（一）簡述西門子貼片機(jī)廠房潔凈度的重要性

在西門子貼片機(jī)的生產(chǎn)過程中，廠房潔凈度有著至關(guān)重要的影響，體現(xiàn)在多個(gè)關(guān)鍵方面。

首先，關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量。貼片機(jī)常用于處理微小元件以及有著極細(xì)間距的元件，比如 0201、01005 以及間距為 0.3mm 的元件等，若廠房內(nèi)灰塵過多，這些微小顆粒很容易附著在元件表面或者混入焊接環(huán)節(jié)，導(dǎo)致焊接不良、短路等缺陷，大大增加產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率，像出現(xiàn)虛焊、橋連等情況，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，降低成品合格率。

其次，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行影響顯著?；覊m進(jìn)入貼片機(jī)設(shè)備內(nèi)部，會(huì)加大設(shè)備各零部件之間的磨損，例如容易造成吸嘴堵塞、使飛料漏料現(xiàn)象頻發(fā)，還會(huì)影響各種感應(yīng)器，像 BE sensor 等，導(dǎo)致小料厚度測(cè)試不準(zhǔn)，也會(huì)加快滑塊和導(dǎo)軌的磨損，甚至可能引發(fā)設(shè)備故障，進(jìn)而增加設(shè)備維護(hù)和維修的工作量與成本，影響生產(chǎn)的連續(xù)性和效率。

再者，與人員健康息息相關(guān)。SMT 生產(chǎn)車間空氣中除了灰塵外，還可能存在一定的化學(xué)氣體，如果這些化學(xué)氣體有毒有害，那么在人員長期處于這樣的環(huán)境中工作時(shí)，就會(huì)對(duì)身體造成傷害；要是存在腐蝕性氣體，嚴(yán)重情況下也會(huì)影響產(chǎn)品的可靠性。所以保持良好的潔凈度，將塵土、腐蝕性氣體以及異味氣體等排除在外，既能保障產(chǎn)品生產(chǎn)順利，又能維護(hù)工作人員的身體健康。

由此可見，西門子貼片機(jī)廠房潔凈度是整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不容忽視的重要因素，接下來我們就詳細(xì)了解一下其具體的潔凈度要求。

在眾多衡量潔凈度的國際標(biāo)準(zhǔn)中，ISO 14644 是非常重要且被廣泛認(rèn)可的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。它按照不同的潔凈度等級(jí)將潔凈區(qū)劃分為 ISO 1 至 ISO 9 級(jí)，其中 ISO 1 的潔凈度更高，ISO 9 的潔凈度更低。

具體來說，潔凈度等級(jí)代表關(guān)注粒徑粒子的更大允許濃度（以每立方米空氣中的粒子個(gè)數(shù)來計(jì)）。ISO 14644 標(biāo)準(zhǔn)在劃分等級(jí)時(shí)，限定在 0.1μm - 0.5μm 的閾值（低于閾值）粒徑范圍內(nèi)呈累積分布的粒子群體才可供分級(jí)用，這個(gè)范圍外的超微粒子（＜0.1μm ）和大粒子（＞0.5μm）可分別以 U 描述符和 M 描述符來量化粒子群體，但這兩個(gè)描述符不能用于定義懸浮粒子潔凈度等級(jí)，不過可以單獨(dú)引用或與懸浮粒子潔凈度等級(jí)一起引用。

例如，ISO 1 級(jí)別的潔凈環(huán)境，對(duì)粒徑在規(guī)定范圍內(nèi)的粒子濃度有著極其嚴(yán)格的限制，每立方米空氣中所含該粒徑范圍的粒子數(shù)量極少，這樣的高潔凈度環(huán)境常用于對(duì)環(huán)境要求極為苛刻的半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域，像一些高精度芯片的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，微小的塵埃顆粒都可能導(dǎo)致芯片出現(xiàn)短路、性能不穩(wěn)定等嚴(yán)重問題，所以需要 ISO 1 這樣的超高潔凈度保障。

而 ISO 9 級(jí)的潔凈度相對(duì)較低，其單位體積空氣中允許存在的規(guī)定粒徑粒子數(shù)量較多，一般適用于對(duì)潔凈度要求沒那么高的普通工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境或者一些輔助性的生產(chǎn)區(qū)域等。

不同行業(yè)會(huì)依據(jù)自身實(shí)際生產(chǎn)或研究的需求，參考 ISO 14644 標(biāo)準(zhǔn)來確定適合的潔凈度等級(jí)，像微電子行業(yè)通常要求較高等級(jí)，而食品加工等行業(yè)可能相對(duì)要求沒那么高，但也得遵循相應(yīng)的潔凈度規(guī)范，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行，并且可以使用粒子計(jì)數(shù)器對(duì)潔凈室的潔凈度進(jìn)行檢測(cè)，以此來判斷是否符合相應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

西門子貼片機(jī)廠房通常遵循的潔凈度等級(jí)一般為 10 萬級(jí)。之所以選取這一等級(jí)，主要是基于多方面因素考慮。

從生產(chǎn)工藝角度來看，貼片機(jī)需要處理微小元件以及有著極細(xì)間距的元件，比如 0201、01005 以及間距為 0.3mm 的元件等，雖然不像半導(dǎo)體芯片制造那樣需要超高的 ISO 1 等潔凈度環(huán)境，但如果潔凈度太差，灰塵等顆粒物過多，這些微小顆粒很容易附著在元件表面或者混入焊接環(huán)節(jié)，導(dǎo)致焊接不良、短路等缺陷，大大增加產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率，影響產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，降低成品合格率，所以需要一定的潔凈度保障，10 萬級(jí)能夠較好地滿足這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)于潔凈環(huán)境的基本需求。

在設(shè)備運(yùn)行方面，灰塵進(jìn)入貼片機(jī)設(shè)備內(nèi)部，會(huì)加大設(shè)備各零部件之間的磨損，例如容易造成吸嘴堵塞、使飛料漏料現(xiàn)象頻發(fā)，還會(huì)影響各種感應(yīng)器，導(dǎo)致小料厚度測(cè)試不準(zhǔn)，也會(huì)加快滑塊和導(dǎo)軌的磨損，甚至可能引發(fā)設(shè)備故障，進(jìn)而增加設(shè)備維護(hù)和維修的工作量與成本，影響生產(chǎn)的連續(xù)性和效率，而 10 萬級(jí)的潔凈度能夠在一定程度上減少灰塵進(jìn)入設(shè)備，維持設(shè)備較好的運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)于人員健康而言，SMT 生產(chǎn)車間空氣中除了灰塵外，還可能存在一定的化學(xué)氣體，如果這些化學(xué)氣體有毒有害，那么在人員長期處于這樣的環(huán)境中工作時(shí)，就會(huì)對(duì)身體造成傷害；要是存在腐蝕性氣體，嚴(yán)重情況下也會(huì)影響產(chǎn)品的可靠性，10 萬級(jí)的潔凈環(huán)境可以將塵土、腐蝕性氣體以及異味氣體等排除在外，既能保障產(chǎn)品生產(chǎn)順利，又能維護(hù)工作人員的身體健康。

10 萬級(jí)潔凈度等級(jí)下有著具體的各項(xiàng)指標(biāo)要求，其要求車間內(nèi)的大于等于 0.5 微米的塵粒數(shù)不大于 3500000 個(gè)，大于等于 5 微米的塵埃粒子不超過 20000 個(gè)。同時(shí)，在空調(diào)環(huán)境下，要有一定的新風(fēng)量，盡量將 CO2 含量控制在 1000PPM 以下，CO 含量控制在 10PPM 以下，以此來全方位保證廠房內(nèi)達(dá)到符合貼片機(jī)生產(chǎn)需求的潔凈狀態(tài)。

西門子貼片機(jī)廠房對(duì)于空氣清潔度有著較為嚴(yán)格的要求。在空氣清潔度等級(jí)方面，通常要達(dá)到 10 萬級(jí)（BGJ73－84），這意味著每立方米空氣中，≥0.5 微米的塵粒數(shù)要不大于 3500000 個(gè)，而≥5 微米的塵埃粒子則不超過 20000 個(gè)。

除了對(duì)塵粒數(shù)量有限定外，對(duì)于化學(xué)氣體、異味氣體以及腐蝕性氣體等也要嚴(yán)格控制。SMT 生產(chǎn)車間空氣中若存在有毒有害的化學(xué)氣體，長期處于這樣環(huán)境中的工作人員身體健康會(huì)受到傷害；要是存在腐蝕性氣體，嚴(yán)重情況下會(huì)影響產(chǎn)品的可靠性。所以要保證工作間清潔衛(wèi)生，無塵土，無腐蝕性，無異味氣體，以此來保障產(chǎn)品焊接質(zhì)量、設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及人體健康。

同時(shí)，在空調(diào)環(huán)境下，要有一定的新風(fēng)量，盡量將二氧化碳含量控制在 1000PPM 以下，一氧化碳含量控制在 10PPM 以下，全方位保障廠房內(nèi)的空氣清潔度符合貼片機(jī)生產(chǎn)需求，為生產(chǎn)營造良好的空氣環(huán)境。

1.溫度要求：

廠房環(huán)境溫度有著適宜的范圍，更佳溫度一般設(shè)定為 23±3℃，通常工廠溫度設(shè)定在 17～28℃也是較為常見的情況。不過要是達(dá)不到這個(gè)常規(guī)范圍，也不能超過極限溫度 15～35℃。不同的溫度情況對(duì)貼片機(jī)工作及產(chǎn)品質(zhì)量有著不同程度的影響。比如，當(dāng)溫度過高時(shí)，可能會(huì)影響設(shè)備內(nèi)部一些零部件的性能，導(dǎo)致其出現(xiàn)熱脹冷縮等情況，進(jìn)而影響設(shè)備的貼裝精度；而溫度過低時(shí)，設(shè)備的啟動(dòng)以及運(yùn)行流暢性可能會(huì)受到影響，一些潤滑等相關(guān)機(jī)制也可能無法很好地發(fā)揮作用。而且，溫度不合適還會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生作用，極端溫度可能使元件在貼裝過程中出現(xiàn)性能不穩(wěn)定等狀況，影響最終產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

2.濕度要求：

相對(duì)濕度方面有著合理區(qū)間，一般要求廠房內(nèi)相對(duì)濕度在 45％～70％RH 左右，也有的規(guī)定 30％～55％RH，寬松一些的達(dá)到 40％～80％RH。濕度太高的話，元件容易吸潮，對(duì)于潮濕敏感元件極為不利，同時(shí)焊膏暴露在潮濕的空氣中也容易吸潮，進(jìn)而造成焊接缺陷，影響產(chǎn)品的焊接質(zhì)量；而濕度太低時(shí)，空氣會(huì)變得干燥，容易產(chǎn)生靜電，這對(duì)于靜電敏感（ESD）元件是很不利的，靜電可能會(huì)損壞這些元件，影響整個(gè)生產(chǎn)流程，所以對(duì)廠內(nèi)濕度一定要進(jìn)行嚴(yán)格控制。

1.人員進(jìn)出相關(guān)要求：

為保證廠房的潔凈度，人員進(jìn)入廠房時(shí)需要采取一系列措施。人員進(jìn)入廠房時(shí)必須抽取真空，以此去除身上攜帶的灰塵等雜質(zhì)，之后要經(jīng)過風(fēng)淋房，通過風(fēng)淋房強(qiáng)大的氣流吹淋，能夠除去人員身上大部分的灰塵和靜電，防止這些灰塵被帶入廠房內(nèi)。而且進(jìn)入廠房的人員需要穿戴防靜電衣物，包括防靜電服、防靜電鞋等，避免在走動(dòng)等過程中因摩擦產(chǎn)生靜電，同時(shí)也防止人體自身攜帶的灰塵等散落，全方位保障廠房內(nèi)的潔凈狀態(tài)。

2.設(shè)備相關(guān)要求：

對(duì)于像空氣壓縮機(jī)、回流焊接設(shè)備、波峰焊接設(shè)備等配套設(shè)備在保證廠房潔凈度方面也有各自需要滿足的條件?？諝鈮嚎s機(jī)需要對(duì)氣體進(jìn)行過濾凈化，確保輸出的氣體清潔、干燥，沒有油、灰塵和水等雜質(zhì)，避免這些雜質(zhì)混入廠房空氣，影響整體潔凈度?；亓骱附釉O(shè)備和波峰焊接設(shè)備則需要配備排氣裝置系統(tǒng)，并且排氣管的最小流量值要達(dá)到 500 立方英尺 / 分鐘（14.15 m3/min），通過合理的排氣，及時(shí)將焊接過程中產(chǎn)生的廢氣等排出廠房，維持廠房內(nèi)良好的空氣環(huán)境，保障潔凈度要求。

當(dāng)西門子貼片機(jī)廠房的潔凈度達(dá)不到要求時(shí)，會(huì)給產(chǎn)品質(zhì)量帶來諸多負(fù)面問題。例如在微小元件的貼裝環(huán)節(jié)，如果環(huán)境中灰塵過多，這些灰塵顆粒很容易附著在元件表面，使得元件在貼裝時(shí)無法精準(zhǔn)地貼合到電路板對(duì)應(yīng)的位置上，進(jìn)而出現(xiàn)偏位（Placement Error）情況，可能導(dǎo)致電路短路或無法正常連接。

在焊接過程中，潔凈度不達(dá)標(biāo)也危害頗多。若空氣中塵埃粒子含量超標(biāo)，混入焊接環(huán)節(jié)后，可能會(huì)造成焊料由于過多或溫度不當(dāng)?shù)仍?，形成焊料橋，也就是橋連（Solder Bridge）現(xiàn)象，導(dǎo)致兩個(gè)引腳之間短路；或者出現(xiàn)焊接時(shí)焊料沒有充分熔化或沒有形成良好的連接，致使焊點(diǎn)不牢固，產(chǎn)生虛焊（Cold Soldering），出現(xiàn)接觸不良的問題。同時(shí)，焊膏的涂覆量也需要適宜的潔凈環(huán)境來保障，潔凈度不夠時(shí)，可能導(dǎo)致焊膏過量或不足，過多會(huì)引發(fā)橋連，過少則可能導(dǎo)致虛焊，最終影響產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，降低成品合格率。

像一些對(duì)環(huán)境要求更為苛刻的生產(chǎn)場(chǎng)景中，比如涉及 0201、01005 以及間距為 0.3mm 的微小元件的加工時(shí)，微小的塵埃顆粒都可能導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題，所以潔凈的廠房環(huán)境對(duì)于保障產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。

潔凈度不夠?qū)ξ鏖T子貼片機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行也有著不容忽視的影響，存在不少因潔凈度欠佳導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障的案例。比如，當(dāng)灰塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，會(huì)影響設(shè)備的屏幕顯示，出現(xiàn)屏幕亂碼的情況。就像有的西門子顯示屏開機(jī)時(shí)會(huì)呈現(xiàn)花屏故障現(xiàn)象，屏幕有圖像，但圖像上覆蓋有點(diǎn)狀、片狀、馬賽克等干擾，這其中一個(gè)可能的原因就是設(shè)備所處環(huán)境的潔凈度差，灰塵等雜質(zhì)影響了內(nèi)部電路或者信號(hào)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)。

而且灰塵還會(huì)加劇設(shè)備部件的磨損，容易造成吸嘴堵塞，使飛料漏料現(xiàn)象頻發(fā)，也會(huì)影響各種感應(yīng)器，像 BE sensor 等，導(dǎo)致小料厚度測(cè)試不準(zhǔn)，還會(huì)加快滑塊和導(dǎo)軌的磨損。例如一些使用年限較長的貼片機(jī)，由于長期處于潔凈度不達(dá)標(biāo)的環(huán)境中，相關(guān)配件如供料器、滑塊、排線、吸嘴等出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的磨損，影響錫膏印刷、貼片工序的穩(wěn)定性，甚至可能引發(fā)設(shè)備故障，進(jìn)而增加設(shè)備維護(hù)和維修的工作量與成本，影響生產(chǎn)的連續(xù)性和效率。

此外，若廠房內(nèi)存在有害氣體，同樣會(huì)影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，要是存在腐蝕性氣體，會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部的一些金屬部件產(chǎn)生腐蝕作用，久而久之，損害設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能，影響設(shè)備的正常使用，降低設(shè)備的使用壽命。所以維持良好的潔凈度，是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。

西門子貼片機(jī)廠房潔凈度要求涉及多個(gè)關(guān)鍵方面，這些要點(diǎn)對(duì)于保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行、產(chǎn)品質(zhì)量以及設(shè)備和人員健康都至關(guān)重要。

在空氣清潔度方面，需達(dá)到 10 萬級(jí)（BGJ73－84），要求每立方米空氣中≥0.5 微米的塵粒數(shù)不大于 3500000 個(gè)，≥5 微米的塵埃粒子不超過 20000 個(gè)，同時(shí)要嚴(yán)格控制化學(xué)氣體、異味氣體以及腐蝕性氣體等，在空調(diào)環(huán)境下，將二氧化碳含量控制在 1000PPM 以下，一氧化碳含量控制在 10PPM 以下。

溫濕度也有適宜范圍，溫度更佳為 23±3℃，常規(guī)設(shè)定在 17～28℃，極限溫度在 15～35℃；相對(duì)濕度一般在 45％～70％RH 左右，不同產(chǎn)品生產(chǎn)可能有 30％～55％RH 或 40％～80％RH 等不同要求，濕度太高或太低都會(huì)對(duì)元件、焊膏以及靜電敏感元件等產(chǎn)生不良影響。

人員進(jìn)出時(shí)要抽取真空、經(jīng)過風(fēng)淋房，穿戴防靜電衣物；配套設(shè)備如空氣壓縮機(jī)需對(duì)氣體過濾凈化，回流焊接設(shè)備和波峰焊接設(shè)備要配備排氣裝置且保證排氣管最小流量值達(dá)到 500 立方英尺 / 分鐘（14.15 m3/min）。

總之，這些潔凈度要求相互配合，任何一方面達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，都可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致設(shè)備故障，增加維護(hù)成本等，所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格遵守并把控這些要求。

隨著科技的不斷進(jìn)步以及各行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的日益嚴(yán)苛，西門子貼片機(jī)廠房潔凈度管理也有望朝著更智能化、精細(xì)化的方向發(fā)展。

在智能化方面，未來有望借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及人工智能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠房潔凈度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)調(diào)控。比如通過在廠房各個(gè)關(guān)鍵位置設(shè)置傳感器，全方位收集空氣清潔度、溫濕度等數(shù)據(jù)，然后利用大數(shù)據(jù)分析，提前預(yù)判潔凈度可能出現(xiàn)的波動(dòng)情況，進(jìn)而自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備等，確保各項(xiàng)指標(biāo)始終穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)。

從精細(xì)化角度來看，潔凈度等級(jí)的劃分或許會(huì)更加細(xì)致，能夠針對(duì)不同類型、不同精度要求的貼片機(jī)生產(chǎn)場(chǎng)景制定更為精準(zhǔn)的潔凈標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在人員管理和設(shè)備維護(hù)上也會(huì)更加注重細(xì)節(jié)，例如研發(fā)出更高效的人員除塵、防靜電裝備，對(duì)設(shè)備的密封、過濾等防塵性能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)。

此外，環(huán)保理念會(huì)進(jìn)一步融入潔凈度管理工作里，運(yùn)用更為綠色環(huán)保的材料與技術(shù)打造廠房環(huán)境，在確保潔凈度的基礎(chǔ)上，減少能耗以及降低對(duì)環(huán)境的影響，達(dá)成可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。總而言之，潔凈度管理的這些發(fā)展趨勢(shì)，將推動(dòng)西門子貼片機(jī)生產(chǎn)持續(xù)邁進(jìn)。