生產線平衡方法及電腦可讀取存儲介質的製作方法

2023-12-12 08:01:27 1

專利名稱：生產線平衡方法及電腦可讀取存儲介質的製作方法
技術領域：
本發明有關於一種生產線平衡方法，且特別有關於一種表面黏著技術 (Surface Mounting Technology, SMT)生產線平衡方法及電腦可讀取存儲介質。
背景技術：
表面黏著技術(SMT)是一種將元件焊接在印刷電路板表面的技術。圖1為傳 統的表面黏著技術生產流程示意圖。請參照圖l，首先由送板機(Loader) 101將 印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)的其中一面朝上而載置於生產線上。 之後，通過印刷機(Screen printer) 102來對生產線上的印刷電路板進行錫膏印 刷。基於一些較大元件或是製程上的考量，為了避免在元件在取放至印刷電路板時 導致不良狀況(例如裂縫)的發生，因此在印刷上錫膏後，會使用點膠機(Dispenser) 103於印刷電路板表面異形元件或是較重的元件的位置上點膠。
接著，便利用表面黏著元件取放(Pick and place)設備將表面黏著元件
(Surface Mounting Device, SMD)放置在印刷電路板上。表面黏著元件取放設備 大都為高速機(High-speed) 104搭配泛用機(Multi-purpose) 105使用。而通過 先前印刷於印刷電路板上的錫膏，表面黏著元件可以黏附於印刷電路板表面。然後 經由回焊爐(Reflow oven) 106將印刷電路板的環境提升至一定溫度後，使錫膏 融化以完全附著於表面黏著元件的連接端與印刷電路板的焊墊。最後，利用收板機
(Unloader) 107將印刷電路板下載。接著再使用送板機108將印刷電路板的另一 面上載，而後續生產流程自印刷機109、高速機110、泛用機lll、回焊爐112至 收板機113也與上述相同，以進行另一面的表面黏著元件組裝。
其中高速機(104及110) —般是用來組裝較小的表面黏著元件(例如電容及 電阻等)。泛用機(105及111)則是用來組裝異形元件(例如接線座及中央處理 單元或南北橋晶片之類的大型元件等)，因此泛用機(105及111)的組裝速度會 比高速機(104及110)來得慢。以筆記本電腦的主板為例， 一般由於印刷電路板
背面機構空間較大，通常會將大型元件置放在背面，所以正面及背面的元件組裝時 間便會不一樣。在元件組裝過程中，便會因為印刷電路板正面元件組裝較快速，使 得整個生產線的效能受限在背面的元件組裝上。
在生產線上，必須使各工作站的操作時間約略相等，以提高各工作站的使用 效率，此稱之為生產線平衡(Line balance)。因此若各工作站之間的操作時間差 距愈少，則生產線平衡率便愈高。圖2A為傳統的表面黏著技術各工作站周期時間 示意圖。請參照圖2A，工作站201、 202及204的工作周期時間皆為1分鐘組裝一 片印刷電路板的一面，而工作站203的工作周期時間為2分鐘組裝一片印刷電路板 的一面，因此會在工作站203形成一個瓶頸站(Bottleneck)。而原本一小時可以 組裝60片印刷電路板的一面(即60/小時)，由於工作站203的工作周期時間較 久，因而使得生產率降為30 /小時。
為了達到生產線平衡，傳統作法便是調整組裝印刷電路板正面元件所需高速 機(104及110)與泛用機(105及111)搭配的數量，以及調整組裝印刷電路板背 面元件所需高速機(104及110)與泛用機(105及111)搭配的數量，以使生產效 能不會因為某一操作時間較長的工作站(例如工作站203)而受限。圖2B為傳統 的表面黏著技術生產線平衡的各工作站周期時間示意圖。請參照圖2B，工作站205、 206及209的工作周期時間皆為1分鐘組裝一片印刷電路板的一面，而工作站207 及208的工作周期時間為2/分鐘組裝一片印刷電路板的一面，在瓶頸站處使用多 個工作站(207及208)以使操作能夠平行處理，當前一片印刷電路板尚在工作站 207進行組裝時，工作站206即可將下一片印刷電路板送往工作站208，而不需等 待工作站207組裝完成後再送下一片，以提高各工作站的使用效率(60/小時)。 但是，如此一來也必須暫停生產線以調整工作站(往往需花費2-3天)，也耗費成 本。

發明內容
本發明提供一種生產線平衡方法與電腦可讀取存儲介質，使得在布局階段能 夠適度地調配元件配置到基板的位置，並自動提示使用者，使各工作站達到最佳使 用率。
本發明提出一種生產線平衡方法，首先將元件配置至基板的第一表:面及第二表面，接著計算第一表面的元件的第一組裝時間及第二表面的元件的第二組裝時 間，最後對第一表面的元件的第一組裝時間與第二表面的元件的第二組裝時間作一 平衡演算，調整元件於第一表面與第二表面的配置結果。
本發明提出一種存儲電腦程式之電腦可讀取存儲介質，此電腦程式用以載入
至電腦系統中，並且使得電腦系統執行上述的生產線平衡方法。
本發明因於布局階段便可評估基板的第一表面及第二表面的元件的第一組裝 時間與第二組裝時間的時間差，因此若第一組裝時間與第二組裝時間的時間差會使
得生產線不平衡，則可及早在布局階段重新決定元件的分布，而不需暫停生產線與 變更/調整生產線的工作站。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合 附圖作詳細說明如下。


圖1為傳統的表面黏著技術生產流程示意圖。
圖2A為傳統的表面黏著技術各工作站周期時間示意圖。
圖2B為傳統的表面黏著技術生產線平衡的各工作站周期時間示意圖。
圖3是依照本發明實施例的一種生產線平衡方法流程圖。
具體實施例方式
一般在表面黏著製程中，通過調整生產線中元件取放裝置來使生產線平衡。 此現有技術在調整生產線平衡的過程中，不僅浪費時間且耗費成本。下述本發明的 諸實施例即在電路布局階段中，借著分別計算出基板第一表面的元件的第一組裝時 間及第二表面的元件的第二組裝時間，判斷是否重新配置元件，以提高在製造階段 中生產線上各工作站的效能。為了使本發明的內容更為明了，以下特舉實施例作為 本發明確實能夠據以實施的範例。而為了方便說明，以下均以"正面"來做為"第 一表面"的描述，並以"背面"來做為"第二表面"的描述，且分別以"正面的元 件組裝時間"與"背面的元件組裝時間"來取代"第一表面的元件的第一組裝時間" 與"第二表面的元件的第二組裝時間"的描述。
圖3是依照本發明實施例的一種生產線平衡方法流程圖。請參照圖3，首先依
據在製造階段中生產線上各個元件組裝至基板所需的時間來建立一個資料庫(步驟
301)。於本實施例中所述的基板例如是印刷電路板，此領域具有通常知識者也可
以視其需求而將本發明實施於各種類型基板(例如軟性基板、玻璃基板等)。
另外，本實施例中所述的元件包含表面黏著元件。上述資料庫中的元件組裝 時間可根據元件取放設備將元件組裝至基板時所測量的時間而設定，也可憑著累積 的經驗來推算出元件組裝時間，然在此並不限定元件組裝時間的測量方法。
接著進行電路布局。於電路布局階段，步驟302依據產品規格、機構條件與 電器特性等條件將各個元件配置到基板的正面及背面上。然後，再分別計算正面及 背面的元件組裝時間(步驟303)。步驟303可在元件皆配置到基板的正面及背面 後(例如執行"自動布件"功能)，再分別去累加正面及背面的元件組裝時間。
或者，則在一邊配置元件的同時(例如執行"人工布件"功能)， 一邊累加 正面及背面的元件組裝時間。然在此並不限制計算元件組裝時間的方式。另外在進 行元件配置時，更可適時地在屏幕上顯示目前正面及背面的元件數及總元件組裝時 間，以供使用者了解是否會使各工作站達到最佳使用率。當然，步驟303所累加正 面及背面的元件組裝時間也可以提供給布件(Placement)演算法，作為進行"自 動布件"時的演算參數之一。
最後，判斷基板正面及背面的元件組裝時間差是否在一個容忍值內(步驟 304)。意即基板在依據步驟302的布件結果而於製造階段進行元件組裝(例如將 表面黏著元件組裝於印刷電路板)時，是否能夠使生產線平衡，而不需變更生產線 的工作站。步驟304即是為了使生產線平衡，在元件配置完畢後，去計算出基板正 面及背面的元件組裝時間差，並與一個容忍值比對。
若超出容忍值便需重新配置元件(重複進行步驟306、 307、 302與303)，直 到正面及背面的元件組裝時間差在容忍值範圍內，方可繼續執行布局的其餘操作 (步驟305)。然容忍值可依照元件取放設備的速度或是過去累積的經驗來訂定， 在此並不限制其範圍。
由於高速機與泛用機在元件組裝上的速度有相當大差異，因此泛用機往往會 成為生產線中的一個瓶頸站。因為泛用機是用來組裝異形元件，故當判斷需重新配 置元件時，步驟306便將基板正面及/或背面的異形元件列出。例如，若基板背面 的元件組裝時間大於基板正面的元件組裝時間，使用者便可以考慮將原本配置於背面部分異形元件移至基板正面去。
另外，由於有些元件有其固定位置(例如個人電腦主機板上PCI槽的位置)，
因此步驟307根據基板設計規則，而從步驟306所列出的異形元件中，將不能移動 的元件扣除，以列出可自由配置在任一面的異形元件。因此便可以再次進行步驟 302，而根據步驟307列出的元件去做布件調整，重新配置部分元件位置。例如， 電腦執行布件演算法，而從步驟307列出的元件清單中選擇部分或全部元件去進行 "重新布件"(例如將元件由原先配置於基板的一面改配置到另一面)。
或者，可以將步驟307列出的元件清單列示於屏幕上，使用者便可根據列出 的元件重新配置元件位置。舉例來說，以電腦主機板而言，當列出所有異形元件後， 根據主機板設計規則將內存插槽、中央處理器及北橋晶片等這類有固定位置的元件 從列表中扣除後，使用者再從剩餘可移動至任一面的元件來進行調配。
另外，於步驟306之後可省略步驟307，直接重新配置元件(步驟302)。或 是省略步驟306而執行步驟307，以重新配置元件(步驟302)。亦或使用者可根 據自身的需求來重新配置元件(步驟302)，而不需列出異形元件或是可自由配置 的元件，然以上重新配置元件的步驟也可視使用者情況來決定。
本實施例簡單來說，即是在布局的時候，先去考量可放置於正面及背面的元 件分別為哪些，當元件配置完成後，便自動計算出正面的元件組裝時間以及背面的 元件組裝時間。接著判斷正面與背面的元件組裝時間差是否在一容忍值內，使得在 進行表面黏著製程中，提高生產線上工作站使用率。若判斷的結果會降低工作站使 用率，則便考慮將某些元件移動至另一面，以重新配置元件。而重新配置元件完成 後再去計算元件組裝時間差，以判斷如此配置是否會降低生產線平衡，直到元件組 裝時間差在容忍值範圍內。
值得一提的是，本實施例可於電腦系統上來執行，將上述實施例設計為一電 腦程序，利用電腦可讀取存儲介質(例如光碟或硬碟)來存儲此電腦程式，並且將 其載入至電腦系統中，使得可在電腦系統上執行上述實施例的生產線平衡方法。換 言之，即是開發一套電腦軟體讓使用者可於一個模擬環境中去配置元件，並由軟體 自動計算出元件組裝時間，並且可任意變動元件配置位置來調整基板正面及背面的
元件組裝時間差。
綜上所述，本發明的生產線平衡方法及電腦可讀取存儲介質至少具有下列優
點
1. 在執行表面黏著製程前，可於布局階段來設計基板正面及背面所配置的元 件，以調整正面及背面的元件組裝時間，使生產線平衡。
2. 計算正面及背面的元件組裝時間，以提高各工作站使用效率，進而加快生 產速度並提升實際產出量。
3. 不需調整硬體設備即可使生產線平衡，使得生產線不需停擺，節省成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然氣並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與 潤飾，因此本發明的保護範圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種生產線平衡方法，包括配置多個元件至一基板的一第一表面及一第二表面；計算該第一表面的元件的一第一組裝時間；計算該第二表面的元件的一第二組裝時間；對該第一表面的元件的該第一組裝時間與該第二表面的元件的該第二組裝時間作一平衡演算；以及調整該些元件於該第一表面與該第二表面的配置結果。
2. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，還包括 建立一資料庫，該資料庫包含該些元件組裝於該基板所需時間； 依據該資料庫，累加配置於該第一表面的元件組裝於該基板所需時間，作為該第一表面的元件組裝時間；以及依據該資料庫，累加配置於該第二表面的元件組裝於該基板所需時間，作為 該第二表面的元件組裝時間。
3. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，還包括 自該些元件列出多個異形元件；以及 重新配置該些異形元件至該第一表面及該第二表面。
4. 如權利要求3所述的生產線平衡方法，其特徵在於，各該些異形元件包括接 線座、大型集成電路及大型元件其中之一。
5. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，還包括 列出可自由配置於該第一表面及該第二表面的該些元件；以及 重新配置該些元件至該第一表面及該第二表面。
6. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，該平衡演算為判斷該第 一組裝時間與該第二組裝時間的時間差在一容忍值之內與否。
7. 如權利要求6所述的生產線平衡方法，其特徵在於，當判斷得知該第一組裝時間與該第二組裝時間的時間差在該容忍值之外時，則調整該些元件於該第一表面 與該第二表面的配置結果。
8. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，還包括建立一資料庫，該資料庫包含該些元件組裝於該基板所需時間；以及 依據該資料庫，判斷各該些元件是否適合配置至該第一表面及該第二表面其 中之一。
9. 如權利要求8所述的生產線平衡方法，其特徵在於，還包括 依據該資料庫，分別累加被配置在該第一表面及該第二表面的各該些元件的元件組裝時間。
10. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，該基板包括印刷電路板。
11. 如權利要求1所述的生產線平衡方法，其特徵在於，該些元件包括表面黏 著元件。
12. —種電腦可讀取存儲介質，用以存儲一電腦程式，該電腦程式用以載入至 一電腦系統中並且使得該電腦系統執行如權利要求第1至7項中任一者所述的方 法。
全文摘要
本發明公開了一種生產線平衡方法及電腦可讀取存儲介質。本發明於布局前將元件配置至基板，並分別去模擬計算元件在裝配線上配置至基板正反兩面的元件組裝時間，再根據元件組裝時間，來重新調整元件的配置結果。因此，在表面黏著製程中，不需變更硬體設備即可達成生產線平衡。
文檔編號H05K13/08GK101198249SQ200610166728
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者何政勳 申請人:英業達股份有限公司