Μηχανή συναρμολόγησης PCB: Η μηχανή ακρίβειας της ηλεκτρονικής αλυσίδας βιομηχανίας παραγωγής

Μηχανή συναρμολόγησης PCB: Η μηχανή ακρίβειας της ηλεκτρονικής αλυσίδας βιομηχανίας παραγωγής

Η μηχανή συναρμολόγησης κυκλωμάτων είναι ο βασικός εξοπλισμός στην κατασκευή σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών.και τσιπάκια στην πλακέτα κυκλώματοςΜε την ταχεία ανάπτυξη της επικοινωνίας 5G, των τσιπ τεχνητής νοημοσύνης, των νέων ενεργειακών οχημάτων και άλλων τομέων,Οι μηχανές συναρμολόγησης PCB έχουν συνεχώς σπάσει προς τις κατευθύνσεις της υψηλής ταχύτηταςΤο άρθρο αυτό θα διεξάγει ανάλυση από τρεις διαστάσεις: βασικές τεχνολογικές ενότητες, προκλήσεις και καινοτομίες της βιομηχανίας και μελλοντικές τάσεις.

Ι. Βασικές τεχνικές ενότητες μηχανών συναρμολόγησης PCB
Μηχανή επιλογής και θέσης SMT
Η μηχανή με τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) είναι ο βασικός εξοπλισμός για την συναρμολόγηση PCB.Επιτυγχάνει ακριβή τοποθέτηση των εξαρτημάτων μέσω ενός συστήματος ελέγχου κίνησης υψηλής ταχύτητας και τεχνολογίας οπτικής θέσηςΓια παράδειγμα, το μηχάνημα Yuanlisheng EM-560 με τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) υιοθετεί μια μονάδα προσανατολισμού πτήσης, υποστηρίζοντας την τοποθέτηση εξαρτημάτων που κυμαίνονται από 0,6 mm × 0,3 mm έως 8 mm × 8 mm,με ακρίβεια ± 25μm34Ο προηγμένος εξοπλισμός είναι επίσης εξοπλισμένος με ένα σύστημα οπτικής αντιστάθμισης AI για τη διόρθωση της αντιστάθμισης που προκαλείται από θερμική παραμόρφωση PCB σε πραγματικό χρόνο, αυξάνοντας την απόδοση κατά 6%.

Εξοπλισμός συγκόλλησης

Φούρνος συγκόλλησης με επανεξέταση: Η παραδοσιακή διαδικασία λιώνει την πάστα συγκόλλησης μέσω ομοιόμορφης θέρμανσης, αλλά τα τσιπ υψηλής πυκνότητας είναι επιρρεπή σε παραμόρφωση και αποτυχία λόγω των διαφορών στη θερμική επέκταση.Η Intel έχει αντικαταστήσει την παραδοσιακή συγκόλληση reflow με την τεχνολογία σύνδεσης θερμής πίεσης (TCB), εφαρμόζοντας τοπική θερμότητα και πίεση για να μειωθεί η απόσταση μεταξύ των αρθρώσεων συγκόλλησης σε λιγότερο από 50μm, μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο γέφυρας κατά 49.

Μηχανή σύνδεσης θερμής πίεσης (TCB): στην κατασκευή HBM (High Bandwidth Memory),η συσκευή TCB επιτυγχάνει την στοίβαση 16 στρωμάτων τσιπ DRAM μέσω ακριβούς ρύθμισης της θερμοκρασίας (± 1°C) και της πίεσης (0Η συσκευή ASMPT χρησιμοποιήθηκε από την SK Hynix στην παραγωγή του HBM3E λόγω της υποστήριξής της για βελτιστοποίηση της απόδοσης της πολυεπίπεδης στοίβασης.

Σύστημα ανίχνευσης και επισκευής
Η αυτόματη οπτική επιθεώρηση (AOI) σε συνδυασμό με την τεχνολογία ηλεκτροφωτισμού (EL) μπορεί να εντοπίσει ελαττώματα των αρθρώσεων συγκόλλησης σε επίπεδο μικρομικρών.κωδικοποίηση των στοιχείων δοκιμής κάθε στοιχείου στην επιφάνεια PCB για την επίτευξη πλήρους ιχνηλασιμότητας κύκλου ζωής 36Ορισμένοι εξοπλισμός υψηλής ποιότητας ενσωματώνει επίσης μονάδες επισκευής λέιζερ για την άμεση αφαίρεση περιττών συγκόλλησης ή την επισκευή ψευδών αρθρώσεων συγκόλλησης.

ΙΙ. Τεχνικές προκλήσεις και κατευθύνσεις καινοτομίας
Τεχνολογικό όριο διασύνδεσης υψηλής πυκνότητας
Τα τσιπ MicroLED και AI απαιτούν ένα βάθος pad μικρότερο από 30μm, το οποίο είναι δύσκολο να ικανοποιηθεί με παραδοσιακές μεθόδους αφαίρεσης.Η τροποποιημένη μέθοδος ημι-προσθέσεων (mSAP) σε συνδυασμό με την τεχνολογία άμεσης έκθεσης γραφής με λέιζερ (LDI) μπορεί να επιτύχει πλάτος γραμμής 20μm και είναι κατάλληλη για διαδικασίες κάτω των 28nmΕπιπλέον, η δημοτικοποίηση της τεχνολογίας τυφλών θαμμένων vias και των διαδικασιών διασύνδεσης αυθαίρετων στρωμάτων (ELIC) έχει οδηγήσει τις πλακέτες HDI να εξελιχθούν προς ένα πλάτος γραμμής 40μm.

Συνδυασμός υλικών και θερμική διαχείριση
Το PCB των νέων οχημάτων ενέργειας πρέπει να μεταφέρει ρεύμα άνω των 100A. Το πρόβλημα της πλευρικής χαρακτικής των παχών πλακών χαλκού (2-20oz) λύνεται με διαφορική χαρακτική,αλλά ο συνδυασμός παχών στρωμάτων χαλκού και υλικών υψηλής συχνότητας είναι επιρρεπής σε αποστρωματοποίησηΗ δυναμική εικόνα με παλμούς (DPE) και το τροποποιημένο υπόστρωμα PTFE (σταθερότητα Dk ± 0,03) έχουν γίνει η λύση 17.3D δομή PCBS ενσωματώνουν απορροφητήρες θερμότητας μέσω ενός σχεδιασμού σχισμής ελέγχου βάθους (με πάχος πλάκας 50%-80%) για τη μείωση της επίδρασης των υψηλών θερμοκρασιών στα εξαρτήματα.

Ευφυής και ευέλικτη παραγωγή
Η ολοκλήρωση διαδικασιών DMAIC με δεδομένα IoT βελτιστοποιεί την απόδοση της παραγωγής.Η μηχανή σύνδεσης TCB της Hanwha SemiTech είναι εξοπλισμένη με ένα αυτοματοποιημένο σύστημα που υποστηρίζει την ταχεία μετάβαση μεταξύ 8 και 16 στρωμάτωνΤο σύστημα διόρθωσης απόκλισης σε πραγματικό χρόνο που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη μπορεί επίσης να προβλέψει τους κινδύνους γεφυρών με βάση το μοντέλο διάχυσης ζύμης συγκόλλησης και να προσαρμόσει δυναμικά τις παραμέτρους συγκόλλησης.

ΙΙΙ. Σενάρια εφαρμογής και παράγοντες της βιομηχανίας
Καταναλωτικά ηλεκτρονικά
Τα κινητά τηλέφωνα με αναδιπλούμενη οθόνη και τα ακουστικά TWS έχουν οδηγήσει τη ζήτηση για πολύ λεπτές PCBS.Η τεχνολογία τυφλής τρύπας/θαμμένης τρύπας (50-100μm μικροτρύπες) και οι πλακέτες σύνθετων υλικών με ευελιξία και αυστηρότητα (όπως τα υλικά πολυαιμίδων) έχουν γίνει κυρίαρχες, που απαιτεί από τις μηχανές τεχνολογίας επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) να διαθέτουν ικανότητες σύνδεσης καμπυλωμένης επιφάνειας υψηλής ακρίβειας.

Ηλεκτρονικά οχήματα
Τα PCBS αυτοκινητοβιομηχανίας πρέπει να περάσουν δοκιμές αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες (υλικά υψηλής Tg) και αντοχής σε δονήσεις.Η διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας ENEPIG (ελέκτροληξία νικελιοπαλλαδίου) είναι συμβατή με τη σύνδεση σύρματος αλουμινίουΤο σύστημα διαχείρισης μπαταρίας Tesla 4680 χρησιμοποιεί πλάκες χαλκού πάχους 20 ουγκών και υποστηρίζει μετάδοση υψηλού ρεύματος.

Τεχνητή νοημοσύνη και υπολογιστές υψηλών επιδόσεων
Η μνήμη HBM βασίζεται σε μηχανές δέσμευσης TCB για την επίτευξη 3D στοίβασης.και η θερμική αγωγιμότητα είναι δύο φορές υψηλότερη από εκείνη των παραδοσιακών NCF, η οποία είναι κατάλληλη για τις υψηλές απαιτήσεις διάσπασης θερμότητας των τσιπ AI.

IV. Μελλοντικές τάσεις και προοπτικές της βιομηχανίας
Φωτοηλεκτρική υβριδική ολοκλήρωση
Η διάδοση των τσιπ 3nm έχει οδηγήσει στην αύξηση της ζήτησης για οπτοηλεκτρονικές συσκευασίες (CPO).οδήγηση μηχανών συναρμολόγησης για την αναβάθμιση σε τεχνολογίες σύνδεσης λέιζερ και μικροοπτικής ευθυγράμμισης.

Πράσινη παραγωγή και τυποποίηση
Η προώθηση των συγκόλλησεων χωρίς μόλυβδο και των υπόστρωτων χωρίς αλογένια απαιτεί από τον εξοπλισμό συγκόλλησης να προσαρμόζεται σε διαδικασίες χαμηλής θερμοκρασίας (όπως το σημείο τήξης του κράματος Sn-Bi στους 138 °C).0 κανονισμός θα ωθήσει τους κατασκευαστές εξοπλισμού να αναπτύξουν μονάδες χαμηλής κατανάλωσης ενέργειαςΓια piαράδειγα, ο ταχύς σχεδιασμός θέρμανσης και ψύξης των θερμαντήρων έλξης piορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κατά 50%.

Μονωροποίηση και πολυλειτουργική ολοκλήρωση
Οι μελλοντικοί εξοπλισμοί ενδέχεται να ενσωματώσουν την τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης (SMT), τη συγκόλληση και την επιθεώρηση.Ο εξοπλισμός συσκευασίας Co-EMIB της ASMPT υποστηρίζει τη μικτή επεξεργασία σε επίπεδο πλάκας και υποστρώματος, συντομεύοντας τον κύκλο παραγωγής HBM κατά 49.

Συμπεράσματα
Ως "ακριβή χέρια" της ηλεκτρονικής κατασκευής, η τεχνολογική εξέλιξη των μηχανών συναρμολόγησης PCB καθορίζει άμεσα τα όρια μικροποίησης και απόδοσης των ηλεκτρονικών προϊόντων.Από την τοποθέτηση σε επίπεδο μικρών των μηχανών τεχνολογίας επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) έως την πολυεπίπεδη στοίβαση των μηχανών σύνδεσης TCB, από την επιθεώρηση ποιότητας της τεχνητής νοημοσύνης έως τις πράσινες διαδικασίες, η καινοτομία στον εξοπλισμό οδηγεί την βιομηχανική αλυσίδα να ανεβεί προς τομείς υψηλής προστιθέμενης αξίας.Με τις ανακαλύψεις των Κινέζων κατασκευαστών όπως η Jialichuang στην τεχνολογία πολυεπίπεδων με 32 στρώματα, καθώς και τον ανταγωνισμό της Νότιας Κορέας και των Ηνωμένων Πολιτειών, της Semiconductor και της ASMPT στην αγορά των μηχανών συγκόλλησης,η παγκόσμια βιομηχανία μηχανών συναρμολόγησης PCB θα δει πιο έντονο τεχνολογικό ανταγωνισμό και συνεργασία καθώς και οικολογική ανοικοδόμηση. 379