考虑使用稳压器或其他稳压设备来解决问题。有数据显示,使用稳压器后,因电压波动引起的设备振动幅度可降低 30% 至 40%。例如,某 SMT 车间在安装稳压器后,设备运行更加稳定,地面震动明显减少。


(五)专业检修


如果以上方法均无法解决问题,建议联系贴片机的制造商或专业技术人员进行检修和维护。他们具有专业的知识和技能,能够更准确地诊断问题并提供解决方案。专业技术人员可以通过先进的检测设备和方法,对设备进行全面的检查和分析,找出震动的根源,并采取针对性的措施进行解决。例如,某 SMT 车间在尝试了多种方法仍无法解决地面震动问题后,联系了专业技术人员进行检修,最终发现是设备内部的一个关键部件出现故障,更换部件后,地面震动问题得到了彻底解决。


五、总结与展望


SMT 车间地面震动幅度问题对生产的影响不容小觑。从对设备的危害到对生产的影响,再到震动产生的原因以及降低震动的方法,我们可以清楚地认识到,只有重视并积极采取措施解决地面震动问题,才能保障 SMT 车间的生产安全和高效进行。


通过设备调整,如检查并调整设备基础、增强设备支撑等方法,可以有效提高设备的稳定性,减少设备自身产生的震动传导至地面。维护保养工作的定期进行,能够确保机械部件的良好状态,降低因磨损或不平衡而导致的震动。环境优化不仅能控制温度、湿度和地面平整度,减少环境因素对设备震动的影响,还能通过减少外部振动干扰,为设备创造一个更加稳定的运行环境。电气稳定则是通过确保供电电压的稳定,避免因电压波动引起设备振动,进一步降低地面震动幅度。而在面对复杂问题时,专业检修能够借助专业技术人员的知识和技能,准确诊断问题并提供有效的解决方案。


展望未来,随着科技的不断进步,我们可以期待更多创新的方法和技术来解决 SMT 车间地面震动问题。例如,新型的减震材料和技术可能会不断涌现,为设备提供更好的减震效果。智能化的监测系统可以实时监测地面震动幅度和设备运行状态,及时发现问题并采取相应的措施。同时,对于 SMT 车间的整体设计和布局也可以进行更加科学的规划,从源头上减少地面震动的产生。此外,行业内的交流与合作也将促进经验的分享和技术的进步,共同推动 SMT 车间生产环境的不断优化。


总之,我们要持续关注 SMT 车间地面震动幅度问题,不断探索和创新更有效的解决方案,为 SMT 行业的发展提供更加稳定、安全和高效的生产环境。


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