摘 要
本文针对电子产品自动化生产中PCB设计、SMT工艺设计、印刷缺陷、贴片缺陷和焊接缺陷问题，对电子SMT虚拟制造技术进行了研究。主要针对电子产品PCB设计与制造、电子SMT工艺设计与管理、电子SMT虚拟制造系统及其关键技术和SMT技术资格认证四个方面进行研究分析，实践表明，通过电子SMT虚拟制造技术，能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程，了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术，提高表面组装质量和效率。
【关键词】PCB设计 SMT工艺设计 缺陷 虚拟制造技术 资格认证
1 引言
在国内，电子SMT虚拟制造方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的cad/cae/cam和仿真等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统地研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和国内环境的结合上。清华大学cims工程研究中心虚拟制造研究室是国内最早开展虚拟制造研究的机构之一，主要进行了虚拟设计环境软件、虚拟现实、虚拟机床、虚拟汽车训练系统等方面的研究；浙江大学进行了分布式虚拟现实技术、虚拟工作台、虚拟产品装配等研究；西安交大和北航进行了远程智能协同设计研究；西北工业大学进行了虚拟样机的研究。国内在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术方面的研究都很活跃，但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段，与国际的研究水平尚有很大的差距。我国的研究多集中于高等院校和少量的研究所，企业和公司介入的较少。
电子SMT虚拟制造是一门新兴的、综合性的先进制造技术，目前，大部分高职院校设立SMT电子制造相关培训，但无实验设备和条件，即使已有SMT生产线的，也无资金或产品让学生开动生产线，学生只能走马观花式地参观，没有真正得到训练。再有国家劳动部门的职业技能认证也只有电工、电装工、焊接工等低端工种，没有SMT相应的高端工种，影响了学生和企业对电子SMT教育的认同度。在电子类专业工程实训和SMT实际生产中，为了能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程，了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术，建立电子SMT虚拟制造系统和SMT认证培训是最好的解决思路。
2 电子产品PCB设计与制造
包括PCB可制造性分析和PCB设计静态仿真，PCB可制造性分析根椐用户设计的Protel或Mentor电路PCB文件，自动检测出用户设计电路的错误；PCB设计静态仿真直观显示设计的PCB板组装后的情况（基板、器件、焊膏、焊点、胶点）。
3 电子SMT工艺设计与管理
包括SMT工艺设计和仿真、MIS管理，SMT工艺设计和仿真通过PCB设计的Demo板，依据总体设计中元器件数据库、电路布线、工艺材料和现有SMT设备的实际情况来设计SMT生产线工艺流程，根据所设计的工艺流程，对其进行动态仿真，让学生直观选择组装方式，进行设备选择和产能估算，最后确定自动化程度和工艺要求；MIS管理主要包括两方面：一是了解品质管理和国际、国内的SMT标准。二是SMT印刷管理、SMT贴片管理、回流炉管理、SMT文件及资料管理、SMT设备管理。
4 电子SMT虚拟制造系统及其关键技术
包括丝印机、点胶机、贴片机、回流焊机、波峰焊机，AOI检测机等虚拟制造及其关键技术。
电子SMT虚拟制造系统主要在SMT关键设备编程设计和制造之间建立联系，将SMT关键设备的生产过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来，取代传统的试机过程，缩短开发周期、降低成本、提高生产效率。下面以丝印机和贴片机为例：
丝印机主要对主流机型包括MPM、DEK和GKG丝印机进行CAM程式编程，再进行模板设计，最后模拟丝印机的界面、编程过程及控制参数的设置。
贴片机主要对主流机型包括YAMAHA、SAMSUNG、JUKI、FUJI、PANASONIC和SIEMENS贴片机进行编程，贴片机虚拟系统包括模拟编程模块、贴片机2d/3d仿真模块、贴片程序优化模块和贴装数据库模块。贴片编程首先通过EDA电路设计的数据导入确定贴片坐标，然后根据基板信息对标号Fiducial定位，设置Mark点，最后通过输入的元器件信息确定送料器的分配、生成贴装程序并调用程序进行生产动态模拟仿真。
5 SMT技术资格认证培训
包括技术员（中职）、见习工程师（高职）、助理工程师（本科）、工程师（企业）和高级工程师（企业）五个等级的资格认证培训。
考试分专业知识和实际操作两部分，专业知识主要考查考生SMT电子制造的基础知识能力、综合运用能力、以及解决问题的能力。实际操作着重考查考生SMT电子制造实际动手能力。以见习工程师（高职）认证培训为例，培训系统将PCB设计、SMT生产线工艺设计、关键SMT设备编程、加工过程可视化仿真和可制造性评价系统集成，在计算机上以直观、生动、精确的方式模拟出先进电子SMT制造技术。不仅可以使学生进一步掌握EDA电路设计技术，更可以使学生掌握SMT组装技术和各种SMT关键设备技术，彻底改变了传统的一把烙铁学电子的局面。
6 结束语
本文对电子SMT虚拟制造技术进行了研究，针对印刷、贴片、焊接缺陷问题，通过电子产品PCB设计与制造、电子SMT工艺设计与管理、电子SMT虚拟制造系统及其关键技术和SMT技术资格认证四个方面来开展研究分析，实践表明，电子SMT虚拟制造技术能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程，了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术，并对关键SMT设备进行编程操作，将SMT关键设备的生产过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来，缩短开发周期、降低成本、提高表面组装质量和效率。
参考文献
[1]FUJITA Y，KAWAGUCHI H.Full-custom PCB implementation of the FDTD/FIT dedicated computer[J].IEEE Trans Magnetics，2009，45（3）：1100-1103.
[2]裴玉玲，庞佑兵. 基于可制造性设计的PCB协同设计[J].微电子学，2010，40（5）：732-734.
[3]邓北川，申良.SMT回流焊工艺分析及其温控技术实现[J].电子工艺技术，2008，29（1）：30-32.
[4]彭琛，郝秀云，刘克能.Mark点的不良设计对PCB印刷质量的影响[J].工艺与技术，2014，28-31.
作者单位
1.东莞职业技术学院 广东省东莞市 523808
2.广东创新科技职业学院 广东省东莞市 523960